Nguyên lý hoạt động của Micro inverter

Giới thiệu sơ lượt nguyên lý hoạt động của hệ thống micro inverter. Một bộ micro inverter chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng xoay chiều trên một tấm pin mặt trời duy nhất. Dòng điên từ nhiều bộ micro-inverter được kết hợp và được đưa vào lưới điện hiện có. Khác với bộ inverter trung tâm, có thể kết hợp được nhiều tấm pin năng lượng mặt trời.

Nguyên lý hoạt động hệ thống Micro inverter

Giới thiệu sơ lượt nguyên lý hoạt động của hệ thống

Một bộ micro inverter chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng xoay chiều trên một tấm pin mặt trời duy nhất. Dòng điên từ nhiều bộ micro inverter được kết hợp và được đưa vào lưới điện hiện có. Khác với bộ inverter trung tâm, có thể kết hợp được nhiều tấm pin năng lượng mặt trời.

micro_inverter

Cấu tạo bộ micro inverter

- Bộ biến đổi DC-DC (DC-DC converter)
- Inverter (bộ biến đổi DC-AC)
- Bộ lọc (filter)

cau_tao_bo_micro_inverter

Các bộ micro inverter sẽ có cấu tạo khác nhau theo lựa chọn cách thiết kế.

Bộ tăng áp DC-DC converter

Trong sản xuất công nghiệp, các bộ nghịch lưu được sử dụng rộng rãi trong điều khiển động cơ điện xoay chiều, bộ lưu điện, xe điện… Tuy nhiên bộ nghịch lưu truyền thống có hạn chế đó là điện áp xoay chiều ngõ ra không thể lớn hơn điện áp nguồn một chiều cung cấp hay nói cách khác nó chỉ thể hiện là bộ nghịch lưu giảm áp. Đối với những nguồn năng lượng mới, năng lượng tái tạo như pin mặt trời, pin nhiên liệu… điện áp ngõ ra của các dạng năng lượng này là điện áp một chiều có giá trị điện áp thấp, không ổn định, phụ thuộc theo thời gian, môi trường làm việc. Sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo này để chuyển đổi thành lưới điện xoay chiều 220V/380V, đòi hỏi điện áp 1 chiều trước khi đưa vào bộ nghịch lưu phải có giá trị lớn hơn 310Vdc (giá trị điện áp đỉnh của 220Vac). Điện áp 1 chiều có giá trị lớn có thể thực hiện bằng cách mắc nối tiếp các tấm pin điện áp thấp với nhau, đồng nghĩa với số lượng pin phải nhiều, lắp đặt trên diện tích rộng lớn. Điều này chỉ thích hợp với hệ thống công suất lớn, với những hệ thống công suất nhỏ, để tạo ra điện xoay chiều 220V/380V từ nguồn điện áp thấp người ta thường dùng :

- Máy biến áp có tần số thấp (50 Hz) để tăng điện áp xoay chiều ngõ ra.
- Các bộ tăng điện áp một chiều.

Các bộ biến đổi sử dụng máy biến áp tần số thấp có ưu điểm là đơn giản nhưng chất lượng điện áp ra không tốt, và hiệu suất thấp. Nhờ sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử và chế tạo máy biến áp, ngày nay máy biến áp tần số thấp được thay thế bởi các máy biến áp tần số cao (cỡ vào chục kHz) để tăng điện áp một chiều lên đến điện áp lưới trước bộ nghịch lưu, tổn thất trên máy biến áp giảm, đáp ứng điều khiển nhanh, chính xác. Dưới đây phân tích một số sơ đồ tăng điện áp một chiều được sử dụng rộng rãi.

a, Bộ biến đổi DC-DC kiểu PUSH-PULL (kéo đẩy)

