GIÁO TRÌNH THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

IMỤC ĐÍCH, YÊU CẦU1Mục đích Hình thành kỹ năng đo và kiểm tra các loại van bán dẫn công suất. Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỷ mỷ, chính xác trong công việc.2Yêu cầu Đo và kiểm tra được các loại van bán dẫn công suất.II.CHUẨN BỊ CÔNG VIỆC1. Dụng cụ tháo lắp và đo kiểm Dao động ký. Đồng hồ vặn năng.2. Thiết bị, vật tư Các linh kiện điện tử bán dẫn công suấtIII. NHỮNG KIẾN THỨC CHUYÊN MÔN

PhÇn THỰC HÀNH – HỌC PHẦN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

BÀI 1 – LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT I-MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU

1-Mục đích

- Hình thành kỹ năng đo và kiểm tra các loại van bán dẫn công suất

- Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỷ mỷ, chính xác trong công việc

2-Yêu cầu

- Đo và kiểm tra được các loại van bán dẫn công suất

II.CHUẨN BỊ CÔNG VIỆC

1 Dụng cụ tháo lắp và đo kiểm

- Dao động ký

- Đồng hồ vặn năng

2 Thiết bị, vật tư

- Các linh kiện điện tử bán dẫn công suất

III NHỮNG KIẾN THỨC CHUYÊN MÔN

1 Điốt

 Cấu tạo

 Đặc tính V-A

 Các thông số cơ bản

2 Thyristor – SCR

 Cấu tạo

 Đặc tính V-A

 Các thông số cơ bản

3 Transistor công suất

 Cấu tạo

 Đặc tính V-A

 Các thông số cơ bản

4 Triac

- Cấu tạo

- Đặc tính V-A

- Các thông số cơ bản

VI NỘI DUNG THỰC HÀNH

1 Điốt

Để kiểm tra điốt, ta đặt đồng hồ ở thang x1, đặt hai que đo vào hai đầu, nếu:

 Đo chiều thuận que đen vào Anốt, que đỏ vào Ka tôt kim lên, đảo chiều đo kim không lên  điốt tốt (hình 1.2)

 Nếu đo cả hai chiều kim lên =0  Điốt bị chập (Hình 1.4)

 Nếu đo thuận chiều mà kim không lên  Điốt bị đứt (Hình 1.3)

 Nếu để thang đo 1k mà đo ngược vào Điốt, kim vẫn lên một chút  Điốt

bị dò

A

K

Hình 1.1 Hình ảnh điốt công suất bán dẫn trong thực tế

Hình 1.2 Kiểm tra điốt tốt Hình 1.3 Kiểm tra điốt bị đứt

Hình 1.4 Kiểm tra điốt bị dò

2 Thyristor

a Xác định chân Thyristor

Đặt đồng hồ đo ở thang x1, ta đặt que đo vào một chân cố định, que còn lại đảo giữa hai chân còn lại nếu kim không lên thì ta đảo hai que đo với nhau và

đo như trên kim không lên thì chân cố định là chân A Ta đặt que đen vào chân

A và que đỏ vào một trong hai chân còn lại, sau đó lấy dây nối giữa chân A kích với chân còn lại ( chân không đặt que đỏ) Nếu kim lên và thả ra kim tự giữ thì chân đó là chân G Chân còn lại là K.

b Kiểm tra Thyristor

K

Hình 1.5 Hình ảnh Thyristor trong thực tế A

G

Đặt đồng hồ thang x1 , đặt que đen vào Anot, que đỏ vào Katot ban đầu kim không lên , dùng Tovit chập chân A vào chân G => thấy đồng hồ lên kim , sau đó bỏ Tovit ra => đồng hồ vẫn lên kim => như vậy là Thyristor tốt

3 Transistor

a Xác định chân Transistor

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại Transistor của nhiều nước sản xuất nhưng thông dụng nhất là các transistor của Nhật bản, Mỹ và Trung quốc

