GIỚI THIỆU

CHƯƠNG 3: BIẾN ĐỔI DC
o GIỚI THIỆU BỘ CẤP ðIỆN DC

Các bộ chuyển ñổi DC – DC căn bản vừa

o CÁC BỘ CẤP ðIỆN DC CƠ BẢN

xét ở trên có bất lợi chính là không có sự cô

1. Bộ chuyển ñổi thuận: (Forward converter)

lập ñiện giữa ngõ ra và ngõ vào.

2. Bộ chuyển ñổi phản hồi: (Flyback converter)
3. Bộ chuyển ñổi ñẩy kéo: (Push-pull converter)

Do ñó khi nguồn cấp ñiện ngõ vào nối

4. Bộ chuyển ñổi cầu và bán cầu: (Full-bridge

mass, thì ngõ ra cũng sẽ nối mass. ðể cô

converter, half-bridge converter)

lập ñiện thông thường là sử dụng biến thế

5. Bộ chuyển ñổi cấp dòng: (Current –fed converter)
6:29 PM



D1

IL
Io

Vs

D2

C
R

S

V2 =
3

6:29 PM

n2
n
1
V1 = 2 Vi = Vi
n1
n1
n
4

1


T1

Ii

D1

Io

Io

D2

D2
Vs

IL

Vs

C

C
R

R

IL

S

D3
I3

6:29 PM

 1
 = Vi D
 n

D1
n2

Lm

n
V0 = V2 D = Vi D 2
 n1

n3

∆V0
1− D
=
V0
8LCf 2

Ii

Vs


Khi S ñóng
D3

VL
n3
D1
n2
Lm

Ii

IL

n1

Io
D2

Vs

D3

n 
n 
v 2 = v1  2  = Vi  2  > 0
 n1 
 n1 
 n3 
n 
v3 = v1   = Vi  3 

n2
Lm

Ii

n1

Io
D2

Vs

C
R

n 
n
v 2 = v3  2  = −Vi  2
n
 3
 n3





v3 = −Vi

R


D4

R3
D7

Nr

t

Sơ
ñồ
mạch

t

iD

L3

Ns2

iLm

∆

is

Vs2

Vdk

• Bộ chuyển ñổi thuận một van
i
• Dạng sóng ra
DT

n
V0 = Vi D 2
 n1

6:29 PM

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

iLm

− V0 ∆i L
di L
di
∆i L
⇒ L =
=
=
(1 − D )T
∆t
dt
dt
L

C3
Vs1


t
R5

Vo

DT
DT

t0

T

t

T

t

DC Voltage controlled
variable-width
pulse gennerator

EA
Vref

6:29 PM

11



S1

Vdc
A1

VDS

iLx

iQ1

D1

Lm

N1

N2

Vs
-

t
ID1

Vo

t


CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

1. Bộ chuyển ñổi thuận
• Bộ chuyển ñổi thuận hai van
• Nguyên tắc hoạt ñộng

1. Bộ chuyển ñổi thuận
• Bộ chuyển ñổi thuận hai van
• Nguyên tắc hoạt ñộng
Khi các S cùng hở

Khi các S cùng ñóng
D3

14

6:29 PM

S1

D3

iLx
T1

iLm

D1

Vs
-

D2

N2
D2
C

C

R

R
S2
D4

6:29 PM

D4

15

6:29 PM

S2

16

4


L1

Ns1
D5
D1

C1

D2
Vs2

Np
D4

f

VQ

L2

Ns2
D6

Dạng sóng
ñóng ngắt Q

C2

_

• Bộ chuyển ñổi thuận ghép ñan xen 2 van
• Mạch thực tế

1. Bộ chuyển ñổi thuận
• Bộ chuyển ñổi thuận ghép ñan xen 2 van
V
• Dạng sóng ra
Tần số ñóng
ngắt
mạch thực tế V
f
G

Vo1
D3A

L1

Q1

Ns1
D1

D5A

C1A

Np

Q1 ON


(Vdc-1)(Ns1/N)
Cực K của
D3A,B
t

D4B
Ns2

V
Q2

6:29 PM

19

(Vdc-1)(Ns2/N)
Cực K của
D4A,B
t
6:29 PM

20

5


CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN


iLm

N1

21

6:29 PM

22

2. Bộ chuyển phản hồi (Flyback converter)
• Chế ñộ hoạt ñộng kiểu liên tục

• Nguyên lý hoạt ñộng

• Nguyên lý hoạt ñộng

D1

n
v 2 = v1  2
 n1

+

6:29 PM

S


C
i2

S

C


n
 = Vi  2

 n1

T1





D1


n
 = −V0  1

 n2





V0 = Vi 
 
 1 − D  n1 
23

6:29 PM

24

6


CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

2. Bộ chuyển phản hồi (Flyback converter)
• Chế ñộ hoạt ñộng kiểu liên tục

2. Bộ chuyển phản hồi (Flyback converter)
• Chế ñộ hoạt ñộng kiểu liên tục

• Nguyên lý hoạt ñộng
n
v 2 = −V0 ⇒ v1 = v 2  1
 n2

Khi các S hở
D1


-

C
R

S

2
 
(Lm )min = (1 − D ) R  n1 

2f

 D  n2 
V0 = Vi 
 
 1 − D  n1 
25

26

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

2. Bộ chuyển phản hồi (Flyback converter)
• Chế ñộ hoạt ñộng kiểu liên tục

2. Bộ chuyển phản hồi (Flyback converter)
• Chế ñộ hoạt ñộng kiểu không liên tục

iLm

=
2
(1 − D )2 R  n1  2 Lm

I Lm,max =

t

T

t

iD

iLm

Vi DT
Lm

Pi = P0 ⇒ Vi I i =

V02
R

DT
ii

t

T


R
TR
= Vi D
2 Lm
2 Lm f
28

7


CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

2. Bộ chuyển phản hồi (Flyback converter)
• Chế ñộ hoạt ñộng kiểu không liên tục

2. Bộ chuyển phản hồi (Flyback converter)
• Chế ñộ hoạt ñộng kiểu không liên tục

• Mạch thực tế

• Dạng sóng ra mạch thực tế
Vo1

+

Ip


R2

Tr

_

Tdt
Vdc+(Nm/Np) Vdc

DC Voltage controlled
variable-width
pulse gennerator

A2

Vref

EA

Vdc
A1
29

6:29 PM

30

6:29 PM

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN


+

-

+

VLx

-

+
R

+
Vp2

Vo

C

+
Vp1

-

SW2

6:29 PM


31

6:29 PM

  ns 
V   −V
 i  np  0
=  
Lx




Vo
-

-

-

D2

+
R
C

+

Vsw
SW1





n
v s1 = Vi  s
n
 p






n 
v s2 = Vi  s 
n 
 p 

v p 2 = Vi
v sw 2 = 2Vi
32

8


CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN


Vo

C
-

SW1

n
v s1 = −Vi  s
n
 p
vs2

+
SW2






n
= −Vi  s
n
 p

+
Vp2

-



 1
 − D T = 0

 2

∆V0
1 − 2D
=
V0
32 Lx Cf 2
34

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

3. Bộ chuyển ñổi ñẩy kéo

3. Bộ chuyển ñổi ñẩy kéo

• Dạng sóng ra

• Bộ chuyển ñổi ñẩy kéo thực tế

S1

D6
Ns2

Vs2


Vo


  ns 
V   −V 
 i  n p  0 
V
 DT −  0
=
Lx


 Lx





6:29 PM

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

S2

v Lx = v x − V0 = −V0

-

-

v s1 = 2Vi

6:29 PM

+

+

Lx

+

+

+
Vp1






Vsw

v Lx

D1

Np:Ns



t

C2
D3
D2

Vdc
Nm
Q1

Vm

Vdc(Nm/Np)(2Ton/T)

