Bài giảng Điện tử công suất và ứng dụng - Chương 4: Bộ biến đổi (BBĐ) áp một chiều

oåi (BBÑ) aùp moät chieàu 
 Coøn ñöôïc goïi laø boä baêm ñieän aùp (hacheur hay chopper). 
 Daïng aùp ra bao goàm: T: chu kyø 
 - thôøi gian coù aùp ton - khoaûng nghæ T – ton. 
U
on
T
t
t
BBÑ AÙp 
Moät chieàu
Vaøo Ra
t t 
 Nguyeân lyù hoaït ñoäng BBÑA1C 
 Caùc nguyeân lyù ñieàu khieån: 
 - Ñieàu cheá ñoä roäng xung (PWM : Pulse – Width – Modulation): 
 T khoâng ñoåi, thôøi gian ñoùng ñieän ton thay ñoåi 
 α = ton/T goïi laø ñoä roäng xung töông ñoái. 
 - Ñieàu cheá taàn soá khi ton khoâng ñoåi, chu kyø T thay ñoåi. 
 - Ñieàu khieån hoån hôïp, khi caû T vaø ton ñeàu thay ñoåi. 
3 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
IV.1 BBÑ AÙP MOÄT CHIEÀU DAÏNG FORWARD TAÛI RLE: 
 1. Khaùi nieäm veà maët phaúng taûi: 
 laø taäp hôïp caùc ñieåm laøm vieäc cuûa BBÑ, 
 hai truïc toïa ñoä laø (Io, Uo), 
 goàm 4 phaàn tö nhö ôû hình IV.1.1. phaàn tö
thöù 4
Io >0; Uo<0
phaàn tö
 thöù II
Uo >0, Io <0
phaàn tö
thöù I
Uo, Io, >0
phaàn tö
 thöù III
Uo, Io <0
U
I
 Ví duï: Boä chænh löu diod chæ coù theå laøm vieäc ôû phaàn tö thöù I hay III 
U
R
o
D
iS
L
+
E
_
U
_ D2
+
S2 Uo
D1
oi
S1
ui
S1
+
S4
S3
U
S2_
o
D3
D4
D1
D2
o
 (a)
 (b) (c ) 
 Hình IV1.2: Sô ñoà caùc boä bieán ñoåi (a) moät phaàn tö; (b) hai phaàn tö; (c) boán phaàn tö 
4 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 2. Khaûo saùt boä bieán ñoåi laøm vieäc moät 
phaàn tö maët phaúng taûi: 
U
R
o
D
iS
L
+
E
_
Xeùt chu kyø töïa xaùc laäp: 
+ Taïi t = 0, S1 ñoùng. Phöông trình vi phaân moâ taû heä thoáng: 
 0vôùi ñieàu kieän ñaàu min, ( )oo o
diU Ri L E i I
dt
= + + = 
Giaûi ra : ( ) ( )1 1 1 vôùi to xl xl xl U E Li t I I I e I R Rτ τ−
−= − − = =/min , 
 τ : thôøi haèng ñieän töø, Ixl1 : doøng qua maïch khi xaùc laäp ( t Æ ∞ ). 
 ( ) ( ) τ−−−== /tmin1xl1xlmaxono oneIIIIti 
+ Khi ontt > , S1 ngaét. Doøng taûi kheùp maïch qua diod phoùng ñieän D2, suy ra: 
 Trung bình aùp ra: vôùi . ,on ono
t U tU U
T T
α α⋅= = = Tbình doøng ra oo U EI R
−= . 
