Đề thi cuối kỳ môn Điện tử công suất (có đáp án) | Đại học Bách khoa Hà Nội

Đề thi Điện tử công suất, 90 phút, được dùng tất cả các loại tài liệu. Nộp lại đề thi.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
ĐỀ THI: Điện tử công suất Chữ ký GV phụ trách VIỆN ĐIỆN Số đề: 1/4
Thời gian làm bài: 90 phút TS. Vũ Hoàng Phương Câu 1 (3 điểm):
1 (1,5 điểm). Vẽ sơ đồ mạch lực và đồ thị điện áp, dòng điện qua các phần tử của bộ biến đổi DC-DC giảm áp (Buck Converter).
2 (1,5 điểm). Hãy tiến hành tính toán, thiết kế BBĐ nguồn DC-DC giảm áp, với các thông số yêu cầu như sau:
 Điện áp vào Uin = 28 VDC; Điện áp ra Uo = 12 VDC; Dòng tải Io,đm = 8 A
 Độ đập mạch điện áp đầu ra trên tụ C một chiều Δuo = 0,5 %Uo.
 Độ đập mạch dòng qua cuộn cảm cho bằng ΔiL= 25%IL.
 Tần số đóng cắt fs = 100 kHz.
Câu 2 (3 điểm): Cho sơ đồ nghịch lưu nửa cầu được điều khiển theo phương pháp PWM
1 (1 điểm). Vẽ sơ đồ mạch lực, dạng điện áp ra nghịch lưu.
2 (2 điểm). Theo các bước tính toán cơ bản, hãy tính toán sơ đồ BBĐ PWM nửa cầu với các thông số cho trước như sau:
a. Giá trị điện áp hình sin ra mong muốn Uo = 220 VAC, tần số sóng cơ bản f1 = 50 Hz.
b. Công suất đầu ra Po = 1250 W, hệ số công suất của tải trở cảm cos = 0,85.
c. Tần số đóng cắt của PWM fs = 8 kHz.
d. Xác định mạch lọc LC phía xoay chiều đảm bảo tần số cắt của mạch lọc fLC = 0,1. fs
Câu 3 (4 điểm): Cho sơ đồ nghịch lưu nguồn áp cầu ba pha, UDC = 450 V, tải ba pha đối nối sao, tần số cơ
bản f1 = 50 Hz và tần số băm xung 5kHz.
1 (1,5 điểm): Vẽ sơ đồ mạch lực và dạng điện áp ra với phương pháp điều chế cơ bản. Hãy tính giá trị biên
độ, hiệu dụng của thành phần sóng hài bậc nhất điện áp pha và điện áp dây.
2 (0,5 điểm) Nếu điều khiển bằng điều chế sin tuyến tính SPWM, hãy tính ra giá trị biên độ lớn nhất của
thành phần sóng hài bậc nhất điện áp pha và điện điện áp dây.
3 (2 điểm) Tính toán hệ số điều chế mỗi nhánh van nghịch lưu (da, db, dc) khi sử dụng phương pháp điều chế 2 1 
vector không gian, thành phần sóng hài cơ bản điện áp ra cho dưới dạng vector j 25 450. . .e . 3 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH
ĐỀ THI: Điện tử công suất Chữ ký GV phụ trách KHOA HN Số đề: 4 PGS.TS: Trần Trọng Minh 4 VIỆN ĐIỆN
Thời gian làm bài: 90 phút TS.Vũ Hoàng Phương Câu 1 (3 điểm):
1. (1,5 điểm). Vẽ sơ đồ mạch lực và đồ thị điện áp, dòng điện qua các phần tử của
bộ biến đổi DC-DC tăng giảm áp ( Buck-Boost Converter) Sơ đồ mạch lực:
Đồ thị điện áp, dòng điện qua các phần tử của bộ biến đổi Buck-Boost Converter. Duy Linh - 20191549
2. (1,5 điểm). Hãy tiến hành tính toán, thiết kế BBĐ nguồn DC-DC tăng giảm áp, với
các thông số yêu cầu như sau:
 Điện áp vào Uin = 28 VDC; điện áp ra Uo = -12 VDC; dòng tải Io,đm = 5 A.
