1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw

113 328 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 113
Dung lượng 3,47 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, các bộ nguồn chuyển mạch đóng – cắt công suất nhỏ được sử dụng hầu hết trong các thiết bị điện tử, từ các ứng dụng dân dụng và công nghiệp đến những

Trang 1

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ MÁY BIẾN ÁP CAO TẦN TRONG BỘ NGUỒN

Trang 2

LỜI CẢM ƠN 1

MỞ ĐẦU 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN MỘT CHIỀU 5

CHƯƠNG 3: CÁC BỘ BIẾN ĐỔI CƠ BẢN 45

3.1 Các bộ biến đổi không có biến áp cách ly 45

3.2 Bộ biến đổi có biến áp cách ly 59

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Để có được kết quả học tập như ngày hôm nay, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới tập thể các thầy cô giáo trong trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã nhiệt tình giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi để lớp Cao học Thiết bị điện – Điện tử nói chung và bản thân em nói riêng đã hoàn thành khoá học của mình

Xin cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Thiết bị điện – Điện tử, đặc biệt là TS Nguyễn Thế Công – người hướng dẫn khoa học trực tiếp cho luận văn tốt nghiệp này TS Nguyễn Thế Công không chỉ gợi ý đề tài mà còn đưa ra nhiều

ý kiến quý báu để em có thể giải quyết được những vấn đề khó khăn nảy sinh trong quá trình thực hiện luận văn

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè, những người đã động viên và tạo mọi điều kiện để em

có thể đầu tư tối đa thời gian và công sức hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình

Xin chân thành cảm ơn!

Nguyễn Mạnh Hà

Trang 4

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, các bộ nguồn chuyển mạch (đóng – cắt) công suất nhỏ được

sử dụng hầu hết trong các thiết bị điện tử, từ các ứng dụng dân dụng và công nghiệp đến những ứng dụng chuyên ngành đặc biệt khác Ngay từ khi ra đời

bộ nguồn chuyển mạch đã được phát triển không ngừng tuy nhiên lý thuyết sâu về chúng vẫn chưa được công bố rộng rãi mà hầu hết ở dạng những bài báo đưa ra các sơ đồ mạch cụ thể mà các nhà nghiên cứu tìm ra để đáp ứng được yêu cầu của những ứng dụng nhất định nào đó

Trước thực tế đó, luận văn này mạnh dạn đi sâu nghiên cứu về ảnh hưởng của các tham số máy biến áp cao tần đến chất lượng và hiệu suất của

bộ nguồn chuyển mạch công suất nhỏ, trên cơ sở ấy sẽ giúp cho những ai quan tâm, thiết kế hay sửa chữa bộ nguồn chuyển mạch có hướng điều chỉnh các thông số sao cho phù hợp và hiệu quả Do thời gian có hạn nên luận văn chỉ nghiên cứu mô phỏng trên một sơ đồ mạch cụ thể sử dụng phần mềm PSIM

Sau khi hoàn thành, luận văn sẽ góp phần làm rõ lý thuyết cũng như cho biết một số hướng điều chỉnh thực tế của việc thiết kế bộ nguồn chuyển mạch

dùng trong thiết bị điện tử

2 Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài

Vấn đề nghiên cứu nguồn chuyển mạch là một vấn đề không mới nhưng

có thể nói là rất khó vì chúng thay đổi nhanh nhằm đáp ứng những đòi hỏi ngày càng phức tạp của thực tế khách quan Mặc dù mang tính thực tiễn và ứng dụng cao nhưng nghiên cứu về nguồn chuyển mạch thì vẫn chưa đầy đủ Mặt khác, do tính cạnh tranh về thương mại mà các nhà sản xuất có thể đưa ra sản phẩm chất lượng nhưng không công bố lý thuyết kèm theo Vì vậy, những

Trang 5

người dùng khi cần sửa chữa hoặc muốn tự thiết kế theo yêu cầu riêng là khá khó khăn

Các tài liệu thường được công bố chỉ ở dạng các bài báo đăng trên các tạp chí chuyên nghành về các kỹ thuật liên quan tới bộ nguồn chuyển mạch

như kỹ thuật biến đổi DC/DC, kỹ thuật điều khiển hoặc sơ đồ mang tính giới

thiệu của các hãng sản xuất (nếu lắp ráp như vậy phần lớn mạch không hoạt động và cũng không có cơ sở để lựa chọn linh kiện hay thay đổi cấu hình) Cũng có tài liệu nói tới việc thiết kế nhưng lại theo kinh nghiệm là chủ yếu Hoặc đưa ra các số liệu của một bộ nguồn cụ thể mà không cho biết các thông

số đó ảnh hưởng đến bộ nguồn như thế nào

3 Mục đích, nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận văn

*Nhiệm vụ:

Đánh giá tổng quan về các loại bộ nguồn chuyển mạch

Nghiên cứu sâu hơn ảnh hưởng của các tham số máy biến áp cao tần tới chất lượng và hiệu suất của bộ nguồn

*Phạm vi nghiên cứu:

Luận văn nghiên cứu các kỹ thuật cơ bản liên quan tới nguồn chuyển mạch

Mô phỏng bộ nguồn chuyển mạch cụ thể và cho một số kết quả tiêu biểu

4 Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu của luận văn

*Cơ sở lý luận:

Trang 6

Luận văn được nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết kỹ thuật mạch điện tử, điện tử công suất, lý thuyết điều khiển tự động,

Các bài báo, tài liệu khoa học, catalog của một số hãng sản xuất,

Hướng dẫn sử dụng phần mềm mô phỏng PESIM

*Phương pháp nghiên cứu:

Chủ yếu là phương pháp tổng hợp và phân tích lý thuyết kết hợp với mô phỏng

5 Đóng góp về mặt khoa học của luận văn

Giới thiệu và làm rõ lý thuyết cơ bản về nguồn chuyển mạch

Đưa ra các kết quả cụ thể về ảnh hưởng của các tham số máy biến áp cao tần tới chất lượng và hiệu suất của bộ nguồn

6 Ý nghĩa thực tế của luận văn

Cung cấp cơ sở lý thuyết và một số nhận xét, đánh giá từ việc mô phỏng cho việc phân tích và thiết kế bộ nguồn chuyển mạch

7 Kết cấu của luận văn

Luận văn gồm 3 chương với nội dung như sau:

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về nguồn một chiều

Chương 2: Giới thiệu và phân loại các bộ biến đổi DC/DC

Chương 3: Các bộ biến đổi cơ bản

Chương 4: Thiết kế một bộ nguồn cụ thể và đánh giá ảnh hưởng của các tham số máy biến áp cao tần bằng phần mềm mô phỏng PESIM

Ngoài ra còn có phần mở đầu và danh mục tài liệu tham khảo

Trang 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN MỘT CHIỀU 1.1 Giới thiệu chung