5 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
U
R
o
D
iS
L
+
E
_
Phöông trình vi phaân moâ taû heä thoáng khi choïn laïi goác thôøi gian: 
 max)(, IiELRi odt
di
o
o =++= 00 ñaàu kieänñieàu vôùi 
Giaûi ra : ( ) ( ) RE2xl/tmax2xl2xo IeIIIti −τ− =−−= vôùi 
 Vaø ( ) ( ) ( ) min/tTmax2xl2xlono IeIIItTi on =−−=− τ−− 
 vaø => Imax, Imin 
( )
( )
( )
( )
1 1
1 1
/ /
max min/ /
;
on ont t
T T
e eU E U EI I
R R R Re e
τ τ
τ τ
−
−
− −= − = −− − 
6 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 Tính gaàn ñuùng: Khi T << τ , thay caùc ñaïi löôïng töùc thôøi giaù trò trung bình: 
 ( ) ( )1o o odiL U E RI U U Udt α= − + = − = − . Töø ñoù tích phaân ñeå coù: 
( ) ( ) ( )1 1min max mino on onU Ui t I i t I t IL L
α α− −= + ⇒ = = + 
 cho iO thay ñoåi theo ñöôøng thaúng, ta coù: 
 trò trung bình doøng 2
max min
o
I I U EI
R
α+ −= = 
 vaø nhaáp nhoâ doøng ( )1max min UTI I I L α αΔ = − = − 
 giaù trò naøy cöïc ñaïi khi 
1
2 4
luùc ñoù , UTI
L
α = Δ = 
 Töø caùc giaù trò cuûa Imax, Imin chính xaùc, coù theå tính laïi nhaáp nhoâ doøng gaàn ñuùng khi 
löu yù: !2
2
1 xx xe +−=− 
 1
on ont t
T
U e eI I
R e
τ τ
τ
−
−
−− = −
/ /
max min /[ ] 
7 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 TRÖÔØNG HÔÏP DOØNG GIAÙN ÑOAÏN: 
 Imin = Io – ΔI/2 > 0: Io < ΔI/2 
doøng ñieän seõ giaùn ñoaïn 
 Keát quaû: iO = 0, uO = E => Uo taêng: 
( )1o on xU Ut T t ET ⎡ ⎤= + −⎣ ⎦ 
 vôùi xt : khoaûng thôøi gian coù doøng 
 Hình IV.1.4: Daïng soùng vôùi chu kyø giaû ñònh tX 
 tính tx : aùp duïng ñeán cho chu kyø giaû ñònh baèng tx vaø Imin = 0: 
 ( ) 212 2 2x on on onox x x x on
U E Ut t URt LEII
R L t URt LU
α α α− +Δ= = = − ⇒ = = + vaø 
 hay 
2
2
on
x on
on
URt LUt t
URt LE
+= + . 
 Ñieàu kieän ñeå doøng giaùn ñoaïn: chu kyø xtT ≥ 
8 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 Ví duï 4.1: a. Tính caùc thoâng soá vaø veõ daïng doøng aùp treân taûi cuûa BBÑ aùp laøm 
vieäc1/4 mp taûi. U = 100 V, T = 100 microgiaây, tON = 30 microgiaây, R = 5 ohm,L = 0.01 
henry, E = 20V 
 Giaû söû doøng lieân tuïc: α = 30/100 = 0.3, suy ra: 
 ΔI = (100*30*10-6*(1-0.3))/(1*10-3)= 0.21A 
 Uo = 100.(30/100)= 30 volt; Io = (30 – 20)/5 = 2 A. 
 Imax = Io + ΔI/2 = 2.105 A. 
 Imin = Io – ΔI/2 = 1.895 A > 0 , giaû thuyeát doøng lieân tuïc laø ñuùng. 
 - Kieåm tra laïi baèng coâng thöùc chính xaùc. 
 - Kieåm tra caùc thôøi haèng: T = 100 E-6 << τ = 0.002 giaây phuø hôp vôùi giaû thuyeát. 
 b. Tính giaù trò E ñeå doøng trôû neân giaùn ñoaïn. 
 xaûy ra khi Imin = 0 vaø Io = ΔI/2 = 0.105 A. 
 cho ta : E = αU – R.Io = 30 – 5*0.105 = 29.475 volt. 
 Kieåm tra laïi, theá giaù trò E naøy vaøo , tx = 100 micro giaây = T. Vaäy khi E > 
29.475 volt thì tx < 100 micro giaây vaø doøng baét ñaàu giaùn ñoaïn. 
9 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 3. Khaûo saùt boä bieán ñoåi laøm vieäc hai phaàn tö maët phaúng taûi I vaø II: 
U
_ D2
+
S2 Uo
D1
oi
S1
 Khi io ñaõo chieàu ñöôïc, khoâng coù cheá 
ñoä doøng giaùn ñoaïn. 