Nguyên lý hoạt động
Sơ đồ nguyên lý của bộ biến đổi kiểu push-pull (hình 2.4) bao gồm một máy biến áp nhiều cuộn dây T1. Mỗi cuộn dây phía thứ cấp cho ra các xung vuông lệch nhau 180ᵒ, biên độ xung được xác định bằng điện áp đầu vào và tỉ số biến áp của máy biến áp T1.
Độ rộng xung của các cuộn dây thứ cấp của T1 là giống nhau, và được điều khiển bởi mạch điều khiển và phản hồi âm từ đầu ra chính (Nm), cuộn Ns1 và Ns2 là các cuộn dây phụ phục vụ cho các bộ nguồn yêu cầu nhiều đầu ra. Các transistor Q1, Q2 được sử dụng ở chế độ khóa điện tử, xung mở cho các khóa này phải thỏa mãn điều kiện sao cho khi có tín hiệu mở thì transistor phải dẫn ở trạng thái bão hòa, khi đó Vce(sat) ≈ 1V. Do đó khi mỗi transistor chuyển sang trạng thái dẫn bão hòa một nửa tương ứng của cuộn sơ cấp của T1 được đặt dưới xung điện áp vuông có biên độ Vdc-1. Các cuộn dây phía thứ cấp của máy biến áp sẽ xuất hiện xung điện áp vuông với biên độ (Vdc– 1)(𝑁𝑠⁄𝑁𝑝) – Vd (Vd là điện áp rơi trên diode) trong khoảng thời gian To. Xung điện áp phía sau diode có tỉ số chu kỳ là 2Ton/T do có hai xung vuông trong 1 chu kỳ.

cau_tao_bo_micro_inverter

b) Bộ biến đổi DC-DC kiểu forward.

Nguyên lý hoạt động.
Sơ đồ nguyên lý của bộ biến đổi kiểu forward với ba đầu ra được trình bày trong hình 2.5. Cấu trúc kiểu forward thường được chọn với công suất ưu cầu nhỏ hơn 200 W và điện áp đầu vào từ 60 đến 200 V. Khi điện áp đầu vào nhỏ hơn 60 V dòng điện phía sơ cấp trở nên quá lơn với công suất lơn. Điên áp đầu vào lớn hơn 200 V điện áp đặt trên transistor trở nên quá lớn. Thêm vào đó nếu công suất lớn hơn 200 W dòng điện đầu vào phía sơ cấp cũng sẽ trở nên quá lớn kể cả khi điện áp đầu vào cao. Từ hình 2.5 ta có thể thấy sơ đồ gồm một đầu ra chính Vm và hai đầu ra phụ, Vs1 và Vs2. Vòng phản hồi âm với tín hiệu phản hồi lấy từ Vm có nhiệm vụ điều khiển Q1 để giữ cho Vm không đổi khi điện áp vào và tải thay đổi. Các đầu ra phụ cũng được điều khiển để giữ không đổi khi điện áp đầu vào thay đổi

Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý và dạng sóng của bộ biến đổi DC-DC kiểu forward [3]

So với sơ đồ push-pull trong hình 2.4, ta thấy một transistor được thay thế bằng diode D1. Khi Q1 chuyển sang trạng thái dẫn xuất hiện dòng điện trong cuộn dây sơ cấp Np, các diode từ D2 đến D4 được phân cực thuận, dòng điện ở các cuộn thứ cấp cung cấp cho tải thông qua bộ lọc LC. Chú ý: năng lượng chỉ cung cấp cho tải trong khi Q1 đang ở trạng thái dẫn.
Từ hình 2.5, nếu transistor Q1 có thời gian dẫn là Ton, điện áp phía sau diode D2 ở mức cao Vomr là:

Diode D5 đến D7 được nối song song với mạch tải nhằm dẫn dòng khi D2 đến D4 bị phân cực ngược. Khi Q1 chuyển sang trạng thái khóa, dòng điện trong cuộn sơ cấp của T1 giảm đột ngột, để chống lại quá trình giảm này phía sơ cấp xuất hiện điện áp ngược.
Nếu không có diode D1 điện áp âm trên cuộn Nr sẽ rất lớn, vì Nr và Np thường có cùng số vòng dây nên điện áp đặt lên transistor Q1 sẽ tăng đủ lớn để phá hủy transistor này.
Nhờ diode D1 nên điện áp trên Nr được giữ ở mức Vdc so với đất, dẫn đến điện áp trên Np cũng được giữ ở mức Vdc. Nếu bỏ qua điện áp rơi trên diode thì điện áp các cuộn Nr và Np là Vdc từ đó ta có điện áp lớn nhất đặt lên Q1 là 2Vdc.
Để tránh cho mạch từ bị bão hòa thì trong một chu kỳ nếu từ lõi thép di chuyển theo một hướng của đường cong từ trễ thì trước khi bắt đầu một chu kỳ làm việc mới đặc tính từ hóa phải trở lại điểm ban đầu trên đường cong từ trễ. Nếu điều kiện trên không được đáp ứng mạch từ sẽ bị bão hòa dẫn đến phá hỏng transistor Q1.
Từ dạng sóng của điện áp đặt trên transistor (hình 2.5) thời gian dẫn của Q1 là Ton, tích số volt-giây là VdcTon (bằng diện tích vùng A1) làm cho từ cảm trong mạch từ tăng dB = (VdcTon/NpAe)*10-8
gauss[3]. Khi Q1 khóa điện kháng từ hóa có chiều ngược lại giữ điện áp âm đủ lâu để tích số volt-giây A2 bằng với A1, đủ điều kiện để chu kỳ sau bắt đầu.
Điện áp trung bình đầu ra của bộ biến đổi được tính theo công thức sau:

Nhận xét về bộ biến đổi

Ưu điểm: Sơ đồ biến đổi kiểu forward có thể được thiết kế để có nhiều đầu ra với các mức điện áp khác nhau. Giữa đầu vào và đầu ra, giữa các đầu ra được cách ly về điện với nhau. Số khóa bán dẫn cần sử dụng ít hơn so với sơ đồ kiểu push-pull. Đầu ra chính được giữa ổn định nhờ mạch điều khiển với vòng phản hồi âm, nhờ đó điện áp đầu ra được giữ ổn định khi tải hay điện áp đầu vào thay đổi.
Nhược điểm: Sơ đồ này bị giới hạn về công suất và điện áp đầu vào, điện áp vào chỉ nên nằm trong khoảng 60 đến 200 V. Phía đầu ra cần phải có cuộn kháng lọc lớn làm tăng giá thành, tổn thất và kích thước bộ biến đổi.

c) Bộ tăng áp dùng máy biến áp hồi tiếp (flyback converter)

Hình 2.6 trình bày sơ đồ nguyên lý của bộ biến đổi flyback. Khi Q1 đóng mạch thì xuất hiện dòng điện chạy qua quận dây sơ cấp nhưng do diode D1 ở mạch thứ cấp phân cức ngược nên cuộn dây thứ cấp không có dòng điện chạy qua. Khi Q1 hở mạch thì dòng điện trong cuộn sơ cấp giảm về không. Sức điện động trong các cuộn dây của máy biến áp đảo chiều. Diode D2 phân cực thuận, trong cuộn dây thứ cấp có dòng điện chạy qua.
Như vậy ta có thể thấy cuộn dây sơ cấp và cuộn thứ cấp của máy biến áp flyback không dẫn dòng đồng thời.

Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý và dạng sóng của flyback converter [3]

Hoạt động của sơ đồ: Khi Q1 đóng mạch diode D1 và D2 phân cực ngược. Tải được cấp dòng nhờ vào tụ C0 và C1, T1 đóng vai trò như cuộn cảm và dòng điện trong cuộn sơ cấp tăng tuyến tính đến giá trị đỉnh Ip. Khi Q1 hở mạch, dòng điện trong cuộn dây sơ cấp giảm về không để chống lại sự giảm của dòng điện sức điện động cảm ứng ở các cuộn dây đảo cực tính. Diode D1, D2 được phân cực thuận, năng lượng tích trữ trong cuộn dây sơ cấp được chuyển sang cuộn thứ cấp để cung cấp cho tải và nạp lại tụ C0, C1.
Quy tắc bảo toàn sức từ động của cuộn cảm có nhiều hơn một cuộn dây [3].
Đối với cuộn cảm có số cuộn dây lớn hơn một chỉ số sức từ động từ cuộn sơ cấp sang cuôn thứ cấp được bảo toàn.
Ví dụ: Nếu cuộn sơ cấp có 100 vòng dây và dòng điện tại thời điểm Q1 hở mạch là 1 A. Sức từ động trong cuộn sơ cấp F = NI = 100 ampere-turns. Sức từ động này được bảo toàn và chuyển sang cuộn thứ cấp. Nếu cuộn thứ cấp có số vòng dây là 10 vòng thì dòng điện cuộn thứ cấp sẽ là 10 A.
Trong máy biến áp flyback không có sự tương quan giữa điện áp của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Thực tế điện áp của cuộn thứ cấp phụ thuộc vào tải. trong ví dụ trên giả sử tải là 1 ohm thì điện áp đầu ra của cuộn thứ cấp là Vs = 10x1 = 10 volts. (chú ý: không nên để hở mạch cuộn sơ cấp vì khóa bán dẫn có thể bị đánh thủng bởi điện áp cao). Nhờ đặc điểm giúp sơ đồ flyback dễ dàng có được điện áp đầu ra cao.
Mặc dù không có tương quan về điện áp đầu ra và đầu vào nhưng quá trình hổ cảm giữa hai cuộn dây vẫn sảy ra. Trong ví dụ trên nếu tải đầu ra là 100 ohms, điện áp ra của cuộn sơ cấp là 1000 volts. Điện áp hổ cảm ở cuộn sơ cấp là 10000 volts. Điện áp này cộng thêm với điện áp nguồn đặt lên hai cực Q1 khi nó ở trạng thái hở mạch là 10100 volts.

Dựa vào giá trị điện cảm của cuộn sơ cấp và đặc tính tải mạch flyback có hai chế độ làm việc khác nhau là chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn.
Chế độ dòng gián đoạn
Nếu dòng điện phía thứ cấp của máy biến áp giảm về không trước khi khóa Q1 chuyển sang trạng thái dẫn lần kế tiếp thì tất cả năng lượng được tích trữ trong cuộn sơ cấp được chuyển cho tải. Mạch flyback làm việc ở chế độ dòng gián đoạn hình 2.7.
Trong hình 2.6 điện áp của cuộn dây thứ cấp chính được phản hồi về mạch điều khiển. Tín hiệu phản hồi được so sánh với tín hiệu đặt, tín hiệu lỗi được dùng để điều khiển thời gian dẫn của khóa bán dẫn Q1, nhằm giữ cho điện áp đầu ra không đổi khi có sự thay đổi của tải và điện áp đầu vào.
Trong khoảng thời gian dẫn của Q1 điện áp đặt trên cuộn sơ cấp là không đổi nên dòng điện tăng tuyến tính với tốc độ dI /dt=(Vdc−1)/Lp. Trong đó Lp là điện kháng từ hóa của cuộn dây sơ cấp.Tại thời điển kết thúc quá trình dẫn của Q1 dòng điện tăng đến Ip= (Vdc -1)Ton/Lp. Năng lượng tích trữ được là

E =𝐿𝑝(𝐼p)^2 /2

Trong đó : E là năng lượng tích trự được trong máy biến áp (joules)
Lp là điện cảm từ hóa của cuộn sơ cấp (henries)
Ip là dòng điện trong cuộn sơ cấp (amperes)

Khi Q1 trong trạng thái khóa dòng điện trong cuộn sơ cấp bị giảm về không làm cho sức điện động cảm ứng trong các cuộn dây bị đảo chiều. Giả sử phía sơ cấp chỉ có một cuộn dây Nm. Vì dòng điện trong cuộn cảm không thể thay đổi một cách tức thì nên dòng điện trong cuộn sơ cấp tại thời điểm cắt mạch sơ cấp là Is = Ip(Np/Nm). Sau một số chu kỳ, điện áp đầu ra của cuộn thứ cấp tăng lên đến giá trị đặt Vom . Dòng điện trong cuộn thứ cấp giảm tuyến tính với tốc độ dIs /dt = Vom/Vs, Trong đó Ls là điện cảm của cuộn thứ cấp.