1.1.1 Vị trí và tầm quan trọng của bộ nguồn trong hệ thống

Các mạch điện tử và các thiết bị điện tử muốn hoạt động tốt cần phải được cung cấp năng lượng ổn định Bộ nguồn một chiều cung cấp tiếp nhận

năng lượng từ các nguồn điện xoay chiều (AC) hoặc một chiều (DC) và biến

đổi thành nguồn năng lượng cung cấp cho mạch điện tử dưới dạng một nguồn

áp một chiều thích hợp và ổn định đối với các biến động của nguồn và tải

Các mạch điện tử riêng lẻ hoặc IC thường yêu cầu bộ nguồn công suất nhỏ,

điện áp thấp nên bộ nguồn có cấu tạo đơn giản Các thiết bị điện tử công nghiệp và dân dụng yêu cầu bộ nguồn có công suất lớn hơn, hiệu suất cao, có nhiều mức điện áp ra nên bộ nguồn phức tạp hơn Cấu tạo của chúng thường

gồm các bộ biến đổi điện áp AC/DC, DC/DC và mạch ổn áp hoạt động theo nguyên lý điều chế độ rộng xung (PWM) chuyển mạch ở tần số cao

1.1.2 Các loại nguồn sử dụng trong thiết bị điện tử

Cùng với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp điện tử, các

bộ nguồn cũng liên tục thay đổi để đáp ứng những yêu cầu ngày càng cao về chất lượng cũng như sự đa dạng trong mục đích sử dụng

Sự ổn định của nguồn cung cấp quyết định sự an toàn cho thiết bị, tăng

độ chính xác trong hoạt động và kéo dài tuổi thọ của chúng, hiện nay việc ổn định này được thực hiện hoàn toàn tự động với chất lượng rất cao

Dựa vào công nghệ điều chỉnh bộ biến đổi DC/DC người ta chia làm ba

Trang 8

Bảng 1.1 So sánh đặc tính của ba loại bộ nguồn [6]

Điều chỉnh tuyến tính chuyển mạch Điều chỉnh

PWM

Điều chỉnh chuyển mạch cộng hưởng

Điều chỉnh chuyển mạch gần cộng hưởng

Trọng lượng lớn thấpÆtrung bình thấpÆtrung

bình

thấpÆtrung bình

Nhiễu RF không có cao trung bình trung bình

Hiệu suất 35% ÷ 50% 70% ÷ 85% 78% ÷ 92% 78% ÷ 92%

Trong bảng 1.1 Ta thấy bộ nguồn chuyển mạch cộng hưởng có ưu điểm

là hiệu suất cao nhất (78-92%), nhiễu RF nhỏ tuy nhiên do có cấu tạo phức tạp nên không được nghiên cứu trong khuôn khổ luận văn này

Khối biến áp: có chức năng hạ điện áp nguồn xuống điện áp thứ cấp phù

hợp với mạch chỉnh lưu và có vai trò cách ly giữa lưới điện có điện áp cao và mạch nguồn có điện áp thấp Biến áp có công suất nhỏ thường sử dụng lõi thép tiêu chuẩn và tính toán đơn giản

Khối chỉnh lưu: biến điện áp xoay chiều thứ cấp biến áp thành điện áp

một chiều Chỉnh lưu thường là chỉnh lưu không điều khiển, sử dụng diode bán dẫn

Trang 9

Khối lọc: điện áp một chiều sau chỉnh lưu thường có dạng nửa sóng sin

nên cần có mạch lọc để san phẳng Mạch lọc có các dạng RC, LC tuy nhiên mạch nguồn hiện nay thường sử dụng tụ điện phân cực C song song với tải như trên hình 1.2 Tụ C được nạp điện từ điện áp sau chỉnh lưu và phóng điện qua tải R t Điện áp U C cũng là điện áp ra U ra hay điện áp trên tải U t Tuy nhiên

điện áp U C vẫn có một độ đập mạch (hay nhấp nhô) nhất định phụ thuộc vào hằng số thời gian τ = R t C

Hình 1.2 Mạch chỉnh lưu cầu

Khối ổn áp: ổn định điện áp ra theo yêu cầu, là một khâu đặc biệt quan

trọng trong bộ nguồn Nó quyết định chất lượng điện áp ra U DC

1.2.2 Ổn áp sử dụng diode Zener

Ổn áp sử dụng diode Zener là một dạng nguồn tuyến tính Diode Zener

được sử dụng để thiết kế mạch ổn áp nền cơ bản Mạch ổn áp sử dụng diode

Zener điển hình như trên hình 1.3

Hình 1.3 Mạch ổn áp Zener cơ bản

Trang 10

Hình 1.4 Mạch ổn áp Zener có tăng cường dòng tải

1.2.3 Bộ nguồn tuyến tính sử dụng tranzito công suất

1.2.3.1 Sơ đồ khối

Sơ đồ khối bộ nguồn tuyến tính sử dụng tranzito công suất được mô tả trên hình 1.5

Hình 1.5 Sơ đồ khối bộ nguồn điều chỉnh tuyến tính

Trong bộ nguồn tuyến tính Tranzito công suất làm việc ở chế độ tuyến tính Ở trạng thái tĩnh mạch cân bằng, ta có quan hệ:

U v = U CE + U ra

U v phải luôn lớn hơn U ra Để giữ cho U ra ổn định thì sự thay đổi của U ra

được lấy mẫu ∆U ra để so sánh với một điện áp chuẩn U ref Độ lệch điện áp

Uε = U ref - U ra được khuếch đại thành tín hiệu điều khiển tranzito công

suất làm cho điện áp U CE thay đổi một lượng ∆U CE để bù lại sự thay đổi của

U ra, đưa mạch về trạng thái cân bằng Tranzito công suất được mắc nối tiếp với tải, có vai trò như một điện trở điều khiển được, do đó trong nhiều trường

Trang 11

hợp người ta còn mắc một điện trở công suất song song với tranzito Đây chính là bộ nguồn điều chỉnh nối tiếp Sơ đồ điều chỉnh song song có phần tử điều chỉnh là tranzito mắc song song với tải ít được sử dụng hơn

Mạch tạo điện áp chuẩn U ref thường là mạch ổn áp sử dụng diode Zener Mạch lấy mẫu ∆U ra thường đơn giản là một mạch phân áp điện trở

1.2.3.2 Sơ đồ nguyên lý

Mạch ổn áp điều khiển tuyến tính cơ bản có sơ đồ nguyên lý như trên hình 1.6

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp tuyến tính điều chỉnh nối tiếp

Mạch tạo điện áp chuẩn gồm R d và D z Mạch lấy mẫu điện áp ra là phân

áp R 1 , R 2 Mạch khuếch đại so sánh sử dụng OPAM, khuếch đại hiệu điện áp nối vào không đảo là U ref = U z và nối vào đảo là U ra lấy trên R 1

Trong sơ đồ khối hình 1.5 ta thấy có mạch bảo vệ Đó là mạch bảo vệ quá dòng, quá áp và quá nhiệt thường được thiết kế trong các vi mạch ổn áp Hình 1.7 là sơ đồ mạch ổn áp có bảo vệ quá dòng hay được sử dụng trong các vi mạch ổn áp