 Caùc coâng thöùc nhö cuõ: 
Hình IV.1.6: Caùc tröôøng hôïp doøng ñieän 
cuûa BBÑ laøm vieäc nhieàu hôn ¼ maët 
phaúng taûi 
 ono
t UU U
T
α⋅= = . oo U EI R
−= ( )1UTI L α αΔ = − 
 io >> 0 : S1, D2 daãn ñieän 
 io << 0 : S2, D1 daãn ñieän 
 io quanh zero: caû 4 ngaét ñieän ñeàu laøm vieäc 
10 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 Ví duï 4.2: Khaûo saùt BBÑ aùp moät chieàu hình IV.1.2 (b) voùi nguoàn U = 100 volt, söùc 
ñieän ñoäng taûi E = 40 volt, R = 5 ohm, L = 1 mH, T = 100 micro giaây. Veõ daïng doøng ra 
trong caùc tröôøng hôïp ñoä roäng xung töông ñoái α laàn löôït laø 0.5; 0.3; 0.2. 
Ví duï 4.2: Sô ñoà BBÑ bao goàm D1 vaø S2 
(hình IV.1.7 duøng ñeå chuyeån naêng löôïng töø taûi E 
veà nguoàn moät chieàu U coù ñieän aùp cao hôn noù coøn 
goïi laø BBÑ taêng aùp (tröôøng hôïp (c ) cuûa hình 
II.1.6). 
 4. Khaûo saùt boä bieán ñoåi laøm vieäc boán 
phaàn tö maët phaúng taûi: 
Hình IV.1.7: BBÑ taêng aùp 
ui
S1
+
S4
S3
U
S2_
o
D3
D4
D1
D2
o
11 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 sô ñoà caàu (caàu H) sô ñoà hai nguoàn 
 BAÛNG TOÙM TAÉT CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU KHIEÅN SÔ ÑOÀ CAÀU (hình IV.3.1c) 
STT Caùch ñieàu khieån Phaàn tö laøm 
vieäc 
Ñaëc ñieåm 
1 Ñieàu roäng xung 1 4 3 2S S S S= = = 4 phaàn tö, thay ñoåi lieân tuïc doøng, aùp ra; nhaáp 
nhoâ doøng cao ; löu yù truøng daãn 
2 Ñieàu roäng xung S1, S4 cho aùp ra > 0, 
Ñieàu roäng xung S2, S3 cho aùp ra < 0 
I , hay 
III 
Ñieàu khieån ñôn giaûn; ít toån hao; 
khoâng theå truøng daãn; khoâng ñaûo 
chieàu doøng taûi ñöôïc. 
3 Ñieàu roäng xung 1 2S S= cho ñieàu 
khieån aùp, 
4 3S S= ñeå choïn chieàu aùp 
I, II hay 
III, IV 
ñaûo chieàu aùp ra caàn thay ñoåi luaät 
ñieàu khieån; ít toån hao; löu yù truøng 
daãn 
4 Ñieàu roäng xung 1 2, 4 3S S S S= = 
Vaø 1 4( )S S wt π= − 
4 phaàn tö, thay ñoåi lieân tuïc doøng, aùp ra; nhaáp 
nhoâ doøng thaáp; löu yù truøng daãn; 
ñieàu khieån phöùc taïp 
 Chia laøm hai nhoùm: 
 - Ñieàu khieån hoaøn toaøn: 1, 4 
 - Ñieàu khieån khoâng hoaøn toaøn: 2, 3 
12 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 Ví duï: ñieàu khieån 3241 SSSS === 
( )2 1max min α αΔ = − = −UTI I I L 
vôùi α = tON/T; tON laø thôøi gian ON cuûa 
S1, S4: 
 ( ) ( )1 2 1o on onU U t U T t UT α= ⋅ − − = −⎡ ⎤⎣ ⎦ 
 OO
U EI
R
−= , 
, 
13 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 Ví duï: Ñoùng ngaét S1, S4: 
 Chæ laøm vieäc ôû phaàn tö thöù I: 
 io > 0 ; Uo = α.U 
D3
U
o
_
+
S1
D2
S4
i
Uo
(b1) 
Hình IV.1.10 (a) Maïch töông ñöông 
 (b) aùp ra taûi R (a) aùp ra taûi RL 
 Baøi taäp: Khaûo saùt hoaït ñoäng cuûa BBÑ laøm vieäc 4 phaàn tö maët phaúng taûi, ñieàu khieån 
theo thuaät toaùn thöù 4 trong baûng phöông phaùp ñieàu khieån. 