 Transistor Nhật bản : thường ký hiệu là A…, B…, C…, D…

Ví dụ: A564, B733, C828, D1555 Trong đó các Transistor ký hiệu là A và

B là Transistor thuận PNP còn ký hiệu là C và D là Transistor ngược NPN Các Transistor A và C thường có công suất nhỏ và tần số làm việc cao còn các Transistor B và D thường có công suất lớn và tần số làm việc thấp hơn

 Transistor do Mỹ sản xuất thường ký hiệu là 2N… ví dụ 2N3055,

2N4073 vv…

 Transistor do Trung quốc sản xuất: Bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là hai

chữ cái Chữ cái thức nhất cho biết loại bóng : Chữ A và B là bóng thuận, chữ C và D là bòng ngược, chữ thứ hai cho biết đặc điểm: X và P là bóng

Hình 1.6 Các bước kiểm tra Thyristor

Hình 1.6 Các bước kiểm tra Thyristor

âm tần, A và G là bóng cao tần Các chữ số ở sau chỉ thứ tự sản phẩm Thí

dụ : 3CP25, 3AP20 vv

 Với các loại Transistor công suất nhỏ thì thứ tự chân C và B tuỳ theo

bóng của nước nào sản xuất , nhựng chân E luôn ở bên trái nếu ta để Transistor như hình dưới

- Nếu là Transistor do Nhật sản xuất : thí dụ Transistor C828, A564 thì chân C ở giữa, chân B ở bên phải

- Nếu là Transistor Trung Quốc sản xuất thì chân B ở giữa , chân C ở bên phải Tuy nhiên một số Transistor được sản xuất nhái thì không theo thứ tự này => để biết chính xác ta dùng phương pháp đo bằng đồng hồ vạn năng

Hình 1.7 Transistor công suất nhỏ.

 Với loại Transistor công suất lớn (như hình dưới ) thì hầu hết đều có chung

thứ tự chân là : Bên trái là cực B, ở giữa là cực C và bên phải là cực E

Hình 1.8 Transistor công suất lớn

* Đo xác định chân B và C

 Với Transistor công suất nhỏ thì thông thường chân E ở bên trái như vậy ta chỉ xác định chân B và suy ra chân C là chân còn lại Để đồng hồ thang x1Ω , đặt

cố định một que đo vào từng chân, que kia chuyển sang hai chân còn lại, nếu kim lên = nhau thì chân có que đặt cố định là chân B, nếu que đồng hồ cố định

là que đen thì là Transistor ngược, là que đỏ thì là Transistor thuận

b Kiểm tra chân Transistor

Transistor khi hoạt động có thể hư hỏng do nhiều nguyên nhân, như hỏng do nhiệt độ, độ ẩm, do điện áp nguồn tăng cao hoặc do chất lượng của bản thân Transistor, để kiểm tra Transistor bạn hãy nhớ cấu tạo của chúng

Cấu tạo của Transistor

1 Kiểm tra Transistor ngược NPN tương tự kiểm tra hai Diode đấu chung cực Anôt, điểm chung là cực B, nếu đo từ B sang C và B sang E (que đen vào B) thì tương đương như đo hai diode thuận chiều => kim lên , tất cả các trường hợp đo khác kim không lên

2 Kiểm tra Transistor thuận PNP tương tự kiểm tra hai Diode đấu chung cực Katôt, điểm chung là cực B của Transistor, nếu đo từ B sang C và B sang E ( que đỏ vào B ) thì tương đương như đo hai diode thuận chiều => kim lên , tất cả các trường hợp đo khác kim không lên

3 Trái với các điều trên là Transistor bị hỏng

4 Transistor có thể bị hỏng ở các trường hợp:

- Đo thuận chiều từ B sang E hoặc từ B sang C => kim không lên là transistor đứt BE hoặc đứt BC

- Đo từ B sang E hoặc từ B sang C kim lên cả hai chiều là chập hay dò

BE hoặc BC

- Đo giữa C và E kim lên là bị chập CE

Hình 1.9 Cấu tạo Transistor

Ví dụ: Kiểm tra bóng ngược

Bước 1 : Chuẩn bị đo để đồng hồ ở thang x1Ω

Bước 2 và bước 3 : Đo thuận chiều BE và BC => kim lên

Bước 4 và bước 5 : Đo ngược chiều BE và BC => kim không lên Bước 6 : Đo giữa C và E kim không lên => Bóng tốt.