Trang 12

Hình 1.7 Ổn áp có mạch bảo vệ quá dòng

Mạch bảo vệ quá dòng gồm tranzito T 2 , điện trở R 3 , R 4 Từ mạch ta thấy

U BE R 3 I t Do đó phải thiết kế sao cho ở trạng thái bình thường thì R 3 I t < 0,6

V để T 2 khóa, còn khi đến giới hạn tổn hao công suất cho phép của T 1 thì R 3 I t

0,6 V để T 2 mở

Khi T 2 mở thì điện áp cực B của T 1 giảm xuống nên dòng I ra qua T 1 bị

giảm hoặc T 1 có thể bị khóa Do đó dòng ra cực đại là:

I ramax = 0,6V/R 3 Công suất tổn hao trên T 1 là P T1 = I ramax (U v – U ra ) Khi U v tăng có thể

gây quá tải cho T 1 nên có thể bổ sung thêm mạch bảo vệ quá áp gồm D z2

R 5 Bình thường D z2 khóa, khi U v vượt quá một giá trị thiết kế nào đó thì D z2

mở làm cho điện thế cực B của T 2 tăng, T 2 sẽ được mở và khóa T 1

1.2.3.3 Vi mạch ổn áp

Ngày nay vi mạch ổn áp được sử dụng rất phổ biến do có kết cấu đơn

giản, giá thành hạ và dễ dàng cho việc thiết kế mạch Với một IC ổn áp và

một vài linh kiện phụ trợ là có được nguồn ổn áp có độ ổn định cao, có chức năng bảo vệ quá tải, quá nhiệt, độ điều chỉnh chính xác Vi mạch ổn áp chỉ cần 3 chân (Input, Ground, Output) với điện áp ra cố định dương hoặc âm so

Trang 13

với đất của mạch điện tử Các họ IC ổn áp thông dụng là 7800, 7900, LM317,

LM337 Hình 1.8 thể hiện một vài sơ đồ nguồn cấp dùng vi mạch ổn áp

Hình 1.8 Một số sơ đồ mạch sử dụng vi mạch ổn áp

Tóm lại, ưu điểm lớn nhất của bộ nguồn ổn định tuyến tính là sự đơn

giản trong sơ đồ, nhưng nhược điểm cơ bản lại tương đối nhiều, có thể kể ra là:

- Sử dụng biến áp nguồn với tần số công nghiệp (50/60Hz) nên kích thước và trọng lượng lớn

- Tổn hao công suất lớn trên phần tử hiệu chỉnh Dòng phụ tải càng lớn, dải ổn định điện áp càng rộng thì phần tử hiệu chỉnh tiêu thụ công suất càng nhiều Vì vậy, bộ nguồn tuyến tính chỉ nên làm việc với dòng ngõ ra nhỏ hơn 5A

- Hiệu suất của mạch thấp (thường từ 35% ÷ 50%)

- Kích thước của phần tử hiệu chỉnh lớn vì cần có tản nhiệt, mật độ công suất tải ra thấp từ 0.02 ÷ 0.03W/inch3 nghĩa là không thích hợp cho hệ thống

nhỏ sử dụng mạch IC tích hợp

1.3.1 Nguyên lý hoạt động

Trang 14

Vào cuối những năm 70 của thế kỷ 20, người ta đã tạo ra được một loại nguồn ổn định mới là nguồn đóng – cắt hay còn gọi là nguồn chuyển mạch

(SMPS – Switching Mode Power Supply), nguồn xung Bộ nguồn này làm

việc với hiệu suất cao (từ 70% đến 85%), dải điện áp làm việc rộng và kích thước, trọng lượng nhỏ nhẹ Nó dựa trên thành phần chủ yếu là các các bộ

băm áp một chiều Nguyên lý hoạt động như sau: sơ đồ sử dụng một khoá K

(tranzito) có tần số đóng cắt lớn để gián đoạn điện áp một chiều đầu vào theo chu kỳ có thể điều chỉnh được Bằng cách thay đổi tỷ số thời gian đóng cắt trong một chu kỳ, dạng sóng ra chứa các xung điện áp với độ rộng xung có thể thay đổi được, có giá trị trung bình bằng giá trị điện áp một chiều ra tải

Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý và đồ thị điện áp của bộ nguồn đóng – cắt

Khi khoá K đóng, điện áp đặt lên tải R t bằng với điện áp nguồn, khi khoá

K cắt mạch thì điện áp đặt trên R bằng 0 Ta có điện áp ra trung bình là:

T

T E

Trang 15

T là thời gian khoá K đóng mạch trong một chu kỳ

Bằng cách cảm biến điện áp một chiều đầu ra và điều khiển chu kỳ đóng cắt mạch bằng vòng phản hồi âm, điện áp ra một chiều có thể được điều chỉnh

để chống lại sự thay đổi điện áp vào và biến động của tải

Tuỳ vào mục đích sử dụng của bộ nguồn đóng – cắt mà người ta có các

sơ đồ băm áp một chiều khác nhau: Từ các sơ đồ đơn giản như các sơ đồ băm

áp không có biến áp cách ly, cho đến các sơ đồ có biến áp cách ly có cấu tạo phức tạp hơn

Một bộ nguồn đóng – cắt hiện nay có thể đạt được mật độ năng lượng 0,01÷0,02W/cm3 và có khả năng tạo ra nhiều mức điện áp ra từ một đầu vào duy nhất Bộ nguồn này cũng không cần sử dụng biến áp tần số 50/60 Hz nên kích thước nhỏ, gọn Một vài nhà thiết kế dự kiến mật độ năng lượng có thể đạt tới 0,1 ÷ 0,2W/cm3

1.3.2 Sơ đồ khối bộ nguồn chuyển mạch

Sơ đồ khối của bộ nguồn chuyển mạch được cho trong hình 1.10 Chú ý rằng sơ đồ này là sơ đồ đầy đủ với nguồn cấp ban đầu là nguồn điện lưới xoay chiều, tuỳ những điều kiện cụ thể mà sơ đồ của bộ nguồn thực tế có thể không

có một vài khối

Hình 1.10: Sơ đồ khối của bộ nguồn chuyển mạch

Trang 16

Chẳng hạn, nếu bộ nguồn chuyển mạch dùng pin hay acquy thì không cần có khối (1) – Khối lọc nhiễu đầu vào và khối (2) – Khối nắn và lọc sơ cấp, hay các bộ nguồn Buck, Boost, Buck - Boot thì không có biến áp xung

(6) Hồi tiếp để lấy mẫu điện áp ra

(7) Khuếch đại sai lệch của điện áp lấy mẫu và điện áp chuẩn (thực chất

là bộ khuếch đại so sánh)