 Độ đập mạch điện áp đầu ra trên tụ C một chiều ∆Uo = 0,5%Uo.
 Độ đập mạch dòng qua cuộn cảm cho bằng ∆iL = 30%IL.
 Tần số đóng cắt fs = 150 kHz. GIẢI
Trạng thái đóng cắt của van:  0 = U 𝑑𝑡 g = 28 VDC  tx = -U 𝑑𝑡 o = -12 VDC
*Note: Đề cho Uo = -12 VDC chỉ biểu hiện cho điện áp ngược, khi tính toán vẫn dùng
giá trị của Uo là 12 VDC Hệ số điều chế D:
Có: UL = ∫ 𝑢 𝑑𝑡 = [∫ 𝑈 𝑑𝑡 + ∫ −𝑈 𝑑𝑡]
= [Ugtx – Uo(Ts – tx)] = 0 Uo = .Ug Đặt D = 𝑡 (0.U 𝑇  Uo = g Thay số: 12 = .28  D = 0,3 Duy Linh - 20191549 Điện trở: R = = = 2,4 (Ω) Dòng qua cuộn cảm: IL = .Io = .5 = 50 ~ 7,14 A , 7
Độ đập mạch của dòng điện qua cuộn cảm: ∆iL = 30%IL = 30%.50 = 2,14 A 7
Độ đập mạch của điện áp: ∆uo = 0,5%Uo = 0,5%.12 = 0,06 VDC
Cảm kháng của cuộn dây: Có: uL = L.𝑑𝑖  𝑑𝑡 𝑑𝑖 = .uL.dt ∫ 𝑖 𝑑𝑡 = ∫ 𝑢 𝑑𝑡  ∆iL = DTs . . . , .  L = = = ∆ .∆ . . , = 2,62.10-5 (H) Điện dung của tụ:
Có: iC = C. 𝑑𝑢 𝑑𝑡  𝑑𝑢 = .iC.dt ∫ 𝑢 𝑑𝑡 = ∫ 𝑖 𝑑𝑡  ∆uC = DTs . . . , .  C = = = ∆ .∆ . . , = 1,67.10-4 (F) Tính toán van và diode:
 Dòng điện đỉnh qua van và diode: Ipeak = IL + ∆𝑖 = 7,14 + 2,14 = 8,21 A 2 2
 Dòng trung bình đi qua van: IV = D.IL = 0,3.7,14= 2,142 A
 Dòng trung bình qua diode: ID = (1 – D).IL = (1 – 0,3).7,14 = 5 A Duy Linh - 20191549
Xác định Lmin để chế độ dòng là liên tục:
Nhận xét: Tại ranh giới của sự liên tục và gián đoạn thì dòng iL tiến tới 0 tại cuối mỗi
chu kỳ đóng mở của van Mosfet. Ta có: IL = = = ∆ và ∆IL = ( ) Do đó: = ( ) ( )  L min = = , ( , ) = 3,92 (µH) .
Câu 2: (3 điểm): Cho sơ đồ nghịch lưu cầu 1 pha dạng Full-bridge được điều khiển
theo phương pháp đơn cực (Unipolar).
1. (1,5 điểm). Vẽ sơ đồ mạch lực, dạng điện áp ra nghịch lưu.
2. (1,5 điểm). Theo các bước tính toán cơ bản, hãy tính toàn sơ đồ BBĐ PWM cầu 1
pha dạng Full-bridge với các thông số cho trước như sau:
a) Giá trị điện áp hình sin ra mong muốn Uo = 220 VAC, tần số sóng cơ bản f1 = 50 Hz.
b) Công suất đầu ra Po = 1500 W, hệ số công suất của tải trở cảm cos𝛗 = 0,9.
c) Tần số đóng cắt của PWM fs = 5 kHz.