Nhận xét về bộ biến đổi flyback
Ưu điểm: Do cuộn dây thứ cấp cũng đóng vai trò như một cuộn lọc đầu ra nên giảm được giá thành và kích thước của bộ biến đổi. Như đã phân tíc ở trên điện áp ra ở phía thứ cấp của máy biến áp flyback phụ thuộc vào tải nên có thể tạo được điện áp ra lớn ở phía thứ cấp. So với hai mạch trên thì số lượng khóa bán dẫn công suất cũng nhỏ hơn (1 mosfet và 1 diode) nên giảm giá thành đáng kể bộ biến đổi.

Nhược điểm: Bên cạnh các ưu điểm trên thì bộ biến đổi flyback cũng có nhược điểm là dòng điện đầu ra có hệ số nhấp nhô lớn nên công suất ra thường giới hạn ở 150 W, và khó khăn trong việc giảm tổn thất do từ thông dò ở cuộn sơ cấp gây ra.

d) Chọn bộ biến đổi DC – DC

Từ các phân tích trên, chọn bộ biến đổi flyback với các yêu điểm nổi bật như dễ dàng tạo điện áp ra lớn, hiệu suất cao, số linh kiện công suất ít, làm bộ tăng điện áp một chiều cho đề tài.
Để nâng cao hiệu suất và khắc phục các nhược điểm của bộ biến đổi flyback, bộ tăng điện áp một chiều sẽ sử dụng hai bộ flyback nối song song với nhau.

Bộ nghịch lưu (DC – AC)

Bộ nghịch lưu là bộ biến đổi tĩnh đảm bảo biến đổi một chiều thành xoay chiều.
Nguồn cung cấp là một chiều, nhờ các khóa chuyển mạch làm thay đổi cách đầu nối vào và ra một cách chu kỳ để tạo nên đầu ra xoay chiều. Việc chuyển mạch được thực hiện nhờ lưới xoay chiều, trong bộ nghịch lưu cũng như trong bộ điều áp một chiều, hoạt động của chúng phụ thuộc vào loại nguồn và tải.
Các bộ nghịch lưu được phân thành hai loại:
- Bộ nghịch lưu áp được cung cấp từ nguồn áp một chiều
- Bộ nghịch lưu dòng được cung cấp từ nguồn dòng một chiều
Đầu vào của bộ nghịch lưu cũng chính được lấy từ đầu ra của bộ tăng áp một chiều.
Sau đây sẽ phân tích hai bộ nghịch lưu hiệu suất cao để so sánh và chọn lựa là:
- Bộ nghịch lưu cầu một pha
- Bộ nghich lưu đa mức một pha

a) Bộ nghịch lưu cầu 1 pha
Sơ đô nguyên lý cơ bản của mạch nghịch lưu cầu một pha được trình bày trong hình 2.11, trong đó nguồn điện một chiều có thể là nguồn áp hoặc nguồn dòng (giả sử nguồn áp), bốn khóa điện tử từ Q1 đến Q4 và 4 diode nối song song ngược để bảo vệ cho mosfet. Dạng dóng điện áp

Hoạt động của sơ đồ: Tại thời điểm t = 0, tín hiệu điều khiển kích mở Q1,Q4 và khóa Q2, Q3 điện áp đặt trên mạch tải là Vdc, dòng điện trong mạch tải tăng dần lên giá trị Imax.

