Đồ Án Xây dựng bộ băm xung song song bằng igbt (boost chopper)

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay hầu như tất cả các máy móc thiết bị trong công nghiệp cũng
như trong đời sống đều phải sử dụng điện năng, có thể là dùng hoàn toàn
nguồn năng lượng điện năng hoặc một phần năng lượng điện năng kết hợp với
năng lượng khác. Có nhiều phương pháp sản xuất điện năng, tuy nhiên vấn đề
ô nhiễm môi trường và nguồn tài nguyên đang ngày càng cạn kiệt đòi hỏi con
người phải tìm ra những phương pháp sản xuất điện năng mới. Sau cuộc
khủng hoảng năng lượng thế giới năm 1968 và 1973, năng lượng điện mặt
trời được nghiên cứu và ứng dụng ở một số nước công nghiệp phát triển.
Năng lượng điện mặt trời có nhiều ưu điểm như nguồn tài nguyên vô
tận, không gây ô nhiễm môi trường Tuy nhiên quá trình sản xuất điện năng
phụ thuộc nhiều vào thời tiết. Thời tiết luôn thay đổi dẫn đến điện áp ra của
dàn Pin mặt trời cũng luôn thay đổi. Do đó, trong hệ thống điện mặt trời phải
có bộ ổn định điện áp để cung cấp điện năng cho tải tiêu thụ. Nội dung bản đồ
án này là thiết kế bộ ổn định điện áp sử dụng phần tử bán dẫn bằng tiristor
hoặc IGBT.
Trong thời gian thực hiện bản đồ án, được sự chỉ dẫn tận tình của
GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn cùng sự cố gắng của bản thân, em đã hoàn thành
đồ án này đúng thời hạn được giao. Tuy nhiên, do thời gian có hạn và kiến
thức còn hạn chế nên trong đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót, em
rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô và các bạn để đồ án hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU . 1
CHƯƠNG 1. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI . . 2
1.1. Mở đầu . . 2
1.2. Hệ thống điện mặt trời cơ bản . . 3
1.2.1. Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời . . 3
1.2.2. Pin mặt trời . . 6
1.2.3. Acquy . 7
1.2.4. Bộ điều khiển quá trình nạp phóng điện . . 8
1.2.5. Bộ biến đổi điện DC-AC . . 10
1.3. Các thông số chính của hệ thống điện mặt trời . . 11
1.3.1. Yêu cầu của phụ tải . . 11
1.3.2. Vị trí lắp đặt hệ thống . . 12
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ MẠCH BĂM XUNG ĐIỆN ÁP
MỘT CHIỀU . . 13
2.1 Giới thiệu về băm xung một chiều . 13
2.1.1 Phương pháp thay đổi độ rộng xung . 14
2.1.2 Phương pháp thay đổi tần số xung . 15
2.1.3 Nhận xét . . 15
2.2 Các sơ đồ băm xung . . 16
2.2.1. Băm xung nối tiếp - giảm áp (Step - down (Buck)) . . 16
2.2.2. Băm xung song song - Tăng áp (Step - up (boost)) . . 17
2.2.3. Băm xung đảo cực (Step - down / up (buck - boost)) . . 18
2.2.4 Bộ Chopper lớp C (Bộ đảo dòng) . . 19
2.2.5 Bộ đảo áp . 22
2.2.6 Bộ Chopper lớp E . . 26
2.3. Một số loại van dùng trong mạch băm xung . . 38
2.3.1. Phân loại linh kiện bán dẫn . . 38




2.3.2. Các linh kiện bán dẫn công suất cơ bản . 39
2.3.3 Chọn van bán dẫn . . 41
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG BỘ BĂM XUNG SONG SONG BẰNG IGBT
(BOOST CHOPPER) . 42
3.1. Đặt vấn đề . 42
3.2. Mạch động lực . 43
3.2.1. Sơ đồ mạch động lực . 43
3.2.2. Tính toán thông số máy biến áp . 44
3.2.3. Tính toán các thông số để chọn van IGBT . 44
3.2.4. Tính toán các thông số để chọn van Q6 . 45
3.3. Mạch điều khiển . 46
3.3.1. Yêu cầu chung của mạch điều khiển . 46
3.3.2. Nguyên lý chung của mạch điều khiển . 47
3.3.3. Mạch tạo áp chuẩn . 48
3.3.4. Khâu phản hồi áp ( Khâu lấy mẫu) . 48
3.3.5. Tạo sóng tam giác từ mạch so sánh và tích phân . 49
3.3.6. Khâu dao động đa hài tạo xung vuông . 51
3.3.7. Khâu tạo trễ . 53
3.4. Thiết kế nguồn nuôi cấp cho mạch điều khiển . 54
3.4.1. Sơ đồ nguyên lý. 54
3.4.2. Nguyên lý hoạt động . 55
3.4.3. Tính toán các tham số cho mạch nguồn nuôi . 57
KẾT LUẬN . 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 60