Bài tập lớn Điện tử công suất: Trình bày cấu trúc, ký hiệu và đặc tính VA của Transitor lưỡng cực, Trình bày sơ đồ chỉnh lưu cầu điốt 1 pha khi tải là R+E.

Nhóm III 1 HỌC VIỆN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ BÀI TẬP MÔN HỌC Điện tử công suất GVHD Nguyễn Thị Thanh Danh sách thành viên nhóm 03 Nguyễn Khắc Cường – B19DCDT025 Phạm Khắc Thức – B19DCDT241 Nguyễn Tiến Dũng – B19DCDT029 Bùi Hữu Tuấn Anh – B19DCDT005 Phạm Ngọc Tùng – B19DCDT209 Đỗ Tấn Đức – B19DCDT057 Hà Nội, Tháng 42022 Nội Dung Thuyết Trình I Câu hỏi lý thuyết II Công thức III Mạch mô phỏng IV Bài Tập 2 I Câu hỏi lý thuyết “ Câu 3 Trình bày cấu trúc, ký hiệu và đặc tính V.

Trang 1

HỌC VIỆN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BÀI TẬP MÔN HỌC : Điện tử công suất

Trang 2

Nội Dung Thuyết Trình

I Câu hỏi lý thuyết

II Công thức

III Mạch mô phỏng

IV Bài Tập

2

Trang 3

Câu hỏi lý thuyết

Trang 4

Câu 3: Trình bày cấu trúc, ký hiệu và đặc tính V-A của Transitor

lưỡng cực

○ Ký hiệu

○ Transitor lưỡng cực BJT về cơ bản là linh kiện có 3 cực Các chân

của transistor được gắn nhãn là cực thu C (Collector), cực gốc B (Base)

và cực phát E (Emitter) Các ký hiệu mạch cho cả transistor BJT loại

NPN và PNP như sau:

4

Trang 5

○ Điểm khác nhau duy nhất giữa hai loại transistor NPN và PNP

đó là hướng mũi tên ở cực phát Mũi tên ở cực phát trên transistor

NPN hướng đi ra và trên transistor PNP, hướng đi vào.

○ Các transistor dựa vào chất bán dẫn để làm nên kỳ diệu của

chúng Chất bán dẫn là một vật liệu không hoàn toàn là một chất

dẫn điện thuần khiết (như dây đồng) nhưng cũng không phải là

chất cách điện (như không khí) Độ dẫn điện của chất bán dẫn

phụ thuộc vào các biến như nhiệt độ hoặc mật độ của các

electron.

5

Trang 6

○ Mạch tương đương của transistor

○ Transistor giống như một phần mở rộng của một linh kiện bán dẫn

khác:diode Theo một cách nào đó, các transistor chỉ là hai diode với cực âm

(hoặc cực dương) được gắn với nhau:

○ Ở đây, diode nối giữa cực gốc với cực phát là một diode quan trọng; nó

khớp với hướng của mũi tên trên ký hiệu mạch của transistor, và cho bạn

thấy hướng của dòng điện chạy qua transistor

○ Chúng ta có thể tìm hiểu hoạt động của transistor dựa vào mạch tương

đương ở trên, tuy nhiên nó không thật sự chính xác Bạn không thể giải thích

hoạt động của transistor dựa trên mạch tương đương đó (và đừng bao giờ cố

gắng ráp mạch đó trên breadboard để thay thế cho transistor, nó sẽ không

hoạt động) Có rất nhiều thứ ở cấp độ vật lý lượng tử kỳ lạ kiểm soát sự tương

tác giữa ba chân của transistor

○ (Mô hình này rất hữu ích nếu bạn cần kiểm tra transistor Sử dụng chức

năng kiểm tra diode (hoặc điện trở) trên đồng hồ vạn năng, bạn có thể đo qua

các cực BE và BC để kiểm tra sự hiện diện của các “diode” đó.)