Hình 1.10 Phép đo kiểm tra Transistor còn

tốt

Hình 1.11 Phép đo cho biết bóng bị chập BE

Hình 1.12 Phép đo cho biết bóng bị đứt BE

BÀI 2 - CHỈNH LƯU DÙNG ĐIỐT MỘT PHA I-MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU

1-Mục đích

- Khảo sát mạch chỉnh lưu dùng điốt một pha

- Khảo sát mạch chỉnh lưu ba pha dùng điôt

2-Yêu cầu

- Đấu nối được mạch điện trên bàn thí nghiệm

- Đo được điện áp, dòng điện của tải

- Kiểm tra, sửa chữa được các sự cố thường xảy ra trong mạch

II.CÁC KIẾN THỨC LIÊN QUAN

- Nguyên lý làm việc của mạch chỉnh lưu điốt cầu 1 pha

- Nguyên lý làm việc của mạch chỉnh lưu hình tia 3 pha dùng điốt, chỉnh lưu hình cầu ba pha dùng điốt

III PHẦN THỰC HÀNH

1 Vẽ sơ đồ nguyên lý và khảo sát dạng sóng điện áp trên tải R, R-L trên phần mềm PSIM cho các mạch chỉnh lưu cầu 1 pha, 3 pha, cầu 3 pha

2 Thực hành trên bàn thí nghiệm:

- Đấu nối mạch chỉnh lưu cầu 1 pha dùng điốt

- Đấu nối mạch chỉnh lưu tia 3 pha dùng điốt

- Đấu nối mạch chỉnh lưu cầu 3 pha dùng điốt

- Dùng máy hiện sóng khảo sát dạng sóng điện áp trên tải là R, R+L

Sơ đồ mạch tải R,R+L

Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha

D 1

D 6

D 5

D 4

D 3

D 2

Sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha

D 12

D 11

D 10

D 13

Sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha

D 8

D 7

D 9

Chỉnh lưu không điều khiển dùng điốt

Sơ đồ nguồn một pha

A

B

C

0

a

c b

Sơ đồ nguồn ba pha

Hình 2.1 Sơ đồ nguồn cấp cho mạch chỉnh lưu Hình 2.1 Sơ đồ các mạch chỉnh lưu

BÀI 3 - CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN I-MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU

1-Mục đích

Khảo sát các mạch chỉnh lưu có điều khiển

2-Yêu cầu

- Đấu nối được mạch điện trên bàn thí nghiệm

- Đo được điện áp, dòng điện của tải

- Kiểm tra, sửa chữa được các sự cố thường xảy ra trong mạch

II.CÁC KIẾN THỨC LIÊN QUAN

Nguyên lý làm việc của mạch:

- Chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển

- Chỉnh lưu tia 3 pha có điều khiển

- Chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển

III PHẦN THỰC HÀNH

1 Vẽ sơ đồ nguyên lý và khảo sát dạng sóng điện áp trên tải R, R-L trên phần mềm PSIM cho các mạch chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển, 3 pha có điều khiển.

2 Thực hành trên bàn thí nghiệm:

Dùng máy hiện sóng khảo sát dạng sóng điện áp trên tải khi điều chỉnh VR2 cho các mạch sau:

a Khảo sát mạch chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển (Hình 3.1)

b Khảo sát mạch chỉnh lưu 3 pha có điều khiển (Hình 3.2)