d) Xác định mạch lọc LC phía xoay chiều đảm bảo tần số cắt của mạch lọc fLC = 0,1.fs. GIẢI 1. Sơ đồ mạch lực: Duy Linh - 20191549 Đồ thị điện áp ra: 2. Tính toán:
2.1. Điện áp 1 chiều yêu cầu: UDC (V)
 Với PWM trong dải làm việc tuyến tính, µ ≤ 1, giá trị biên độ điện áp đầu ra có thể
đạt lớn nhất là UDC, khi tần số đóng cắt fs coi là vô cùng lớn. Để dự phòng điện áp
một chiều thay đổi trong phạm vi ± 10% thì cần chọn µmax = 0,9.  UDC = 𝑈 µ =220√2 0,9 ~ 346 V
 Trong mạch thường có mạch lọc LC để tạo điện áp ra hình sin. Dự phòng sụt áp
trên cuộn cảm của mạch lọc LC cỡ 10% điện áp ra nên phải chọn UDC = 110%.346 = 380 V
2.2. Biên độ dòng ra yêu cầu: Ion (A)
 Công suất toàn phân của tải: So = 𝑃 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 1500 = 1666,67 (VA) 0,9
 Dòng tải yêu cầu: Io = 𝑆 = 1666,67 = 7,58 (A) 𝑈 220
 Biên độ của dòng tải Iom = √2Io = √2.7,58 = 10,72 (A)
2.3. Dòng trung bình qua van và diode: Iv, ID (A)
 Dòng trung bình qua van: ,
Iv = ∫ 𝑠𝑖𝑛(𝜃 − 𝜑)𝑑𝜃 = Iom = .10,72 = 3,24 (A)  Dòng qua Diode: ,
ID = ∫ 𝑠𝑖𝑛(𝜃 − 𝜑)𝑑𝜃 = Iom = .10,72 = 0,17 (A)
2.4. Giá trị điện cảm Ls: Duy Linh - 20191549
 Do sụt áp trên cuộn cảm Ls là 10% nên: ULs = Io.XLs = 0,1.Uo , , . ,  XLs = = = 2,90 (Ω)  Ls = = = 9,23.10-3 (H) , .
2.5. Dòng đỉnh lớn nhất qua van và diode:
 Dòng tải thể hiện chính là giá trị dòng trung bình đầu ra nghịch lưu trong mỗi chu
kỳ cắt mẫu. Vì vậy mà chỉ cần xác định độ đập mạch lớn nhất của Io(t).
 Bỏ qua ảnh hưởng của R 𝑑𝐼 (𝑡)
s đối với độ đập mạch của dòng tải, ta có: Ls 𝑑𝑡 = ∆uo(t)
 Trong NLNA PWM ∆Uo max = 2UDC. Dòng điện có độ đập mạch lớn nhất khi hệ số
lấp đầy xung (Duty ratio) là d = 0,5. Do đó: ∆ . ∆I o max = . = = = = 4,12 (A) . , . . .
Dòng đỉnh lớn nhất qua van và diode:
Imax = Iom + ∆Io max = 10,72 + 4,12 = 14,84 (A)
2.6. Điện áp ngược lớn nhất qua van và diode:
Xét thời điểm van V1 và D2 khóa, V2 và D1 mở: Cực anode của D2 nối với cực âm của UDC.
Do đó điện áp ngược lớn nhất đặt lên van là Ung = UDC = 380V.
2.7. Tính toán mạch lọc LC phía xoay chiều đảm bảo tần số cắt của mạch lọc fLC = 0,1.fs
𝜔 = 0,1𝜔 = 0,1.2π.5000 = 3142 (rad/s) 𝜔 =  C = = = 11 (µF) √ . , . .
Để đảm bảo tần số cắt 𝜔 giá trị tụ phải chọn lớn hơn để bù vào công suất phản kháng của tải:
 Công suất phản kháng của tải: QL = 𝑆 − 𝑃 = 1666,67 − 1500 = 726,49 (Var)
 Nếu bù bằng tụ C thì phải có QC = QL Q C = = 𝜔C𝑈  C = = , = 47,8 µF . .
2.8. Tính toán tụ lọc C phía một chiều: Duy Linh - 20191549
 Tụ C trong mạch một chiều đóng vai trò là tụ lọc của mạch chỉnh lưu phía trước,
vừa đóng vai trò tiếp nhận công suất phản kháng từ mạch nghịch lưu do các diode
ngược đưa về. Vậy giá trị tụ là giá trị nào cần lớn hơn.