14 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 5. Khaûo saùt soùng haøi aùp doøng treân taûi RLE: 
 a. Soùng haøi ñieän aùp: 
 Khai trieån Fourier cho aùp ra vO hình IV.1.3.b 
(tröôøng hôïp doøng lieân tuïc): 
 ( )1
2 1
1n
n on
on on
UU nwt
n
tg nwt nwt
π
θ −
= −
⎡ ⎤= −⎣ ⎦
cos
sin / cos
U
on
T
t
t
 b. Soùng haøi doøng ñieän taûi RLE: 
Soùng haøi doøng ñieän taûi RLE ñöôïc tính khi aùp duïng nguyeân lyù 
xeáp choàng, doøng hieäu duïng cuûa thaønh phaàn baäc n : 
 ( )22
n
n
UI
R nwL
=
+ 
 BT: Tính maïch loïc LC ngoû ra BBÑ khi taûi R ñeå coù nhaáp nhoâ aùp cho tröôùc: 
Tính baèng soá: U = 24 V, f = 10 kHz, a = 0.6, R = 10 ohm vaø ΔU ngoû ra yeâu caàu 
baèng 20 mV. 
15 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 HD: chæ tính vôùi thaønh phaàn cô baûn (soùng haøi baäc 1) 
IV.2 BOÄ BIEÁN ÑOÅI AÙP MOÄT CHIEÀU LOAÏI FLYBACK: 
D
u
_
T
L2Io
i
L
CS2
UU
D
IoL
i
D
n:1
i
(a)
C
i
C
(b)
u
D
L2
i
(c)
S1
L
Ci
(d)
_
L
s Io
ii
C
+
S1
U
s
L2
L
C
C
u
+
i
u
S1
uL1
D
s
L1
Io
S1
C
C
L1
+
U
i
i
+
C Cu_
i
_C
 Hai pha hoaït ñoäng: 
16 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
Ngaét ñieän ñoùng (ON): Cuoän daây ñöôïc naïp naêng löôïng töø nguoàn 
Ngaét ñieän ngaét (OFF): Cuoän daây phoùng naêng löôïng qua taûi vaø naïp naêng löôïng vaøo tuï. 
 1. Khaûo saùt sô ñoà caên baûn: 
 Caùc giaû thieát: ñieän aùp, doøng ñieän ñeàu bieán thieân tuyeán tính, ñieàu kieän: 
 - Chu kyø ñoùng ngaét T << chu kyø coäng höôûng LCπ2 . 
 - Taûi nguoàn doøng Io. 
Io
i
_
is
S1 D
C
U
+
L
uL
CL
i
u
C
 Khaûo saùt cheá ñoä töïa xaùc laäp: 
 - Khi 0 < t < tON : S1 ñoùng. L naïp naêng löôïng töø nguoàn: 
 min min( ) ( ) L on on L L on on
U Ui t t I I I i t I t
L L
= + ⇒ Δ = Δ = − = 
17 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 C phoùng ñieän qua taûi: 
 max max ( )o oC C C on on
I Iu t U U V u t t
C C
= − + => Δ = − = 
Io
i
_
is
S1 D
C
U
+
L
uL
CL
i
u
C
 - Khi t > tON : S1 ngaét, doøng qua cuoän daây phoùng ñieän qua C vaø taûi: 
 ; C LL C L C
du dii Io i Io C u u L
dt dt
= + = + = − = 
 Goïi laø trò trung bình doøng qua L, trò trung bình aùp treân taûi. L CI U
 Laáy trung bình hai veá : ; C LL C
U II Io C U L
t t
Δ Δ= + =Δ Δ 
18 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
1
Theá caùc giaù trò , vaøo, ñeå yù , ta nhaän ñöôïc:
 ; IV.2.3
L C on
on
C L o
on on
I U t T t
t TU U U I I
T t T t
α
α
Δ Δ Δ = −
= = = − − −
 Tröôøng hôïp doøng giaùn ñoaïn: 
 Khi 2
I
tT
T
L IoI on
Δ
− ≤= 
 ta coù tröôøng hôïp doøng qua L giaùn ñoaïn (hình IV.2.3): 
 Goïi tx laø thôøi gian coù doøng qua L: 
 Thôøi gian L naïp naêng löôïng vaãn nhö cuõ: 
 on
UI t
L
Δ = , 
Thôøigian taûi C xaû baèng (T – tx + ton): 
 o x on
IU T t t
C
Δ = − +( ) . 