Hình 3.1 Sơ đồ thực hành mạch chỉnh lưu một pha bán điều khiển

Hình 3.2 Sơ đồ thực hành mạch chỉnh lưu 3 pha có điều khiển

TCA785

V Q

1

8

2

12

3

4

6

5

7

16

Vref

15 13

9

14

10 11 QU

Q2

EN QZ

Q1 Cp Vctr Q2

C R

U4 R 1 100K

R 6 100K

R 7

100K

R 4 22K R 3 100K

D 8

R 5 1K

R 2 1K

C 9 C 10

D 7

D 2

D 3

D 4

D 1

D 9

D 10

D 6

VCC

T1

T2

D 5

TCA785

V Q

1

8

2

12

3

4

6

5

7

16

Vref

15 13

9

14

10 11 QU

Q2

EN QZ

Q1 Cp Vctr Q2

C R

U5 R 8 100K

R 13 100K

R 14

100K

R 11 22K R 10 100K

D18

R 12 1K

R 9 1K

C 11 C 12 D17

D12

D 3

D 4

D 11

D 13

D 14

D 6

VCC

T3

T4

D 15

V Q R 18 22K

D 27

TCA785

1

8

2

12

3

4

6

5

7

16

Vref

15 13

9

14

10 11

QU Q2

EN QZ

Q1 Cp Vctr Q2

C R

U6 R 15 100K

R 21 100K

R 22

100K

R 17 100K

D28

R `19 1K

R 16 1K

C 14 C 15

D 22

D 23

D 24

D 21

D 29

D 30

D 26

VCC

47nF 150pF 0.1uF

T5

T6

D 25

C 16

VR 3

R 20 2.2K

R 23 2.2K

C 13 0.1uF

VCC

VCC

VCC

MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHỈNH LƯU CẦU VÀ TIA 3

C B

A

T 8

T 9

T 7

0V

O

24V ~ 3 Pha

C A

T 6 T 3

T 4 T 1

T 2 T

5

BÀI 4 MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHỈNH LƯU

I-MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU

1-Mục đích

Khảo sát các mạch điều khiển chỉnh lưu

2-Yêu cầu

- Đấu nối được mạch điện trên bàn thí nghiệm

- Đo được điện áp ra tại các khâu của mạch điều khiển

- Kiểm tra, sửa chữa được các sự cố thường xảy ra trong mạch

II.CÁC KIẾN THỨC LIÊN QUAN

Nguyên lý làm việc của mạch:

- Mạch đồng bộ hóa

- Mạch phát xung răng cưa

- Mạch tạo xung vuông

- Mạch so sánh

III PHẦN THỰC HÀNH

1 Vẽ sơ đồ nguyên lý và khảo sát dạng sóng điện áp ở các đầu ra trên phần mềm PSIM.

2 Thực hành trên bàn thí nghiệm:

Dùng máy hiện sóng để khảo sát dạng sóng trên TP1 và TP5 khi có tín hiệu tại TP0

10K 1.2K 4.7K

R 5

10K

R 20

22K

R 10

100K

R 29

4.7K

C 10

0.1uF

R 9

4.7K

R 18

4.7K

TP0

TP1

TP5

Vcc

-Vcc

Vcc

-Vcc

1

2 4

3 11

7 5

6 11

4

-+

+

-A

B

U3A LM234

U4B LM234

MẠCH ĐỒNG BỘ HÓA

b Khảo sát mạch phát xung răng cưa

Dùng máy hiện sóng để khảo sát dạng sóng trên TP2 và TP6 khi có tín hiệu tại TP0

c Khảo sát mạch tạo xung vuông

TP1

TP5

Dùng máy hiện sóng để khảo sát dạng sóng trên TP9.

d Khảo sát mạch so sánh

Dùng máy hiện sóng để khảo sát dạng sóng trên TP4 và TP8 khi có tín hiệu tại TP2 và TP6

e Khảo sát mạch khuếch đại và truyền xung

R 20 22K

R 15 10K

R 14 10K

C 11

0.1uF

R 18 4.7K

D 10

TP9

-Vcc VCC

VEE

1 12

4 13

11

14

3 2

11

-+ +

-A C

R ors1 4.7K

R 12 10K

R 13 10K 4

Vcc

U4A LM234

U3D LM234

R 21

VEE

3

50K

VR 2

TP7

1

13 13

2

11

-+

+

-D

C

R 11

4.7K

4

VCC

U3C LM234

VCC VEE

R 25

10K

R 31

10K

R 6

10K

R 17

10K

VCC

LM234

9

10 11

4

CD4081

TP3

MẠCH SO SÁNH

TP2

TP4

TP8 TP6

Dùng máy hiện sóng để khảo sát dạng sóng trên TP4 và TP8 khi có tín hiệu tại TP2 và TP6