 TH nặng nề nhất là dòng tải ở giá trị biên độ, hệ số d = 0,5 (tương ứng khi tải thuần
cảm, điện áp điều chế qua không), khi đó: ∆ ∆Uc = .∆Ic ; ∆tx = 𝑇 và ∆I 2 c = Io max
 Để đảm bảo độ đập mạch ∆UDC = 5%UDC. Ta có: ∆ , C = = = 56,42 µF ∆ . . , .
Câu 3: (4 điểm): Cho sơ đồ nghịch lưu nguồn áp cầu ba pha, UDC = 600V, tải ba pha
đối nối sao, tần số cơ bản f1 = 50 Hz.
1. (1,5 điểm): Vẽ sơ đồ mạch lực và dạng điện áp ra với phương pháp điều chế
cơ bản. Hãy tính giá trị biên độ, hiệu dụng của thành phần sóng hài bậc nhất
điện áp pha và điện áp dây.
2. (0,5 điểm): Nếu điều khiển bằng điều chế sin tuyến tính SPWM, hãy tính ra
giá trị biên độ lớn nhất của thành phần sóng hài bậc nhất điện áp pha và điện áp dây.
3. (2 điểm): Tính toán hệ số điều chế mỗi nhánh van nghịch lưu (da, db, dc) khi
sử dụng phương pháp điều chế vector không gian, thành phần sóng hài cơ 𝟐
bản điện áp ra cho dưới dạng vector 600. . 𝟏 . 𝒆𝒋.𝟏𝟑𝟓𝒐. 𝟑 √𝟑 GIẢI 1. Sơ đồ mạch lực: Duy Linh - 20191549
Để đơn giản hóa việc tính toán, ta giả thiết:
-Van đóng mở lý tưởng.
-Nguồn có nội trở vô cùng bé.
-Tải 3 pha ZA = ZB = ZC (theo giả thiết )  Nối sao
-Tụ C trong mạch giúp tiếp nhận năng lượng phản kháng từ tải.
-Diode ngược ở mỗi van IGBT có vai trò giúp
cho quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa tải và nguồn.
-Các van V1, V2, … V6 làm việc với chế độ dẫn
điện 180o, lệch nhau 60o và các pha lệch nhau 120o
Trong khoảng thời gian 0V1, V5 và V6 dẫn. Sơ đồ thay thế như hình bên: Lúc này:  UZA = UZC = 𝐸 3  U ZB = −2𝐸 3
Trong khoảng thời gian t1V2 và V6 dẫn. Sơ đồ thay thế như hình bên: Lúc này:  U ZA = 2𝐸 3  UZB = UZC = −𝐸 3 Duy Linh - 20191549
Trong khoảng thời gian t2V1, V2 và V3 dẫn. Sơ đồ thay thế như hình bên: Lúc này:  U ZC = −2𝐸 3  UZA = UZB = 𝐸 3
Ta có đồ thị dòng điện và điện áp như hình dưới đây, trong đó:
(1) Góc mở van của V1 và V4 (4) Điện áp ra pha A
(2) Góc mở van của V3 và V6 (5) Điện áp ra pha B
(3) Góc mở van của V2 và V5 (6) Điện áp ra pha C
(7) Điện áp dây Ubc = Ub – Uc (8) Điện áp trung bình ra trên tải Duy Linh - 20191549
Biên độ của điện áp ra:
Utải max = 𝐸 = 600 = 300 V 2 2
Biên độ của điện áp pha:
Umax pha = 2𝐸 = 2.600 = 400 V 3 3
Giá trị hiệu dụng của điện áp pha: U pha(RMS) = ∫ 𝑢 𝑑𝜃 = ∫ 𝑢 𝑑𝜃 = / / ∫ 𝑑𝜃 + ∫ 𝑑𝜃 + ∫
𝑑𝜃 = √ E = √ .600 ~ 282,84 V / /
Vì đồ thị điện áp ra có dạng tuần hoàn chu kì 2π nên ta có thể phân tích theo chuỗi