trong thôøi gian L phoùng naêng löôïng 
19 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 Δt = (tx – ton) : 
 ; C LL C L C
du dii Io i Io C u u L
dt dt
= + = + = − = 
Hình IV.2.3: Daïng aùp, doøng BBÑ hình 4.8.a 
duøng ñeå tính toaùn hoaït ñoäng khi doøng giaùn 
ñoaïn 
 hay Δ= ΔΔ vôùi 
L
C L
IU L I
t
nhö cuõ vaø Δ = −x ont t t 
 Suy ra: 
1
2
2 2
 ; 
khi doøng giaùn ñoaïn, 
on x on
C L
x on x on x on x on
o
L on x on
x on on
t T t tU TU U I Io C Io Io
t t t t t t t t
L II U T TI t Io t t
L t t U t
− −Δ= = + = + =− − − −
Δ= ⇒ = ⇒ = +−
( )
( )
. . 
 khi Io Æ 0 (maïch khoâng taûi) aùp treân taûi taêng ñeán voâ cuøng. 
20 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 Phöông phaùp khaùc 
tieáp caän tröôøng hôïp doøng 
giaùn ñoaïn: 
 Nguyeân lyù baûo toaøn 
naêng löôïng: naêng löôïng 
cung caáp baèng tieâu thuï, 
2
max
2
max
1 . . .
2
.
2. .
o o
o
o
W L I U I T
L IU
I T
= =
=> = 
u
c
on
I
(a)
u
t
I
Δ
T
c
t
o
u
Δ
max
u
c1Δ
c2
S ñoùng S ngaét
tx
 hay 
2 2.
2. . .
on
o
o
U tU
L I T
= vì max onUI tL= . 
21 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
Moâ phoûng BBÑ flyback ñeå kieåm 
tra: 
i
u
C
Io
i
is
D
_
S1
U
Cu
+
L
CL
L
Maïch ñieän hình IV.2.1a vôùi caùc 
thoâng soá: U = 20V, L = 30 uH, 
C = 50 uF, T = 50 us, α = 0.3 
vaø Io laàn löôït baèng 1.2A, 2A, 
3.5A, 6A ta coù ñöôïc caùc keát quaû 
hình IV.2.3c. 
Hình IV.2.3c daïng aùp doøng moâ phoûng duøng PSIM BBÑ 
flyback 
Daïng aùp treân tuï gioáng hình IV.2.3b hôn hình IV.2.3a. Tuï chæ ñöôïc naïp ñieän khi iL > Io. 
 Ta coù cheá ñoä bieân giaùn ñoaïn ôû Io = 3.5A. baèng 8.57V. 
 Khi doøng khoâng lieân tuïc, aùp ra taêng. (laàn löôït baèng 25V, 15V). 
22 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 2. Caùc sô ñoà khaùc: Sô ñoà gheùp BA: 
1
1
L on
UI t
L
Δ = ; oC onIU U tCΔ = Δ = 
1 1 1
1
2
1
2 1
C
L L L
on
onL
C L C
on
du Tn i i Io C I Io
dt n T t
tdiLu u U U
n dt n T t
⋅ = = + ⇒ = −
= = ⇒ = −
( )
( )
T Io
C
L1
L1
+ i
U
C
i
u
n:1
S1
i
_
CL2
D
u
 - Gheùp BA nhieàu thöù caáp: 
i
Ci on
i
IU t
C
Δ = ; L onUI tLΔ = 
Trung bình aùp ra moãi cuoän daây thöù caáp: 
 i onCi
on
n tU U
n T t
⎛ ⎞= ⎜ ⎟−⎝ ⎠ 
 - Trung bình doøng ñieän cuûa cuoän sô 
caáp: 
1
L i i
ion
TI n I
n T t
⎛ ⎞= ⎜ ⎟−⎝ ⎠∑ 
L2
L1
I2
_
U
+
+
D1
_
L
+
L
i
D3
+
u
D2
I1
U2
S
C1
U3
I3C3
U1
C2
_ _
L3
L
23 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
Baøi taäpï IV.2.1: 
 a. Cho sô ñoà hình IV.2.5.(c), aùp nguoàn U = 260 volt, taàn soá ñoùng ngaét f = 20 KHz, 
taûi ñònh möùc Uo = 5 volt, Io = 5 ampe. Tính caùc thoâng soá maïch ñeå nhaáp nhoâ aùp ra ΔU = 
20 mV, nhaáp nhoâ doøng qua ngaét ñieän ΔI baèng 50 % trò trung bình. 
 choïn tON = 0.6 T = 0.6/ 20000 = 30 micro giaây. 