BÀI 5 ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU MỘT PHA VÀ BA PHA

I-MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU

1-Mục đích

Khảo sát mạch điều áp một pha và ba pha

2-Yêu cầu

- Đấu nối được mạch điện trên bàn thí nghiệm

- Khảo sát được dạng điện áp của tải

- Kiểm tra, sửa chữa được các sự cố thường xảy ra trong mạch

II.CÁC KIẾN THỨC LIÊN QUAN

Nguyên lý làm việc của mạch:

- Điều áp xoay chiều một pha

- Điều áp xoay chiều 3 pha

III PHẦN THỰC HÀNH

1 Vẽ sơ đồ nguyên lý và khảo sát dạng sóng điện áp của trên phần mềm PSIM.

2 Thực hành trên bàn thí nghiệm:

* *

TP4

D 5

VCC

R 7 4.7K

R 1 10K

Q 1 2N4014

R 2 10K

R G1 1K

D 3

D 4

D 8

* *

TP8

D 13

VCC

R 16 4.7K

R 3 10K

Q 2 2N4014

R 4 10K

R G2 1 K

D 11

D 12

D 15

KHUẾCH ĐẠI VÀ TRUYỀN XUNG

TP10

TP11

Dùng máy hiện sóng khảo sát dạng sóng điện áp trên tải khi điều chỉnh VR2 cho các mạch sau:

a Điều áp xoay chiều 1 pha (Hình 4.1)

b Điều áp xoay chiều 3 pha (Hình 4.2)

MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIÊU ÁP 1 PHA

A

T 4

T 1

Sơ đồ mạch động lực điều áp xoay chiều một pha

R 28 22K

D 37

TCA785

1

8

2

12

3 4 6 5

7

16

Vref

15 13

9

14

10 11 QU

Q2

EN QZ Vsync

Q1 Cp Vctr Q2

C R U7 R 25 100K

R 31

100K

R 32

100K

R 27 100K

D38

R `29 1K

R 26 1K

C 22 C 23

D 32

D 34

D 34

D 31

D 39

D 40

D 36

VCC

47nF 150pF 0.1uF

T5

T6

D 35

C 24

VR 5 100k

R 30

2.2K

R 33 2.2K

C 13

0.1uF

VCC

Vdb

Hình 4.1 Sơ đồ mạch điều áp xoay chiều 1 pha

V Q

1

8

2

12

3

4

6

5

7

16

Vref

15 13

9

14

10 11 QU

Q2 GND VCC

EN QZ Vsync Q1 Lp

Q1 Cp Vctr Q2

C R

R 6 100K

R 7

100K

D 8

R 5 1K

R 2 1K

C 9 C 10

D 7

D 2

D 3

D 4

D 1

D 9

D 10

D 6

VCC

47nF 150pF

T1

T2

D 5

TCA785

V Q

1

8

2

12 3

6

5

7

16

Vref

15 13

9

14

10 11 QU

Q2 GND VCC

EN QZ Vsync Q1 Lp

Q1 Cp Vctr Q2

C R

R 13 100K

R 14

100K

D18

R 12 1K

R 9 1K

C 11 C 12 D17

D12

D 3

D 4

D 11

D 13

D 14

D 6

VCC

47nF 150pF

T3

T4

D 15

V Q R 18 22K

D 27

TCA785

1

8

2

12

3 4 6 5 7

16

Vref

15 13

9

14

10 11

QU Q2 GND VCC

EN QZ Vsync Q1 Lp

Q1 Cp Vctr Q2

C R

R 21 100K

R 22

100K

R 17 100K

D28

R `19 1K

R 16 1K

C 14 C 15

D 22

D 23

D 24

D 21

D 29

D 30

D 26

VCC

47nF 150pF 0.1uF

T5

T6

D 25

C 16

VR 3

R 20 2.2K

R 23 2.2K

C 13

0.1uF

VCC

VCC

VCC

MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIÊU ÁP 3 PHA

C B A

T 6

T 3

T 4

T 1

T 2

T 5

c

Hình 4.2 Sơ đồ mạch điều áp xoay chiều 3 pha