Khi t = 0,01 s tín hiệu điều khiển kích mở Q2, Q3 và khóa Q1, Q4 điện áp đặt trên mạch tải bây giờ là –Vdc, do tải mang tính cảm nên dòng điện chưa thể đảo chiều ngay được mà giảm dần theo đường R1-L1-D3-Vdc-D2-R1 cho đến khi bằng không. Sau đó dòng điện đảo chiều và qua Q2, Q3 dòng điện tiếp tục giảm cho đến Imin tại cuối chu kỳ của điện áp ra. Nửa chu kỳ sau mạch hoạt động tương tự để hoàn thành 1 chu kỳ điện áp ra. Từ hình 2.12, điện áp ra có dạng xung chữ nhật.
Vì điện áp ra có danh xung chữ nhật nên hệ số sóng hài cao chất lượng đầu ra của mạch nghịch lưu cầu thấp. Để nâng cao chất lượng điện áp đầu ra người ta thường áp dụng các phương pháp điều chế khác nhau khi đó các khóa bán dẫn dóng cắt với tần số cao hơn nhiều lần tần số đầu ra, một trong các phương pháp phổ biến là phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Khi sử dụng phương pháp này thì yêu cầu các khóa bán dẫn phải được chọn phải có tần số đóng cắt lớn, mạch điều khiển trở nên phức tạp hơn.
Mạch nghịch lưu cầu có ưu điểm là đơn giản và số lượng linh kiện công suất ít, chất lượng điện áp ra cũng có thể dễ dàng cải thiện bằng cách phương pháp điều biến xung ở các khóa điện tử.

b) Bộ nghịch lưu đa mức một pha

Bộ nghịch lưu cầu một pha dễ dàng đạt các yêu cầu của điện áp ra cho các bộ biến đổi có yêu cầu chất lượng điện áp ra không cao, tuy nhiện hiện nay để nâng cao chất lượng ra cũng như giảm hệ số sóng hài của điện áp ra người ta sử dụng sở đồ nghịch lưu đa mức, sơ đồ này có thể kết hợp với các phương pháp điều biến để có được điện áp ra có chất lượng mong muốn. Sau đây trình bày cơ bản của mạch nghịch lưu đa mức (7 mức) một pha với một nguồn một chiều

Hình 2.11. Sơ đồ nguyên lý nghịch lưu đa mức với một nguồn một chiều

Hình 2.13 trình bày sơ đồ nguyên lý của nghịch lưu 7 mức, gồm có 8 van bán dẫn chia thành hai mạch cầu là H1 và H2, một nguồn một chiều và 1 tụ điện.

Hoạt động của sơ đồ
Trong hình 2.13 mạch cầu H1 được cấp nguồn bởi nguồn điện một chiều, mạch cầu H2 được cấp nguồn từ tụ điện C, điện áp trên tụ được giữ ở Vdc/2. Điện áp đầu ra của cầu H1 là v1, điện áp ra của cầu H2 là v2, như vậy điện áp ra của mạch nghịch lưu là v(t) = v1(t) + v2(t). Bằng cách thực hiện đóng cắt các khóa bán dẫn ở mạch cầu H1 điện áp v1 có thể đạt được ở đầu ra là –Vdc, 0 hoặc Vdc. Trong khí đó v2 có thể đạt được là – Vdc/2, 0 hoặc Vdc/2 bằng cách đóng mở các khóa trong mạch H2 thích hợp, Từ đó đầu ra của nghịch lưu có thể có tới bảy mức điện áp khác nhau là -3Vdc/2, -Vdc, -Vdc/2, 0, Vdc/2, Vdc và 3Vdc/2. Dạng sóng điện áp đầu ra được trình bày trong hình 2.14.