(8) Bộ tạo điện áp chuẩn

(9) Bộ tạo xung tam giác

và nhiệt, làm giảm hiệu suất của bộ nguồn cũng như gây nhiễu cho các thiết

bị điện tử khác Hơn nữa, trong dải tần 10kHz ÷ 500kHz, biến áp dùng lõi ferit có độ từ thẩm hiệu dụng lớn, nên số vòng dây ít, tức là giảm được kích thước và trọng lượng của biến áp và cuộn chặn so với bộ nguồn thông thường

Trang 17

có cùng công suất

Phần chuyển mạch chính sử dụng các BJT và MOSFET hoặc IGBT công

suất, tần số chuyển mạch cao, làm việc ở chế độ đóng – cắt nên tổn hao công suất nhỏ, thiết kế tản nhiệt đơn giản

Từ các đặc điểm trên làm cho nguồn chuyển mạch có các ưu điểm vượt trội so với bộ nguồn tuyến tính như sau:

- Phần tử chuyển mạch tích cực hoạt động ở một trong hai chế độ đóng hoặc ngắt nên khả năng truyền tải công suất lớn hơn nhiều so với ở chế độ tuyến tính Nhờ vậy hiệu suất cao (75 ÷ 85%) trong khi các bộ nguồn tuyến tính có hiệu suất thấp (<50%)

- Không sử dụng biến áp nguồn tần số công nghiệp 50/60Hz ở đầu vào,

do vậy giảm thiểu kích thước và trọng lượng của bộ nguồn

- Dải làm việc ổn định rộng, cho nhiều đầu ra khác nhau

là một bộ nguồn chất lượng cao Phần còn lại của luận văn sẽ chỉ đề cập tới loại nguồn này, loại nguồn dùng trong thiết bị điện tử để đáp ứng được yêu cầu ngày càng khắt khe về chất lượng cũng như cạnh tranh về giá cả

1.3.3 Các yêu cầu của bộ nguồn chuyển mạch

Như đã nói ở phần trên, nguồn chuyển mạch bao gồm nhiều khối, vì vậy

để đưa ra được yêu cầu của cả bộ nguồn một cách chi tiết ta sẽ phân tích nó theo sơ đồ khối để thấy được các yêu cầu riêng của từng khối

Trang 18

1.3.3.1 Khối lọc nhiễu đầu vào

Cấu trúc:

Hình 1.11: Khối lọc nhiễu đầu vào

Khối này có nhiệm vụ lọc bỏ các nhiễu cao tần Trong lưới điện có rất nhiều các nhiễu cao tần phát ra từ các thiết bị điện tử có nguồn phát xạ nhiễu cao tần Thêm nữa, bản thân nguồn xung cũng là nguồn tạo ra các thành phần tần số cao gây nhiễu cho các thiết bị xung quanh

Bộ lọc sẽ chặn lại các tín hiệu nhiễu đó không đưa ra đường dây, đồng thời nó cũng chặn các xung nhiễu cao tần từ ngoài không cho ảnh hưởng tới

bộ nguồn (đặc biệt là khối chuyển mạch)

Bộ lọc gồm các tụ lọc cao tần và biến áp cao tần Biến áp này có rất ít vòng dây, có nhiệm vụ chặn nhiễu cao tần đối xứng từ đầu vào và đầu ra nhưng trở kháng của nó lại coi như bằng không với dòng cung cấp tần số 50/60Hz Tụ lọc cao tần có điện dung nhỏ, với nhiệm vụ lọc nhiễu cao tần không đối xứng từ đầu vào và đầu ra, trở kháng của các tụ này rất lớn (coi như ∞) với tần số 50/60Hz

Từ nhiệm vụ như trên của khối lọc nhiễu cao tần, khối này cần đảm bảo các yêu cầu sau:

Trang 19

trước khi đưa vào phần chuyển mạch chính Nguồn AC có thể là 1 pha hoặc 3

pha, tuy nhiên trong thiết bị điện tử do các bộ nguồn chỉ yêu cầu công suất nhỏ và vừa nên chỉ sử dụng nguồn AC 1 pha (220V, 50/60 Hz)

Yêu cầu chất lượng cho khối nắn và lọc sơ cấp như sau:

Để loại bỏ các thành phần gợn sóng của điện áp ra sau khi nắn, cần sử dụng các mạch lọc nguồn Nhưng mạch lọc nguồn không được phá vỡ chế độ hoạt động bình thường của mạch chỉnh lưu, không được gây méo thêm, không được gây ra quá trình quá độ làm hỏng van chỉnh lưu, tần số dao động riêng của bộ lọc phải khác xa tần số của thành phần gợn sóng mà nó phải lọc

để tránh hiện tượng cộng hưởng làm phá hỏng chế độ hoạt động của mạch nắn, và tổn hao trên mạch lọc phải nhỏ

1.3.3.3 Khối chuyển mạch tần số cao, nắn và lọc thứ cấp

Khối này còn được gọi là bộ biến đổi DC/DC vì đầu vào là một chiều và

đầu ra cũng là một chiều Đây là khối cơ bản của nguồn chuyển mạch, việc phân tích cấu trúc của khối này để tìm ra được phương án tối ưu được trình bày kỹ trong các chương sau Ở đây, chỉ đề cập tới yêu cầu chất lượng của bộ

Trang 20

loại đặc biệt là 40 ÷ 50W/inch3)

- Mạch đơn giản nhưng hiệu suất cao

- Công suất, điện áp và dòng điện đầu ra phù hợp với yêu cầu của từng ứng dụng

1.3.3.4 Biến áp xung

Biến áp xung truyền tải năng lượng từ nguồn đến tải, có hai hoặc nhiều cuộn dây, lõi từ có nhiều hình dạng và làm bằng chất liệu khác nhau nhưng chủ yếu bằng ferit Ferit có điện trở suất lớn dẫn đến tổn hao dòng xoáy nhỏ nên làm việc được ở tần số cao Cùng một công suất biến áp xung có kích thước nhỏ hơn nhiều so với biến áp thường làm việc ở tần số công nghiệp Biến áp xung có các chức năng chính là:

- Tạo mức điện áp khác nhau giữa điện áp vào và ra phụ thuộc tỉ lệ số vòng dây giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp

- Có thể tạo nhiều mức điện áp ra với nhiều cuộn dây phía thứ cấp

- Cách ly về điện giữa điện áp sơ cấp và điện áp thứ cấp

1.3.3.4 Khối điều khiển

Khối điều khiển của nguồn chuyển mạch gồm các khối 6, 7, 8, 9, 10,11

Có các yêu cầu như sau:

Tạo ra các xung vuông độ rộng biến đổi ngược với điện áp trên tải để điều khiển các khóa chuyển mạch Có thể điều khiển được điện áp trung bình