Fourier. Để tính sóng hài bậc nhất của điện áp ra, ta phân tích chuỗi fourier từ đồ thị, bỏ qua tần số bậc cao: / /
𝑈( ) = ∫ 𝑢𝑠𝑖𝑛𝜃𝑑𝜃 = E ∫ 𝑠𝑖𝑛𝜃𝑑𝜃 + ∫ 𝑠𝑖𝑛𝜃𝑑𝜃 + ∫ 𝑠𝑖𝑛𝜃𝑑𝜃 / / = E = 600 = 381,97 V
Biên độ của điện áp dây: Umax dây = E = 600 V
Giá trị hiệu dụng của điện áp dây: Udây(RMS) = ∫ 𝑢 𝑑𝜃 = ∫ (𝑢 − 𝑢 ) 𝑑𝜃 = / / ∫ (𝐸) 𝑑𝜃 + ∫
(−𝐸) 𝑑𝜃 = √ E = √ 600 = 346,41 V
Vì đồ thị điện áp ra có dạng tuần hoàn chu kì 2π nên ta có thể phân tích theo chuỗi
Fourier. Để tính sóng hài bậc nhất của điện áp dây, ta phân tích chuỗi fourier từ đồ thị,
bỏ qua tần số bậc cao: / / 𝑈( ) = 𝑑𝜃 + 𝑑𝜃 â
∫ 𝑢𝑠𝑖𝑛𝜃𝑑𝜃 = E ∫ 𝑠𝑖𝑛𝜃 ∫ 𝑠𝑖𝑛𝜃 = E = 600 = 572,96 V Duy Linh - 20191549
3. Theo bài ra, thành phần sóng hài cơ bản điện áp ra cho dưới dạng vector là 600. . . 𝑒 .
 𝑈 = 600. . .cos(25o) V √ √ 𝑈 = 600. . .sin(25o) V √
Usa = 𝑈 = 600. . .cos(25o) = 209,30 V √ √ U 2 2 sb = = −600. . 1 .cos(25 ) + . 1 . sin(25 ) = -20,13 V 3 √3. 600. √3 3 √3 √ U 2 2 sc = = −600. . 1 .cos(25 ) − . 1 . sin(25 ) = -189,18 V 3 √3. 600. √3 3 √3
Thuật toán xác định sector:
Sector 1: (Usa ≥ Usb ≥ Usc):
Sector 4: (Usc > Usb > Usa): 3 −√3 0 −√3 A = 2 2 A = −3 √3 0 √3 2 2
Sector 2: (Usb > Usa > Usc):
Sector 5: (Usc ≥ Usa ≥ Usb): 3 √3 −3 −√3 A = 2 2 A = 2 2 3 √3 3 −√3 2 2 2 2
Sector 3: (Usb ≥ Usc ≥ Usa):
Sector 6: (Usa > Usb > Usc): 0 √3 3 √3 A = A = 2 2 −3 −√3 2 2 0 −√3 Duy Linh - 20191549
Trong bài này, Usa (209,3) > Usb (-20,13) > Usc (-189,18)  Us thuộc Sector 6. Hệ số điều chế: 2 600. . 1 . cos(25𝑜) 𝑑 3 √3 3 √3 = 𝑈 3 2 2 = 2 2 3 = 0,6641 𝑑 𝑈 2 −0,2817 0 −√3 0 −√3 600. . 1 . sin(25𝑜) 3 3
Hệ số điều chế cho vector không: do = 1 – d1 – d2 = 1 – 0,6641 – (-0,2817) = 0,6176
Hệ số điều chế cho nhóm nhánh van của mạch nghịch lưu
Do Us thuộc Sector 6 nên: da = 𝑑 = 0,6176 = 0,3088 2 2 db = 𝑑 + d + 0,6641 = 0,9729 2 1 = 0,6176 2 dc = 𝑑 + d + 0,6641 – 0,2817 = 0,6912 2 1 + d2 = 0,6176 2 Duy Linh - 20191549 Duy Linh - 20191549
Đề thi Điện tử công suất, 90 phút, được dùng tất cả các loại tài liệu. Nộp lại đề thi.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
ĐỀ THI: Điện tử công suất Chữ ký GV phụ trách VIỆN ĐIỆN Số đề: 2/4
Thời gian làm bài: 90 phút TS. Vũ Hoàng Phương Câu 1 (3 điểm):
1 (1,5 điểm) Vẽ sơ đồ mạch lực và đồ thị điện áp, dòng điện qua các phần tử của bộ biến đổi DC-DC tăng áp (Boost Converter).