L1

Q2

R4
R1
Nm

D1

t
iLx

DT T/2


3. Bộ chuyển ñổi ñẩy kéo

4. Bộ chuyển ñổi cầu và bán cầu: (Full-bridge
converter, half-bridge converter)
• Bộ chuyển ñổi cầu
• Sơ ñồ nguyên lý

• Dạng sóng bộ chuyển ñổi ñẩy kéo thực tế
S

t
Q2,3
ON

SW1

SW3

t
DT

Q1,4

Lx

T

T/2

+



D


38

6:29 PM

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

4. Bộ chuyển ñổi cầu và bán cầu:
• Bộ chuyển ñổi cầu
• Dạng sóng ra

4. Bộ chuyển ñổi cầu và bán cầu:
• Bộ chuyển ñổi cầu
• Mạch thực tế
L1

S1,S2

D5

ON

Q1


ON
Vp
+vdc

iLx

+
+

DT

220Vac C1

T

D1

D3

A

S1

D3

Vp
vs

T/2



t

Nsm
120Vac C2
D2

D4

C4
D4

Q4

Q2

D2
Nsm
D8

T/2+DT
DT

T/2

t
T

-vs
vx


ON
C1

-

Lx

ON

+

D1
Ns

R

Vx

Np

T/2

Vp

Vo
-

Vp


42

6:29 PM

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

CÁC BỘ CẤP ĐIỆN DC CƠ BẢN

4. Bộ chuyển ñổi cầu và bán cầu: (Full-bridge
converter, half-bridge converter)
• Bộ chuyển ñổi bán cầu
• Dạng mạch thực tế

5. Bộ chuyển ñổi cấp dòng: (Current –fed
converter)
• Sơ ñồ nguyên lý
Np:Ns

D3
D1

+
Vp2
Lx
+

Ns1

Cb



Vs1

+

6:29 PM

D2

Vsw
SW2

43

iD2
-

Vs
-

Ns2
D6

6:29 PM

+
R

iD1
C


L1

A

t
T

T/2

v
v s/2 x
(Vs/2)(Ns/N
p)

6:29 PM

D2

t

T/2+DT

v s/2

C

-

D1

5. Bộ chuyển ñổi cấp dòng:
• Nguyên lý hoạt ñộng

5. Bộ chuyển ñổi cấp dòng:
• Nguyên lý hoạt ñộng

Khi SW1 ñóng và SW2 hở

Khi SW1 hở và SW2 ñóng
+

+
+
Vp2
Lx
+

VLx

Vs2

R

iD1

Vo

C

iLx


-

+
+
Vp2
Lx
+

VLx

VLx

+

Vs2

R

+
Vs1

+
SW2

SW1

Vsw
-


 np
v Lx = Vi (2 D − 1)T + Vi − V0 
 ns


 ns
Vi

2(1 − D )  n p

v p1 + v p 2 = 0

t
DT

S2

T
ON

v Lx = Vi

 np
v Lx = Vi − V0 
 ns

D2

V0 =
6:29 PM




5. Bộ chuyển ñổi cấp dòng:
• Dạng sóng ra

+

+

D2

-

Khi SW1 ñóng và SW2 ñóng

+
Vp1

Vo
-

+
SW2

5. Bộ chuyển ñổi cấp dòng:
• Nguyên lý hoạt ñộng

+
Vp2

Lx

+

-

6:29 PM

Np:Ns

D1

Np:Ns





 np
= Vi − V0 
 ns

v Lx = Vi − v p1

+

Vs
-

 np


iD2


 2(1 − D )T = 0







ix

t

iLx

t
t

47

(1-D)T
6:29 PM

T
48

12

Np

T2

Co
Nlp

Nlp

Np
Ns

Np
Ns
Q2

D2

Vct
V
in

D2

Vct
V
in

Vo


Cð
cầu

bán

ðIỀU CHẾ ðỘ

Cð cầu

ðại lượng

V
V

0
i

∆V0
V0

Lmin
6:29 PM

D
1− D

 n2

 n1


2






 n
D 
 n


s
p






n
2 D s
n
 p

RỘNG XUNG