ở ngõ ra bằng cách thay đổi dãy xung vuông này Để tạo ra dãy xung vuông

có độ rộng xung thay đổi người ta có thể thực hiện theo cách giữ cho tần số

cố định hoặc thay đổi tần số trong khi giữ cho thời gian không có xung cố định

- Cung cấp đủ công suất kích thích cho các chuyển mạch chính

- Bảo vệ quá dòng và quá áp trên tải

- Bảo vệ khử điện áp vào quá thấp hoặc quá cao

Trang 21

Ngày nay, với công nghệ vi mạch hiện đại, tất cả các khối này thường được tích hợp vào một IC duy nhất, rất thuận tiện cho người thiết kế cũng như

đảm bảo độ tin cậy

KẾT LUẬN

1 Khối cấp nguồn dùng cho các thiết bị điện tử có thể được thiết kế theo hai phương án là nguồn tuyến tính hoặc nguồn chuyển mạch Theo những phân tích ở trên thì nguồn chuyển mạch có nhiều ưu thế hơn cả, đây chính là

xu hướng phát triển của kỹ thuật cấp nguồn trong thời gian qua Với những

ưu điểm hoàn toàn vượt trội của mình, loại nguồn này xuất hiện trong hầu hết các thiết bị điện tử hiện đại

2 Tuy nhiên, cũng nhận thấy ngay rằng để có được những ưu điểm đó, nguồn chuyển mạch có cấu trúc phức tạp và rất đa dạng tuỳ vào những ứng dụng khác nhau Với những bước tiến không ngừng của kỹ thuật tích hợp, hiện nay các bộ nguồn chuyển mạch cũng được đơn giản hoá khá nhiều, vì phần lớn mạch đã được tích hợp trong các IC chính (ví dụ như IC điều khiển)

3 Việc xác định được yêu cầu cơ bản của bộ nguồn chuyển mạch dùng trong thiết bị điện tử sẽ giúp cho việc thiết kế bộ nguồn được chính xác và đạt hiệu quả cao Các chương sau đây sẽ nghiên cứu sâu hơn về phần động lực của các bộ nguồn chuyển mạch cơ sở Nghiên cứu về ảnh hưởng của các thông số đến chất lượng đầu ra của bộ nguồn Các loại nguồn hiện nay được

phát triển rất nhiều nhưng cũng xuất phát từ các bộ nguồn cơ sở này

Trang 22

CHƯƠNG 2: CÁC BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP DC/DC

Công nghệ biến đổi là lĩnh vực nghiên cứu chính trong điện tử công suất Những thiết bị biến đổi có thể ứng dụng trong công nghiệp, trong nghiên cứu

và phát triển, trong các tổ chức chính phủ, hay trong cuộc sống hàng ngày Những thiết bị này có thể chia làm bốn loại chính:

- Các bộ biến đổi AC/AC

- Các bộ biến đổi AC/DC

- Các bộ biến đổi DC/DC

- Các bộ biến đổi DC/AC

Theo thống kê không đầy đủ, có hơn 500 sơ đồ biến đổi DC/DC được

phát triển qua sáu giai đoạn Tất cả các sơ đồ được thiết kế phù hợp với từng yêu cầu ứng dụng cụ thể Chúng thường được gọi theo chức năng, ví dụ bộ biến đổi Buck, bộ biến đổi Boost, bộ biến đổi Buck-Boost, Một số lượng lớn

bộ biến đổi DC/DC không được phân loại cho đến năm 2001 Từ năm 2001,

các bộ biến đổi DC/DC được phân loại và thừa nhận rộng rãi Do bộ biến đổi DC/DC là thành phần quan trọng nhất trong bộ nguồn chuyển mạch nên

chương này sẽ giới thiệu tổng quan và phân loại các bộ biến đổi này

2.1 Lịch sử phát triển

Công nghệ biến đổi DC/DC là chủ đề chính trong lĩnh vực năng lượng

và truyền động Bộ biến đổi DC/DC được sử dụng rộng rãi trong ứng dụng

công nghiệp và phần cứng máy tính Công nghệ biến đổi DC/DC được phát

triển rất nhanh chóng Trong sự phát triển đó, thị trường bộ biến đổi DC/DC

thay đổi trải qua 2 xu hướng điện tử công nghiệp là: điện áp thấp và điện áp cao Từ những nghiên cứu cho thấy thị trường các bộ biến đổi DC/DC ngày

càng lớn hơn thị trường các bộ biến đổi AC/DC

Trang 23

Công nghệ biến đổi DC/DC được phát triển từ năm 1920 của thế kỷ

trước Một bộ biến đổi DC/DC đơn giản nhất là một bộ chia áp với một biến

trở nhiệt, nó chỉ cho điện áp ra thấp hơn điện áp vào với hiệu suất rất thấp Bộ biến đổi DC/DC nhiều góc phần tư là thế hệ thứ hai Rất nhiều thời gian được

sử dụng để tìm kiếm cách biến đổi nguồn DC từ một điện áp DC ra điện áp

DC khác

Sau chiến tranh thế giới thứ 2 công nghệ truyền thông phát triển rất nhanh và yêu cầu những bộ nguồn DC điện áp thấp Một vài sơ đồ ban đầu có

nguồn gốc từ sơ đồ băm áp

Dựa vào các trạng thái hoạt động của động cơ một chiều, người ta chia

bộ biến đổi DC/DC hoạt động ở 4 chế độ tương ứng với 4 góc phần tư của hệ

tọa độ UoI:

Góc phần tư thứ nhất – I: điện áp dương, dòng điện dương

Góc phần tư thứ hai – II: điện áp dương, dòng điện âm

Góc phần tư thứ nhất – III: điện áp âm, dòng điện âm

Góc phần tư thứ nhất – IV: điện áp âm, dòng điện dương

Có thể mô tả các trạng thái hoạt động này như hình dưới:

Hình 2.1 Các chế độ hoạt động của mạch băm một chiều

Trang 24

2.2.2 Bộ băm một chiều hoạt động ở góc phần tư thứ nhất

Bộ băm một chiều hoạt động ở góc phần tư thứ nhất còn gọi là chế độ A,

sơ đồ mạch và dạng sóng như hình dưới:

Trang 25

Bộ băm một chiều hoạt động ở góc phần tư thứ hai còn gọi là chế độ B,

sơ đồ mạch và dạng sóng như hình dưới:

Hình 2.3.a Sơ đồ mạch

Hình 2.3.b Dạng sóng điện áp ra

Điện áp ra được tính theo công thức:

Trong đó: T là chu kỳ, T=1/f, f là tần số chuyển mạch, t off là thời gian chuyển mạch ngắt t off = T - t on, k là hệ số dẫn k = t on /T

2.2.4 Bộ băm một chiều hoạt động ở góc phần tư thứ ba

Sơ đồ mạch và dạng sóng như hình dưới:

Trang 26

Hình 2.4.a Sơ đồ mạch

Hình 2.4.b Dạng sóng điện áp ra

Điện áp ra (giá trị tuyệt đối) được tính theo công thức:

Trong đó: T là chu kỳ, T=1/f, f là tần số chuyển mạch, ton là thời gian chuyển mạch dẫn, k là hệ số dẫn k=ton/T

