Gọi áp tức thời ở sơ cấp biến áp là: v t1 V .sin t V1m và áp tức thời ở phía thứ cấp biến áp là:
2 ab 2m
v t v t V .sin t V . Tại bán kỳ dương của áp thứ cấp , ta có điện thế tại các nút a và b là: Va Vc Vn Vb suy ra diode D1 và D2 phân cực thuận, hay các diode D1 và D2 dẫn và các diodeD3 và D4 ngưng dẫn.
Dòng điện từ nút a thứ cấp qua diode D1 đến c qua tải đến n qua diode D2 đến nút b quay về thứ cấp, xem hình H8.45. Ta có phương trình cân bằng lúc này là:
HÌNH H8.44
HÌNH H8.45
b./ Trong bán kỳ âm, diode D1 và D2 ngưng dẫn, diode D3 và D4 dẫn a./ Trong bán kỳ dương, diode D1 và D2 dẫn, diode D3 và D4 ngưng dẫn
c a
a b
b n
n
c
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
2 ac L nb F D1 L FD2
v t v v t v V v t V (8.33)
Trong đó, v tL là áp tức thời đặt ngang qua hai đầu tải, VF D1và VF D2là các điện áp đặt ngang 2 đầu mỗi diode lúc phân cực thuận.
Với mô hình diode lý tưởng, quan hệ (8.33) viết lại là:
L 2
v t v t (8.34)
Tóm lại tại bán kỳ dương của áp thứ cấp , áp trên tải cùng dạng với áp thứ cấp biến áp.
Với mô hình thực nghiệm của diode quan hệ (8.33) viết lại là:
L 2 2
v t v t 2 0,7 V v t 1,4 V (8.35)
Tại bán kỳ âm của áp thứ cấp , ta có điện thế tại các nút a và b là: Va Vc Vn Vb suy ra diode D1 và D2 phân cực nghịch và các diode D3 và D4 dẫn.
Dòng điện từ nút b thứ cấp qua diode D4 đến c qua tải đến n qua diode D3 đến nút a quay về thứ cấp, xem hình H8.45. Tại lúc này dòng qua tải không đổi hướng khi so với trường hợp đã phân tích ở trên.
2 bc L na FD4 L FD3
v t v v t v V v t V
(8.36)
Trong đó, v tL là áp tức thời đặt ngang qua hai đầu tải,
VF D3và
VF D4là các điện áp đặt ngang 2 đầu mỗi diode lúc phân cực thuận.
Với mô hình diode lý tưởng, quan hệ (8.36) viết lại là:
L 2
v t v t (8.37)
Tóm lại tại bán kỳ dương của áp thứ cấp , áp trên tải cùng dạng với áp thứ cấp biến áp.
Với mô hình thực nghiệm của diode quan hệ (8.36) viết lại là:
L 2 2
v t v t 2 0,7 V v t 1,4 V (8.38) Với các quan hệ (8.37) và (8.38) cho thấy khi tại bán kỳ âm điện áp trên tải vẫn có giá trị dương, nói khác hơn dạng áp trên tải luôn mang giá trị dương khi áp v t2 diễn ra bán kỳ dương lẫn bán kỳ âm.
ÁP NGƯỢC ĐỈNH TÁC DỤNG LÊN MỖI DIODE LÚC DIODE NGƯNG DẪN:
Tại bán kỳ dương của áp thứ cấp , ta có điện thế tại các nút a và b là: Va Vc Vn Vb. Lúc các diodeD3 và D4 ngưng dẫn ta có phương trình cân bằng áp như sau:
van VRD3 VFD1 v tL (8.39)
Và:
vCB VRD4 VFD2 v tL (8.40)
Với mô hình diode lý tưởng điện áp trên các diode khi phân cực thuận có giá trị là 0V, từ các quan hệ (8.39) và (8. 40) suy ra áp ngược đặt lên các diode đang phân cực nghịch là:
VRD3 VRD4 v tL max v t2 max V2m (8.41)
Với mô hình thực nghiệm của diode điện áp trên các diode khi phân cực thuận có giá trị là 0,7V ; áp ngược đặt lên các diode đang phân cực nghịch là:
VRD3 VRD4 v tL max 0,7V (8.42)
Thế (8.35) vào (8.42) suy ra:
PIV V RD3 VRD4 v t2 max 1,4 0,7 V 2m 0,7V (8.43)
Tương tự tại bán kỳ âm của áp thứ cấp, điện thế tại các nút a và b là: Va Vc Vn Vb. Lúc các diode D1 và D2 phân cực nghịch ta có các phương trình cân bằng áp như sau:
vca VRD1 VFD3 v tL (8.44)
Và:
vbn VRD2 VFD4 v tL (8.45)
Với mô hình diode lý tưởng điện áp trên các diode khi phân cực thuận có giá trị là 0V, từ các quan hệ (8.44) và (8. 45) suy ra áp ngược đặt lên các diode đang phân cực nghịch là:
VRD3 VRD4 v tL max v t2 max V2m (8.46) Với mô hình thực nghiệm của diode điện áp trên các diode khi phân cực thuận có giá trị là 0,7V ; áp ngược đặt lên các diode đang phân cực nghịch là:
VRD3 VRD4 v tL max 0,7V (8.47)
Thế (8.38) vào (8.47) suy ra:
PIV V RD3 VRD4 v t2 max 1,4 0,7 V 2m 0,7V (8.48) THÍ DỤ 8.6:
Cho mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng mạch cầu với mô hình diode lý tưởng; biết áp hiệu dụng thứ cấp biến áp là V2 12 V. Xác định :
a./ Áp và dòng trung bình, công suất tiêu thụ trên tải.
b./ Áp ngược tác động lên mỗi diode trong sơ đồ cầu khi áp dụng mô hình thực nghiệm diode GIẢI
Biên độ áp thứ cấp: V2m 12 2 V 16,97 V
Khi xem diode lý tưởng , áp trung bình trên tải: VAVG 0,9 V 2 0,9 12 10,8 V Dòng trung bình qua tải: AVG AVG
L
V 10,8 V
I 1,08mA
R 10k
Công suất DC tiêu thụ trên tải: PDC V .IAVG AVG 10,8 V 1,08mA 11,66 mW
HÌNH H8.46
VL
V2
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
Áp ngược đỉnh tác động trên mỗi diode lý tưởng lúc phân cực nghịch : PIV V 2m 16,97 V
Nếu áp dụng mô hình thực nghiệm, áp ngược đỉnh xác định theo quan hệ sau:
PIV V 2m 0,7V 16,97 0,7 16,27 V
Dạng tín hiệu áp tức thời tại thứ cấp biến áp và trên tải trình bày trong hình H8.47.