6

Trang 7

○ Cấu tạo và hoạt động

○ Các transistor lưỡng cực được chế tạo bằng cách xếp chồng ba lớp vật

liệu bán dẫn khác nhau lại với nhau Một số lớp trong số đó có các electron bổ

sung được thêm vào (quá trình này được gọi là “pha tạp”) và các lớp khác đã

loại bỏ các electron (pha tạp với “các lỗ trống”) Một vật liệu bán dẫn có thêm

electron được gọi là chất bán dẫn loại n (n là viết tắt của negative vì các

electron có điện tích âm) và vật liệu bị loại bỏ electron được gọi là loại chất

bán dẫn loại p (p là viết tắt của positive) Các transistor được tạo ra bằng cách

xếp xen kẽ chất bán dẫn loại n và chất bán dẫn loại p như hình dưới đây

7

Trang 8

○ Transitor NPN được thiết kế để chuyển các electron từ cực phát sang cực

thu (vì vậy dòng điện thông thường đi từ cực thu đến cực phát) Cực phát

“phát” electron vào cực nền, cực gốc sẽ điều khiển số lượng electron mà cực

phát phát ra Hầu hết các electron được phát ra được “thu” bởi cực thu, cực

thu sẽ gửi các electron này đến phần tiếp theo của mạch

○ Transistor PNP hoạt động theo cách tương tự nhưng ngược lại Cực

gốc vẫn kiểm soát dòng điện chảy qua, nhưng dòng diện này chảy theo hướng

ngược lại – từ cực phát đến cực thu Thay vì các electron, cực phát phát ra các

“lỗ trống” và các lỗ trống này được thu bởi cực thu

○ Các transistor hoạt động giống như một van điện tử Chân cực gốc giống

như một tay cầm mà bạn có thể điều chỉnh để cho phép nhiều hoặc ít electron

chuyển từ cực phát sang cực thu Chúng ta hãy tìm hiểu thêm sự tương tự này

trong phần tiếp theo …

8

Trang 9

Câu 13: Trình bày sơ đồ chỉnh lưu cầu điốt 1 pha khi tải là R+E.

9

Trang 10

○ Nguyên lý của mạch chỉnh lưu cầu như hình (1)(trái qua phải) Khi điện áp thứ cấp

u2 của máy biến áp B là nửa chu kỳ dương, tức là điện áp ở cực a là dương và điện áp ở

cực b là âm, và điốt V1 V3 được bật dưới điện áp thuận, điốt V2 và V4 bị cắt dưới điện áp

ngược và chiều dòng điện là: a → V1 → R2 → V3 → b để hoàn thành mạch nên trên tải

thu được một nửa điện áp Rz Khi điện áp U2 ở nửa chu kỳ âm thì điện thế đầu a của

cuộn thứ cấp máy biến áp là âm và điện thế ở đầu b là dương Điốt V2 và V4 được bật

dưới điện áp dương, còn V1 và V3 thì cắt bởi điện áp ngược, và chiều dòng điện là b → V2

→ Rz → V4 → a hoàn thành mạch, và trên tải thu được một nửa điện áp cùng chiều với

nửa chu kỳ đầu Bằng cách này, trong một chu kỳ, hai nửa sóng thu được trên tải Rz

Hình sau đây cho thấy các dạng sóng điện áp và dòng điện của chỉnh lưu cầu một pha

Giá trị trung bình của điện áp tải Uz là: Uz = 0,9U2

10

Trang 11

Câu 23: Trình bày sơ đồ chỉnh lưu tiristo điều khiển cầu 1 pha khi tải

là R+L

11

Trang 12

Trong trường hợp tải có tính cảm L = 0.1H thì dạng sóng ngõ ra như sau.

Trang 13

Nguyên lý mạch với tải RL

○ + Ở bán kỳ dương: Ở chu kỳ đầu tiên khi chưa có tín hiệu kích thì Vo =

0V Khi có tín hiệu kích thì D1, D2 dẫn nên Vo = Vs.

○ + Ở bán kỳ âm: Tải mang tính cảm vừa bị ngắt điện nên giải phóng năng

lượt phát dòng duy trì 2 SCR D1 và D2 Do đó D1 và D2 dẫn điện nên áp tải

bằng với áp nguồn Vo < Vs < 0 Dòng tải trễ pha so với điện áp nên không về

0 ở cuối bán kỳ dương.

○ Nếu L nhỏ thì sau khi tải phát hết năng lượng thì Vo = 0V, cho đến khi có

tín hiệu điều khiển.