2 (1,5 điểm). Hãy tiến hành tính toán, thiết kế BBĐ nguồn DC-DC tăng áp, với các thông số yêu cầu như sau:
 Điện áp vào Uin = 15 VDC; điện áp ra Uo = 24 VDC; dòng tải Io,đm = 5 A
 Độ đập mạch điện áp đầu ra trên tụ C một chiều Δuo = 0,5 %Uo.
 Độ đập mạch dòng qua cuộn cảm cho bằng ΔiL= 30%IL.
 Tần số đóng cắt fs = 150 kHz.
Câu 2 (3 điểm): Cho sơ đồ nghịch lưu nửa cầu được điều khiển theo phương pháp PWM
1 (1 điểm). Vẽ sơ đồ mạch lực, dạng điện áp ra nghịch lưu.
2 (2 điểm). Theo các bước tính toán cơ bản, hãy tính toán sơ đồ BBĐ PWM nửa cầu với các thông số cho trước như sau:
a. Giá trị điện áp hình sin ra mong muốn Uo = 220 VAC, tần số sóng cơ bản f1 = 50 Hz.
b. Công suất đầu ra Po = 1000 W, hệ số công suất của tải trở cảm cos = 0,85.
c. Tần số đóng cắt của PWM fs = 10 kHz.
d. Xác định mạch lọc LC phía xoay chiều đảm bảo tần số cắt của mạch lọc fLC = 0,1. fs
Câu 3 (4 điểm): Cho sơ đồ nghịch lưu nguồn áp cầu ba pha, UDC = 500 V, tải ba pha đối nối sao, tần số cơ
bản f1 = 50 Hz và tần số băm xung 5kHz.
1 (1,5 điểm): Vẽ sơ đồ mạch lực và dạng điện áp ra với phương pháp điều chế cơ bản. Hãy tính giá trị
biên độ, hiệu dụng của thành phần sóng hài bậc nhất điện áp pha và điện áp dây.
2 (0,5 điểm) Nếu điều khiển bằng điều chế sin tuyến tính SPWM, hãy tính ra giá trị biên độ lớn nhất của
thành phần sóng hài bậc nhất điện áp pha và điện điện áp dây.
3 (2 điểm) Tính toán hệ số điều chế mỗi nhánh van nghịch lưu (da, db, dc) khi sử dụng phương pháp điều 2 1 
chế vector không gian, thành phần sóng hài cơ bản điện áp ra cho dưới dạng vector j90 500. . .e . 3 3
Đề thi Điện tử công suất, 90 phút, được dùng tất cả các loại tài liệu. Nộp lại đề thi.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
ĐỀ THI: Điện tử công suất Chữ ký GV phụ trách VIỆN ĐIỆN Số đề: 3/4
Thời gian làm bài: 90 phút TS. Vũ Hoàng Phương Câu 1 (3 điểm):
1 (1,5 điểm). Vẽ sơ đồ mạch lực và đồ thị điện áp, dòng điện qua các phần tử của bộ biến đổi DC-DC tăng
giảm áp (Buck-Boost Converter).
2 (1,5 điểm). Hãy tiến hành tính toán, thiết kế BBĐ nguồn DC-DC tăng giảm áp, với các thông số yêu cầu như sau:
 Điện áp vào Uin = 28 VDC; điện áp ra Uo = -12 VDC; dòng tải Io,đm = 5 A
 Độ đập mạch điện áp đầu ra trên tụ C một chiều Δuo = 0,5 %Uo.
 Độ đập mạch dòng qua cuộn cảm cho bằng ΔiL= 30%IL.
 Tần số đóng cắt fs = 150 kHz.
Câu 2 (3 điểm): Cho sơ đồ nghịch lưu cầu một pha dạng Full-bridge được điều khiển theo phương pháp đơn cực (Unipolar)
1 (1,5 điểm). Vẽ sơ đồ mạch lực, dạng điện áp ra nghịch lưu.