 C = Io*tON/ ΔU = 5*30 E -6 / 20 E -3 = 7.5 E –3 = 7500 uF 
 n =(U * tON)/ [(T - tON )* Vo] = 78 
 IL = (Io * T)/ [(T - tON )* n] = ( 5 * 50) / [(50 – 30)*78] = 0.16 ampe 
 ΔI = 0.16 * 0.5 = 0.08 ampe. 
 => L = (260 * 30 E –6) / 0.08 = 0.0975 H. 
 Doøng cöïc ñaïi qua ngaét ñieän S: Imax = IL + ΔI / 2 = 0.20 ampe 
24 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
IV.3 SÔ ÑOÀ ÑIEÀU KHIEÅN BBÑ AÙP MOÄT CHIEÀU : 
1. PWM (Ñieàu roäng xung) vaø duøng boä so saùnh coù treã: 
 a. Nguyeân lyù ñieàu roäng xung: 
 Ñieàu cheá ñoä roäng xung (Pulse Width Modulation) laø phöông phaùp bieåu dieãn thoâng 
tin Uñk baèng ñoä roäng xung α, duøng cho truyeàn tin hay khueách ñaïi. 
 Uñk --> Ñieàu roäng xung --> α --> BBÑ aùp MC --> laáy trung bình --> UO 
 (ñieàu cheá) (xöû lyù) (giaûi ñieàu cheá) 
25 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 Nguyeân lyù thöïc hieän: 
 Uñk
uc
Dao ñoäng tam giaùc
 Hai tam giaùc Obd vaø Oca ñoàng daïng: 
max
ON ñk
c
t U
T U
α = = 
Trung bình aùp ra: .O ñk
CMax
UU U U
U
α= = 
t
U
cmax
U
c
on
b
t
a
U
ñk
d
oU
0
0
T
b. Ñieàu khieån duøng boä so saùnh coù treã: 
26 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
Boä so saùnh so saùnh ngoû ra Phaûn hoài vaø tín 
hieäu Ñaët: 
 Ñaët > (Phaûn hoài + Δ) : 
 HT taùc ñoäng ngaét ñieän S (ñoùng) ñeå taêng ngoû ra. 
Ñaët < (Phaûn hoài – Δ) : 
HT taùc ñoäng ngaét ñieän S (ngaét) ñeå giaûm ngoû ra.
Δ: vuøng treã, xaùc ñònh thôøi gian ñoùng – ngaét 
+ Ñaët
S1
C
+
i
uo
o
D1
U
Phaûn hoài
L
_
_
 [Boä so saùnh coù treã] 
Boä so saùnh coù treã keát hôïp maïch thay ñoåi ñoä roäng α vaø vieäc ñieàu khieån heä thoáng. 
Nguyeân lyù naøy coøn coù caùc teân: 
 - ñieàu khieån duøng rô le coù treã 
 - ñieàu khieån theo aùp (doøng) ngoû ra. 
27 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 2. Maïch ñieàu roäng xung loaïi doøng ñieän: 
 Cho pheùp cuøng luùc thay ñoåi ñoä roäng xung α vaø haïn cheá doøng qua ngaét ñieän 
setset
phaûn hoài
doøngreset
Ñaët doøngreset
Dao ñoäng
laùi MosFET
 RS FF : 
 - SET: ñoùng ngaét ñieän S 
 - RESET: khoùa ngaét ñieän S trong 2 
tröôøng hôïp: 
 - ñoä roäng xung toái ña 
 - doøng phaûn hoài = doøng ñaët 
 Nguyeân lyù thöïc hieän: 
Dao ñoäng
Set
Reset
Ñaët doøng
Phaûn hoài doøng
Ñieàu
khieån aùp
R-S F F
Q
S
Shunt
Boä ñieàu khieån aùp cho ra tín hieäu ñaët doøng ñeå ñieàu khieån aùp ra. 
28 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
3. Maïch laùi nöûa caàu transistor: 
 - Laø thaønh phaàn quan troïng cuûa ÑTCS hieän ñaïi, 
 - laùi 2 transistor noái nguoàn laøm vieäc ngöôïc pha. 