○ – Nhận xét: ở trường hợp này có phần điện áp âm nên làm giảm giá trị

điện áp trung bình thu được Một trong những cách làm triệt tiêu phần điện áp

âm để nâng cao chất lượng điện áp là kết hợp dùng SCR và diode Ngoài ra sử

dụngkết hợp với diode còn giúp sử dụng triệt để phạm ví góc kích từ 0 – 180

13

Trang 14

II Công thức

14

Trang 15

Chỉnh lưu điốt 1 pha dùng MBA có điểm giữa tải R

- Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu:

2 2

0

2 2 2

1

U d

U ng 

R

U

I d  d

- Điện áp ngược cực đại trên mỗi điôt:

-Giá trị trung bình dòng điện tải:

-Giá trị dòng điện trên mỗi điôt:

2

d D

I

I 

Trang 16

Chỉnh lưu điốt 1 pha dùng MBA có điểm giữa tải R + E

- Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu:

2 2

0

2 2 2

1

U d

2

d D

I

I 

Trang 17

Chỉnh lưu cầu 1 pha dùng điốt tải R

- Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu

2 2

0

2 2 2

1

U d

R

U

I d  d

2

d D

I

I 

Trang 18

Chỉnh lưu cầu 1 pha dùng điốt tải R + E

- Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu

2 2

0

2 2 2

1

U d

2

d D

I

I 

Trang 19

+ Giá trị trung bỡnh của điện áp chỉnh lu:

+ Điện áp ngợc cực đại trên mỗi điôt U ngmax :

2 max 2 2 U

I

) 1

(

2 2

1

2 2

d u

Chỉnh lưu thyristor 1 pha dựng MBA cú điểm giữa tải R

Trang 20

+ Điện áp ngợc cực đại trên mỗi điôt Ungmax:

2 max 2 2 U

d u

2

0

2 2 2

Chỉnh lưu thyristor 1 pha dựng MBA cú điểm giữa tải R +L

Trang 21

Hiện tượng trùng dẫn:



U U

Trang 22

+ Điện áp ngợc cực đại trên mỗi Thyrirtor U ngmax :

2max 2U

I

) 1 (cos

2 2 2

1

22

u

Chỉnh lưu 1 pha cầu dựng thyristor tải R

Trang 23

+ Điện áp ngợc cực đại trên mỗi Thyrirtor U ngmax :

2max 2U

1

22

0

U d

u

Chỉnh lưu 1 pha cầu dựng thyristor tải R+L

Trang 24



U U

'

2

Trang 25

2 max 6U

U ng 

+ Giá trị trung bỡnh dòng điện tải:

2 2

6 3 2

1

U d

Trang 26

2 max 6U

U ng 

2 2

6 3 2

1

U d

Trang 27

2 max 6U

U ng 

2 2

0

6 3 2

1

U d

Trang 28

2 max 6U

U ng 

2 2

0

6 3 2

1

U d

Trang 29

+ Điện áp ngợc cực đại trên mỗi thyristor Ungmax:

2 max 6U

I

) 1

(cos 2

6 3 sin

U

Ud

Chỉnh lưu tia 3 pha dựng Thyristor tải R

Trang 30

2 max 6U

Trang 31



U U

6

U d  cos 

Trang 32

2 max 6U

I

) 1 (cos

6 3 sin

U

Ud

Chỉnh lưu cầu 3 pha dựng thyriyristor tải R

Trang 33

2 max 6U

3 sin

Trang 34



U U

'

3

Trang 35

III Mạch mô

phỏng

35

Trang 36

Thiết kế mạch hạ áp

Trang 37

IV Bài tập

37

Tiêu đề	Trình bày cấu trúc, ký hiệu và đặc tính V-A của Transitor lưỡng cực, Trình bày sơ đồ chỉnh lưu cầu điốt 1 pha khi tải là R+E.
Tác giả	Nguyễn Khắc Cường, Phạm Khắc Thức, Nguyễn Tiến Dũng, Bùi Hữu Tuấn Anh, Phạm Ngọc Tùng, Đỗ Tấn Đức
Người hướng dẫn	GVHD: Nguyễn Thị Thanh
Trường học	Học viện Bưu chính Viễn thông
Chuyên ngành	Điện tử công suất
Thể loại	bài tập
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	54
Dung lượng	3,71 MB