2 (1,5điểm). Theo các bước tính toán cơ bản, hãy tính toán sơ đồ BBĐ PWM cầu một pha dạng Full-bridge
với các thông số cho trước như sau:
a. Giá trị điện áp hình sin ra mong muốn Uo = 220 VAC, tần số sóng cơ bản f1 = 50 Hz.
b. Công suất đầu ra Po = 1500 W, hệ số công suất của tải trở cảm cos = 0,9.
c. Tần số đóng cắt của PWM fs = 5 kHz.
d. Xác định mạch lọc LC phía xoay chiều đảm bảo tần số cắt của mạch lọc fLC = 0,1. fs
Câu 3 (4 điểm): Cho sơ đồ nghịch lưu nguồn áp cầu ba pha, UDC = 600 V, tải ba pha đối nối sao, tần số cơ
bản f1 = 50 Hz và tần số băm xung 5kHz.
1 (1,5 điểm): Vẽ sơ đồ mạch lực và dạng điện áp ra với phương pháp điều chế cơ bản. Hãy tính giá trị
biên độ, hiệu dụng của thành phần sóng hài bậc nhất điện áp pha và điện áp dây.
2 (0,5 điểm) Nếu điều khiển bằng điều chế sin tuyến tính SPWM, hãy tính ra giá trị biên độ lớn nhất của
thành phần sóng hài bậc nhất điện áp pha và điện điện áp dây.
3 (2 điểm) Tính toán hệ số điều chế mỗi nhánh van nghịch lưu (da, db, dc) khi sử dụng phương pháp điều 2 1 
chế vector không gian, thành phần sóng hài cơ bản điện áp ra cho dưới dạng vector j135 600. . .e . 3 3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
ĐỀ THI CUỐI KỲ 2021.1
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Học phần: EE3410 – ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Ngày thi: 11/02/2022 Đề số: 03 Tổng số trang: 1
Thời gian làm bài: 90 phút
(Được sử dụng tài liệu. Nộp đề thi cùng với bài làm) Ký
Giảng viên phụ trách HP:
Khoa phụ trách HP: Khoa Tự động hóa
duyệt TS. Vũ Hoàng Phương Câu 1 (3 điểm):
1 (1 điểm). Vẽ sơ đồ mạch lực và đồ thị điện áp, dòng điện qua các phần tử của bộ biến đổi DC-DC tăng
giảm áp (Buck-Boost Converter).
2 (1,5 điểm). Hãy tiến hành tính toán, thiết kế BBĐ nguồn DC-DC tăng giảm áp, với các thông số yêu cầu như sau:
 Điện áp vào Uin = 24 VDC; điện áp ra Uo = -12 VDC; dòng tải Io,đm = 5 A
 Độ đập mạch điện áp đầu ra trên tụ C một chiều Δuo = 1 %Uo.
 Độ đập mạch dòng qua cuộn cảm cho bằng ΔiL= 30%IL.
 Tần số đóng cắt fs = 150 kHz.
3 (0,5 điểm). Tính giá trị giới hạn điện cảm L nhỏ nhất để bộ biến đổi làm việc ở chế độ dòng điện liên tục
Câu 2 (3 điểm): Cho sơ đồ nghịch lưu cầu một pha dạng cầu H được điều khiển theo phương pháp đơn cực (Unipolar)
1 (1,5 điểm). Vẽ sơ đồ mạch lực, dạng điện áp ra nghịch lưu và bố trí kênh PWM
2 (1,5điểm). Theo các bước tính toán cơ bản, hãy tính toán sơ đồ BBĐ PWM cầu H với các thông số cho trước như sau:
a. Giá trị điện áp hình sin ra mong muốn Uo = 220 VAC, tần số sóng cơ bản f1 = 50 Hz.
b. Công suất đầu ra Po = 1500 W, hệ số công suất của tải trở cảm cos = 0,9.
c. Tần số đóng cắt của PWM fs = 10 kHz.
d. Xác định mạch lọc LC phía xoay chiều đảm bảo tần số cắt của mạch lọc fLC = 0,5. fs
Câu 3 (4 điểm): Cho sơ đồ nghịch lưu nguồn áp cầu ba pha, UDC = 600 V, tải ba pha đối nối sao, tần số cơ
bản f1 = 50 Hz và tần số băm xung 5kHz.
1 (1,5 điểm): Vẽ sơ đồ mạch lực và dạng điện áp ra với phương pháp điều chế cơ bản. Hãy tính giá trị
biên độ, hiệu dụng của thành phần sóng hài bậc nhất điện áp ra trên tải.