+ -
V+ -
Vn
Khueách
ñaïi
Q2 mosFET N
Khueách
ñaïi
OPTO2
1
2
4
3
Q1 mosFET N
V
OPTO1
1
2
4
3
1
OUT
2
 Maïch laùi nöûa caàu ñieàu khieån ñoäc laäp 
Q1
(c)Q2
Q1 Q1
Q1 Q1Q2
thôøi gian cheát
Q2 (a)
Q2
Q1 (b)
 Hình IV.3.6 Tín hieäu ñieàu khieån nöûa caàu coù 
choáng truøng daãn 
 (a) tín hieäu ñieàu khieån lyù thuyeán 
 (b), (c) tín hieäu ñieàu khieån thöïc teá ngaét ñieän 
vôùi thôøi gian cheát töø 1 ñeán vaøi chuïc micro giaây 
 - hieän töôïng truøng daãn: Q1 vaø Q2 cuøng luùc daãn ñieän khi ra leänh ñoùng ngaét ñieän khi 
ngaét ñieän ñang daãn chöa taét 
 Nguyeân nhaân: ñieàu khieån ñaõo pha vaø toff > ton 
 Xöû lyù: coù thôøi gian cheát (dead time) xen keû giöõa hai tín hieäu ñieàu khieån ñoùng hai 
29 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 ngaét ñieän. 
 Ví duï maïch duøng BJT: 
 - Nhieäm vuï choáng truøng daãn do R5 
phuï traùch. 
 - R4, R3 coù trò soá raát beù laøm cho 
Q1 (Q2) taét nhanh khi Q3 (Q4) baûo hoøa 
 - R5 coù trò soá khaù lôùn (haøng chuïc 
kohm) laøm cho caùc mosFET môû chaäm. 
 Maïch laùi duøng vi maïch: hoï vi 
maïch IR21xx (International Rectifier). 
R1
R4
R11
Q2
mosFET N
Q5
R5
Q1 mosFET P
R9
R6
R8
R10
Q4
Q3
R2
OUT
R7
Vn
R3
IN
30 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 Maïch laùi nuûa caàu duøng IR2184, töï caáp ñieän VB 
 Maïch laùi nöûa caàu duøng IR2184 
 IN: ngoû vaøo (logic 3 ñeán 5V) 
 Deadtime 0.5 micro giaây 
 SD (shut down) laø tín hieäu caám 
 Doøng xung cöïc ñaïi +1.8A/ – 1.4A 
 khoái baûo veä aùp nguoàn thaáp (UV detect) UV: under voltage 
31 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
IV.4 MAÏCH CAÛI THIEÄN HSCS CUÛA BOÄ CHÆNH LÖU DIOD: 
 Heä soá coâng suaát cuûa boä chænh löu diod khaù cao ( > 80%), nhöng haïn cheá 
do doøng nguoàn khoâng sin 
32 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
vC
i
C
Nguoàn
i
i
n
C
C
 - Coù theå caûi thieän, naâng leân ñeán > 95% 
 Sô ñoà khoái boä nguoàn diod coù cos ϕ baèng 1: 
 Löôùi AC Æ Chænh löu D Æ [tuï beù Æ Maïch caûi thieän HSCS Æ] tuï lôùn Æ BBÑ AÙp DC 
vC1
i = i
n L
Daïng doøng/aùp ra chænh löu 
 coù cos ϕ (HSCS) baèng 1 
 Maïch caûi thieän HSCS: 
33 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 Laø boä nguoàn Flyback naïp tuï chænh löu baèng doøng hình sin coù bieân ñoä 
thay ñoåi theo trung bình aùp ra: 
i
Nguoàn
L
n
i
SC1
L
C2
Ñaët doøng
Phaûn hoài doøng
0
Reset
1
2
3
So saùnh
Dao ñoäng
S
Set
7
3
2
4
6
Q
RS - FF
Ñieàu khieån aùp
Boä nhaân
Shunt
 Ngaét ñieän S: ñieàu khieån baèng boä PWM loaïi doøng ñieän coù tín hieäu ñaët laø 
xung hình sin coù trung bình thay ñoåi theo aùp ra. 
 Taàn soá ñoùng ngaét haøng 100 kHZ => doøng nguoàn hình sin 
34 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
35 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ÑTCS&ÖD 
Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 
 Maïch caûi thieän heä soá coâng suaát duøng vi maïch MC34262. 
IV.5 ÖÙNG DUÏNG: (ñoïc taøi lieäu) 
 1. OÅn aùp xung 
 2. Boä nguoàn DC cho thieát bò ñieän töû 
 3. Ñieàu khieån ñoäng cô DC 
 4. Nghòch löu