Hình 2.12. Xây dựng dạng sóng điện áp đầu ra của nghịch lưu đa mức
Hình 2.14b trình bày cách để xây dựng nên điện áp ra như hình 2.14a, bảng 2.1 tóm
tắt điều khiển điện áp tụ C
Bảng 2.1. Điều khiển mức điện áp trên tụ

Bằng cách tăng số bậc lên sẽ tăng chất lượng của điện áp ra tuy nhiên mạch phần động lực và mạch điều khiển cũng trở nên phức tạp. Với số bậc đã định người ta cũng có thể chất lượng điện áp ra bằng cách thực hiện điều biến độ rộng xung ở các bậc.
Chọn lựa bộ nghịch lưu
Từ bộ tăng điện áp một chiều đã chọn, phương pháp điều khiển để điện áp và dòng điện đầu ra có dạng sin có thể được thực hiện ở mạch tăng áp một chiều (sẽ được trình bày kỹ ở chương 5), khi đó mạch nghịch lưu chỉ có vai trò nắn dòng điện gồm hai nửa hình sin thành dòng hình sin. Từ các phân tích trên, dễ thấy bộ nghịch lưu cầu thỏa mãn với yêu cầu đề ra với số lượng linh kiện công suất ít, dễ dàng thiết kế và điều khiển. Vậy chọn bộ nghịch lưu cầu làm bộ nghịch lưu cho bộ micro-inverter đang thiết kế.

Bộ lọc đầu ra

Ngày nay các bộ lọc nối lưới thụ động được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng dân dụng cũng như công nghiệp, thường được gọi là bộ lọc EMI (Electromagnetic Interference), thực hiện hai chức năng sau:
* Triệt tiêu nhiễu đi vào lưới từ bộ micro-inverter sinh ra do quá trình đóng cắt các khóa điện tử.
* Triệt tiêu nhiễu đi vào bộ micro-inverter từ lưới điện, nhiễu này có thể là nguyên nhân làm cho thiết bị điều khiển gặp sự cố.

Về bản chất bộ lọc EMI là bộ lọc thông thấp thích hợp để sử dụng dụng cho bộ micro-inverter để loại bỏ được các sóng hài của dòng điện xung quanh tần số chuyển mạch và thực hiện theo tiêu chuẩn (IEEE 1547) cho bộ nghịch lưu nối lưới.

Cấu tạo bộ lọc EMI

Nhiễu trong các bộ nguồn xung được chia thành hai loại là nhiễu không đối xứng (common hoặc asymmetrical) và nhiễu đối xứng (differental hoặc symmetrical) nên bộ lọc EMI cũng gồm có hai phần là lọc đối xứng và lọc không đối xứng. Sau đây sẽ trình bày dòng điện nhiễu ở hai chế độ khác nhau.

Nhiễu common-mode là nhiễu giữa các dây so với dây đất (kể cả dây pha và dây trung tính), nhiễu differential-mode là nhiễu giữa dây sinh ra giữa dây pha và dây trung tính. Dòng điện common-mode ICM là xác định cả về biên độ và pha với tần số đã cho. Dòng điện differencetial-mode IDM có hướng cùng với dòng điện pha.
Hình 2.14 trình bày sơ đồ bộ lọc EMI hiệu suất cao gồm có tụ điện Xcap, cuộn cảm common-mode, cuộn cảm diferential-mode, tụ điện Ycap.

Hình 2.14. Sơ đồ nguyên lý bộ lọc thụ động EMI

Kết luận: Một trong những yếu tố quan trọng quyết định chất lượng, hiệu xuất và giá thành của bộ biến đổi là cấu trúc của bộ biến đổi, trong chương này đã trình bày cấu trúc của bộ micro-inverter với các khâu động lực chính là: tăng điện áp một chiều theo sơ đồ flyback, nghịch lưu sử dụng bộ nghịch lưu cầu và cuối cùng là mạch lọc EMI có chức năng triệt tiêu nhiễu từ bộ biến đổi vào hệ thống và ngược lại. Thông số cụ thể của các thiết bị động lực sẽ được tính chọn cụ thể trong phần khác.

3745

Phản hồi

Người gửi / điện thoại