2 (0,5 điểm) Nếu điều khiển bằng điều chế sin tuyến tính SPWM, hãy tính ra giá trị biên độ lớn nhất của
thành phần sóng hài bậc nhất điện áp pha và điện điện áp dây.
3 (2 điểm) Tính toán hệ số điều chế mỗi nhánh van nghịch lưu (da, db, dc) khi sử dụng phương pháp điều 2 1 
chế vector không gian, thành phần sóng hài cơ bản điện áp ra cho dưới dạng vector 135 600. . . j e . 3 3
-------------------- Hết ------------------------
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
ĐỀ THI CUỐI KỲ 2021.1
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Học phần: EE3410 – ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Ngày thi: 11/02/2022 Đề số: 04 Tổng số trang: 1
Thời gian làm bài: 90 phút
(Được sử dụng tài liệu. Nộp đề thi cùng với bài làm) Ký
Giảng viên phụ trách HP:
Khoa phụ trách HP: Khoa Tự động hóa
duyệt TS. Vũ Hoàng Phương Câu 1 (3 điểm):
1 (1 điểm). Vẽ sơ đồ mạch lực và đồ thị điện áp, dòng điện qua các phần tử của bộ biến đổi DC-DC Flyback.
2 (1,5 điểm). Hãy tiến hành tính toán, thiết kế BBĐ nguồn DC-DC Flyback (cách tính toán giống như buck-
boost converter, với hệ số máy biến áp N2/N1 =0.2), với các thông số yêu cầu như sau:
 Điện áp vào Uin = 310 VDC; điện áp ra Uo = 24 VDC; dòng tải Io,đm = 3 A
 Độ đập mạch điện áp đầu ra trên tụ C một chiều Δuo = 1 %Uo.
 Độ đập mạch dòng qua cuộn cảm cho bằng ΔiL= 30%IL.
 Tần số đóng cắt fs = 100 kHz.
3 (0,5 điểm). Tính giá trị giới hạn điện cảm L nhỏ nhất để bộ biến đổi làm việc ở chế độ dòng điện liên tục
Câu 2 (3 điểm): Cho sơ đồ nghịch lưu cầu một pha dạng cầu H được điều khiển theo phương pháp lưỡng cực (Bipolar)
1 (1,5 điểm). Vẽ sơ đồ mạch lực, dạng điện áp ra nghịch lưu và bố trí kênh PWM
2 (1,5điểm). Theo các bước tính toán cơ bản, hãy tính toán sơ đồ BBĐ PWM cầu H với các thông số cho trước như sau:
a. Giá trị điện áp hình sin ra mong muốn Uo = 220 VAC, tần số sóng cơ bản f1 = 50 Hz.
b. Công suất đầu ra Po = 1000 W, hệ số công suất của tải trở cảm cos = 0,85.
c. Tần số đóng cắt của PWM fs = 20 kHz.
d. Xác định mạch lọc LC phía xoay chiều đảm bảo tần số cắt của mạch lọc fLC = 0,5. fs
Câu 3 (4 điểm): Cho sơ đồ nghịch lưu nguồn áp cầu ba pha, UDC = 700 V, tải ba pha đối nối sao, tần số cơ
bản f1 = 50 Hz và tần số băm xung 5kHz.
1 (1,5 điểm): Vẽ sơ đồ mạch lực và dạng điện áp ra với phương pháp điều chế cơ bản. Hãy tính giá trị
biên độ, hiệu dụng của thành phần sóng hài bậc nhất điện áp ra trên tải.
2 (0,5 điểm) Nếu điều khiển bằng điều chế sin tuyến tính SPWM, hãy tính ra giá trị biên độ lớn nhất của
thành phần sóng hài bậc nhất điện áp pha và điện điện áp dây.
3 (2 điểm) Tính toán hệ số điều chế mỗi nhánh van nghịch lưu (da, db, dc) khi sử dụng phương pháp điều 2 1 
chế vector không gian, thành phần sóng hài cơ bản điện áp ra cho dưới dạng vector j 205 700. . .e . 3 3
-------------------- Hết ------------------------