2.2.5 Bộ băm một chiều hoạt động ở góc phần tư thứ tư

Sơ đồ mạch và dạng sóng như hình dưới:

Trang 27

Hình 2.5.a Sơ đồ mạch

Hình 2.5.b Dạng sóng điện áp ra

Điện áp ra (giá trị tuyệt đối) được tính theo công thức:

Trong đó: T là chu kỳ, T = 1/f, f là tần số chuyển mạch, t off là thời gian chuyển mạch ngắt t off = T – t on, k là hệ số dẫn k = t on /T

2.2.6 Bộ băm một chiều hoạt động ở góc phần tư thứ nhất và thứ hai

Bộ băm một chiều hoạt động ở góc phần tư thứ nhất và thứ hai có sơ đồ mạch như trên hình 2.6 Để có thể hoạt động được cả trên hai góc phần tư yêu cầu hệ thống phải có hai nguồn điện áp V 1 và V 2 Giả sử có V 1 > V 2 và điện cảm L là lý tưởng Khi hoạt động ở góc phần tư thứ nhất S 1D 2 làm việc

Trang 28

còn S 1D 2 không hoạt động Ngược lại, khi hoạt động ở góc phần tư thứ hai

S 2D 1 làm việc còn S 1D 2 không hoạt động Mối quan hệ giữa V 1V 2

có thể được tính theo công thức sau:

Trong đó: V 2 = kV 1 khi hoạt động ở góc phần tư thứ nhất, V 2 = (1-k)V 1

khi hoạt động ở góc phần tư thứ hai, k là hệ số dẫn k = t on /T

Hình 2.6 Bộ băm một chiều làm việc ở góc phần tư thứ nhất và thứ hai

2.2.7 Bộ băm một chiều hoạt động ở góc phần tư thứ ba và thứ tư

Bộ băm một chiều hoạt động ở góc phần tư thứ ba và thứ tư có sơ đồ mạch điện như trên Hình 2.7 Bộ băm này cũng yêu cầu hệ thống có hai nguồn điện áp V 1V 2 có cực tính được xác định như trên hình vẽ Giả sử có

V 1 > V 2 và điện cảm L là lý tưởng Khi hoạt động ở góc phần tư thứ ba S 1

D 2 làm việc còn S 2D 1 không hoạt động Ngược lại, khi hoạt động ở góc phần tư thứ tư S 2D 1 làm việc còn S 1 D 2 không hoạt động Mối quan hệ giữa V 1V 2 có thể được tính theo công thức sau:

Trong đó: V 2 = kV 1 khi hoạt động ở góc phần tư thứ ba, V 2 = (1-k)V 1 khi hoạt động ở góc phần tư thứ tư, k là hệ số dẫn k = t on /T

Trang 29

Hình 2.7 Bộ băm một chiều làm việc ở góc phần tư thứ ba và thứ tư

2.2.8 Bộ băm một chiều hoạt động ở cả bốn góc phần tư

Bộ băm một chiều hoạt động ở cả bốn góc phần tư có sơ đồ mạch như trên hình 2.8 Điện áp vào dương, còn điện áp ra có thể dương hoặc âm Trạng thái của khóa chuyển mạch và diode cho trong bảng 2.1 Điện áp ra có thể được tính theo công thức:

Trong đó: V 2 = kV 1 khi hoạt động ở góc phần tư thứ nhất, V 2 = (1-k)V 1

khi hoạt động ở góc phần tư thứ hai, V 2 = - kV 1 khi hoạt động ở góc phần tư

ba, V 2 = - (1-k)V 1 khi hoạt động ở góc phần tư thứ tư, k là hệ số dẫn k = t on /T

Hình 2.8 Bộ băm một chiều làm việc ở cả 4 góc phần tư

Trang 30

Bảng 2.1 Trạng thái của khóa chuyển mạch và diode Góc phần tư thứ

nhất Góc phần tư thứ hai Góc phần tư thứ ba Góc phần tư thứ tư

S 1 Hoạt động Không hoạt động Không hoạt động Hoạt động

D 1 Không hoạt động Hoạt động Hoạt động Không hoạt động

S 2 Không hoạt động Hoạt động Hoạt động Không hoạt động

D 2 Hoạt động Không hoạt động Không hoạt động Hoạt động

S 3 Không hoạt động Không hoạt động Đóng Không hoạt động

D 3 Không hoạt động Không hoạt động Không hoạt động Đóng

S 4 Đóng Không hoạt động Không hoạt động Không hoạt động

D 4 Không hoạt động Đóng Không hoạt động Không hoạt động

Đầu

ra

V 2 >0, I 2 >0 V 2 >0, I 2 <0 V 2 <0, I 2 >0 V 2 <0, I 2 >0

Có thể phân loại các sơ đồ mạch biến đổi DC/DC thành 6 thế hệ:

- Thế hệ thứ nhất: các bộ biến đổi kinh điển

- Thế hệ thứ hai: các bộ biến đổi hoạt động ở các góc phần tư

- Thế hệ thứ ba: các bộ biến đổi với các phần tử chuyển mạch kết hợp với tụ điện hoặc cuộn kháng (SI/SC)

- Thế hệ thứ tư: các bộ biến đổi chuyển mạch mềm (ZCS/ZVS/ZT)

- Thế hệ thứ năm: các bộ biến đổi chỉnh lưu đồng bộ (SR)

- Thế hệ thứ sáu: các bộ biến đổi với nhiều phần tử tích trữ năng lượng cộng hưởng từ (MER)

2.3.1 Bộ biến đổi thế hệ thứ nhất

Bộ biến đổi thế hệ thứ nhất hoạt động ở chế độ một góc phần tư và ở dải công suất thấp Người ta chia các bộ biến đổi thế hệ thứ nhất thành 5 nhóm:

- Bộ biến đổi cơ bản

- Bộ biến đổi kiểu biến áp

Trang 31

- Bộ biến đổi cải tiến

- Bộ biến đổi nhân áp

- Bộ biến đổi siêu nhân áp

2.3.1.1 Bộ biến đổi cơ bản

Có 3 loại bộ biến đổi cơ bản được phân loại dựa theo cấu trúc của chúng là: bộ biến đổi Buck, Boost và Buck – Boost Chúng hoạt động ở chế độ một

góc phần tư và có 2 nhược điểm chính là:

- Có sự liên hệ về điện giữa đầu vào và đầu ra

- Độ gợn sóng của điện áp ra lớn

*Bộ biến đổi giảm áp (Buck Converter)

Bộ biến đổi Buck là bộ biến đổi giảm áp Nó làm việc ở chế độ góc phần

tư thứ nhất Sơ đồ mạch, sơ đồ tương đương trạng thái dẫn, ngắt và dạng sóng dòng điện cho trong hình 2.9 Khóa S và diode D luân phiên làm việc ở chế

độ dẫn và ngắt Dòng qua cuộn dây là liên tục Điện áp ra tính theo công thức:

Trong đó: T là chu kỳ, T = 1/f, f là tần số chuyển mạch, t on là thời gian chuyển mạch dẫn, k là hệ số dẫn k = t on /T

Hình 2.9.a Sơ đồ mạch

Trang 32

Hình 2.9.b Sơ đồ tương đương trạng thái S dẫn

Hình 2.9.c Sơ đồ tương đương trạng thái S ngắt

Hình 2.9.d Sơ đồ dạng sóng dòng điện

*Bộ biến đổi tăng áp (Boost Converter)

Bộ biến đổi Boost là bộ biến đổi tăng áp Nó làm việc ở chế độ góc phần

tư thứ hai Sơ đồ mạch, sơ đồ tương đương trạng thái dẫn, ngắt và dạng sóng dòng điện cho trong hình 2.10 Khóa S và diode D luân phiên làm việc ở chế

độ dẫn và ngắt Dòng qua cuộn dây là liên tục Điện áp ra tính theo công thức:

Trang 33

Trong đó: T là chu kỳ, T = 1/f, f là tần số chuyển mạch, t on là thời gian chuyển mạch dẫn, k là hệ số dẫn k = t on /T

Hình 2.10.a Sơ đồ mạch

Hình 2.10.b Sơ đồ tương đương trạng thái S dẫn

Hình 2.10.c Sơ đồ tương đương trạng thái S ngắt

Hình 2.10.d Sơ đồ dạng sóng dòng điện

Trang 34

*Bộ biến đổi tăng – giảm áp (Buck – Boost Converter)

Bộ biến đổi Buck – Boost là bộ biến đổi tăng – giảm áp Nó làm việc ở

chế độ góc phần tư thứ hai Sơ đồ mạch, sơ đồ tương đương trạng thái dẫn, ngắt và dạng sóng dòng điện cho trong hình 2.11 Khóa S và diode D luân

phiên làm việc ở chế độ dẫn và ngắt Dòng qua cuộn dây là liên tục Điện áp

Trang 35

Hình 2.11.c Sơ đồ tương đương trạng thái S ngắt

Hình 2.11.d Sơ đồ dạng sóng dòng điện

2.3.1.2 Bộ biến đổi kiểu biến áp

Các bộ biến đổi cơ bản có sự liên hệ giữa đầu vào và đầu ra, hệ số tăng

áp còn thấp Bộ biến đổi kiểu biến áp được phát triển vào những năm 1960 đến 1980 Thông thường, bộ biến đổi kiểu biến áp có hệ số tăng áp lớn, có sự cách ly giữa đầu vào và đầu ra Hệ số tăng áp phụ thuộc vào hệ số biến áp N,

hệ số này có thể lớn đến hàng nghìn lần Bộ biến đổi kiểu biến áp có 6 dạng chính:

- Bộ biến đổi thuận (Forward Converter)

- Bộ biến đổi đẩy – kéo (Push – Pull Converter)

- Bộ biến đổi hồi tiếp (Flyback Converter)

- Bộ biến đổi nửa cầu (Half Bridge Converter)

- Bộ biến đổi cầu (Bridge Converter)

- Bộ biến đổi ZETA (ZETA Converter)

Trang 36

*Bộ biến đổi thuận (Forward Converter)

Thực chất là bộ biến đổi Buck với tỷ số biến áp N Nó làm việc ở góc

phần tư thứ nhất Sơ đồ mạch được thể hiện trên hình 2.13 Khóa S và diode

D 1 mở/đóng đồng bộ, còn diode D 2 luân phiên đóng/mở Thông thường, bộ biến đổi thuận làm việc ở chế độ không liên tục Đáp ra được tính theo công thức:

Trong đó: N là tỷ số biến áp, k là hệ số dẫn k = t on /T

Hình 2.12.a Sơ đồ mạch

Hình 2.12.b Sơ đồ dạng sóng dòng điện

*Bộ biến đổi đẩy – kéo (Push – Pull Converter)

Thực chất là bộ biến đổi Boost làm việc ở trạng thái đẩy – kéo, điều đó

giúp cho ngăn ngừa được hiện tượng bão hòa lõi thép Bộ biến đổi đẩy – kéo

sử dụng 2 khóa chuyển mạch làm việc luân phiên, có điện áp ra tăng gấp đôi

Sơ đồ mạch cho trên hình 2.13 Điện áp ra được tính theo công thức:

Trang 37

V o = kNV in

Trong đó: N là tỷ số biến áp, k là hệ số dẫn k = t on /T

Hình 2.13 Sơ đồ mạch bộ biến đổi đẩy – kéo

*Bộ biến đổi Flyback (Flyback Converter)

Bộ biến đổi Flyback là bộ biến đổi kiểu biến áp sử dụng hiệu ứng khử từ Cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của biến áp được mắc ngược cực Khóa chuyển mạch S và diode D luân phiên mở/đóng Thông thường, bộ biến đổi hồi tiếp

làm việc ở chế độ không liên tục Sơ đồ mạch được cho trên hình 2.14 Điện

áp ra được tính theo công thức:

Trong đó: N là tỷ số biến áp, k là hệ số dẫn k = t on /T

Hình 2.14 Sơ đồ mạch bộ biến đổi flyback

*Bộ biến đổi nửa cầu (Half Bridge Converter)

Trang 38

Bộ biến đổi này có cuộn dây sơ cấp được giảm thiểu Sơ đồ mạch được cho trên hình 2.15 Điện áp ra được tính theo công thức:

V o = kNV in

Trong đó: N là tỷ số biến áp, k là hệ số dẫn k = t on /T

Hình 2.15 Sơ đồ mạch bộ biến đổi nửa cầu

*Bộ biến đổi cầu (Bridge Converter)

Sơ đồ này sử dụng nhiều chuyển mạch hơn và do đó điện áp ra cũng được tăng gấp đôi Sơ đồ mạch được cho trên hình 2.16 Điện áp ra được tính theo công thức:

V o =2 kNV in

Trong đó: N là tỷ số biến áp, k là hệ số dẫn k = t on /T

Hình 2.16 Sơ đồ mạch bộ biến đổi cầu

*Bộ biến đổi ZETA (ZETA Converter)

Bộ biến đổi ZETA là bộ biến đổi kiểu biến áp có thêm bộ lọc thông thấp

ở đầu ra Sơ đồ mạch được cho trên hình 2.17 Điện áp ra được tính theo công thức:

Trang 39

Trong đó: N là tỷ số biến áp, k là hệ số dẫn k = t on /T

Hình 2.17 Sơ đồ mạch bộ biến đổi ZETA

*Bộ biến đổi thuận với cuộn thứ cấp nhiều đầu ra

Trong công nghiệp có một số ứng dụng yêu cầu nhiều đầu ra Bộ biến đổi thuận với cuộn thứ cấp nhiều đầu ra đáp ứng được yêu cầu đó Sơ đồ mạch được cho trên hình 2.18 Điện áp ra được tính theo công thức:

V o =2 kN i V in

Trong đó: N i là tỷ số biến áp tương ứng với cuộn thứ cấp thứ i, i=1,2,3,…,

k là hệ số dẫn k = t on /T

Hình 2.18 Sơ đồ mạch bộ biến thuận nhiều đầu ra

2.3.1.3 Các bộ biến đổi cải tiến

Các bộ biến đổi cải tiến khắc phục được nhược điểm của các bộ biến đổi

cơ bản đó là độ gợn sóng điện áp ra còn lớn bằng cách thêm vào bộ lọc thông

Trang 40

thấp Độ gợn sóng điện áp ra của các bộ biến đổi cải tiến thường nhỏ và có thể giảm xuống dưới 2% Ngoài ra, nó còn tạo được điện áp ra tùy ý có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn điện áp vào Điện áp ra của tất cả các bộ biến đổi cải tiến đều được tính theo công thức:

Các bộ biến đổi cải tiến gồm các loại chính:

- Bộ biến đổi Luo đầu ra dương

- Bộ biến đổi Luo đầu ra âm

- Bộ biến đổi Luo 2 đầu ra

- Bộ biến đổi Cúk

*Bộ biến đổi Luo đầu ra dương

Bộ biến đổi Luo đầu ra dương có nguồn gốc từ bộ biến đổi Buck – Boost

Sơ đồ mạch cho trên hình dưới:

Hình 2.19 Sơ đồ mạch bộ biến đổi Luo đầu ra dương

*Bộ biến đổi Luo đầu ra âm

Bộ biến đổi Luo đầu ra âm cũng có nguồn gốc từ bộ biến đổi Buck – Boost Sơ đồ mạch cho trên hình dưới:

Ngày đăng: 19/07/2017, 22:40

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh (2007), Điện tử công suất, NXB Khoa học và Kỹ thuật Sách, tạp chí
Tiêu đề: Điện tử công suất
Tác giả: Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh
Nhà XB: NXB Khoa học và Kỹ thuật
Năm: 2007
2. Trần Văn Thịnh, Hà Xuân Hòa, Nguyễn Thành Khang, Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Vũ Thanh (2010), Tính toán thiết kế thiết bị điều khiển, NXB Giáo dục Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tính toán thiết kế thiết bị điều khiển
Tác giả: Trần Văn Thịnh, Hà Xuân Hòa, Nguyễn Thành Khang, Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Vũ Thanh
Nhà XB: NXB Giáo dục
Năm: 2010
3. Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh (2007), Điện tử công suất, NXB Khoa học và Kỹ thuật Sách, tạp chí
Tiêu đề: Điện tử công suất
Tác giả: Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh
Nhà XB: NXB Khoa học và Kỹ thuật
Năm: 2007
4. Nguyễn Trinh Đường, Lê hải Sâm, Lương Ngọc Hải, Nguyễn Quốc Cường (2007), Điện tử tương tự, NXB Giáo dục.Tiếng Anh Sách, tạp chí
Tiêu đề: Điện tử tương tự
Tác giả: Nguyễn Trinh Đường, Lê hải Sâm, Lương Ngọc Hải, Nguyễn Quốc Cường
Nhà XB: NXB Giáo dục. Tiếng Anh
Năm: 2007
5. Abraham I.Pressman (1998), Switching Power Supply Design, 2 nd ed., McGraw-Hill Sách, tạp chí
Tiêu đề: Switching Power Supply Design
Tác giả: Abraham I.Pressman
Năm: 1998
6. Marty Brown (2001), Power Supply Cookbook, 2 nd ed., Newnes Sách, tạp chí
Tiêu đề: Power Supply Cookbook
Tác giả: Marty Brown
Năm: 2001
8. Muhammad H.Rashid (2001), Power electronics handbook, Academic Press Sách, tạp chí
Tiêu đề: Power electronics handbook
Tác giả: Muhammad H.Rashid
Năm: 2001
9. PSIM Version 6.0 (2003), PSIM User Manual, Powersim Inc Sách, tạp chí
Tiêu đề: PSIM User Manual
Tác giả: PSIM Version 6.0
Năm: 2003
7. Fang Lin Luo, Hong Ye (2003), Advance DC/DC converter, CRC Press Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Sơ đồ băm áp một chiều khác nhau: Từ các sơ đồ đơn giản như các sơ đồ băm - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Sơ đồ b ăm áp một chiều khác nhau: Từ các sơ đồ đơn giản như các sơ đồ băm (Trang 15)
Sơ đồ mạch và dạng sóng như hình dưới: - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Sơ đồ m ạch và dạng sóng như hình dưới: (Trang 24)
Hình 2.4.a. Sơ đồ mạch - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Hình 2.4.a. Sơ đồ mạch (Trang 26)
Hình 2.5.a. Sơ đồ mạch - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Hình 2.5.a. Sơ đồ mạch (Trang 27)
Hình 3.2. Bộ biến đổi tăng áp. - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Hình 3.2. Bộ biến đổi tăng áp (Trang 53)
Hình 3.9. Bộ biến đổi cầu  a) Sơ đồ mạch; b), c) Các chế độ hoạt động của van; d) Các đường cong cơ bản - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Hình 3.9. Bộ biến đổi cầu a) Sơ đồ mạch; b), c) Các chế độ hoạt động của van; d) Các đường cong cơ bản (Trang 79)
Hình 4.3. Lựa chọn phần tử trong PESIM - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Hình 4.3. Lựa chọn phần tử trong PESIM (Trang 85)
Sơ đồ chân thực tế: - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Sơ đồ ch ân thực tế: (Trang 92)
Bảng 4.3. Tra số liệu dây quấn theo tiêu chuẩn IEC R20 [6] - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Bảng 4.3. Tra số liệu dây quấn theo tiêu chuẩn IEC R20 [6] (Trang 95)
Hình 4.9. Cơ sở lựa chọn lõi [6] - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Hình 4.9. Cơ sở lựa chọn lõi [6] (Trang 96)
Hình 4.10. Sơ đồ mạch IC UC3844 trên PSIM - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Hình 4.10. Sơ đồ mạch IC UC3844 trên PSIM (Trang 100)
Hình 4.13. Dạng sóng điện áp ra khi điện áp vào V in  = 100V - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Hình 4.13. Dạng sóng điện áp ra khi điện áp vào V in = 100V (Trang 103)
Hình 4.18. Mối quan hệ giữa hiệu suất và điện cảm máy biến áp L m - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Hình 4.18. Mối quan hệ giữa hiệu suất và điện cảm máy biến áp L m (Trang 106)
Hình 4.20. Dạng sóng điện áp đầu ra +12 (V) khi f = 81(kHz) - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Hình 4.20. Dạng sóng điện áp đầu ra +12 (V) khi f = 81(kHz) (Trang 108)
Hình 4.21. Mối quan hệ giữa hiệu suất và tần số đóng cắt f - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đo các thông số vật liệu bán dẫn theo phương pháp van der pauw
Hình 4.21. Mối quan hệ giữa hiệu suất và tần số đóng cắt f (Trang 108)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w