điện tử công suất 1

Lời mở đầu (viết 1- 2 trang) Chương 1: Lựa chọn, xây dựng mạch động lực 1.1. Giới thiệu động cơ điện xoay chiều không đồng bộ ba pha roto dây quấn(tủ sấy- đề 5) 1.1.1. Động cơ điện xoay chiều không đồng bộ ba pha roto dây quấn. 1.1.1.1 Sơ đồ nối dây. 1.1.1.2 Phương trình đặc tính cơ (viết phương trình và giải thích thông số, vẽ dạng đặc tính cơ và giải thích) 1.1.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ a. Phương pháp điều chỉnh điện áp đặt vào mạch Stato (viết rõ nguyên lý và nêu ưu điểm nhược điểm của phương pháp) b. Phương pháp điều chỉnh điện trở mạch roto (viết rõ nguyên lý và nêu ưu điểm nhược điểm của phương pháp) c. Phương pháp điều chỉnh công suất trượt (viết rõ nguyên lý và nêu ưu điểm nhược điểm của phương pháp) d. Phương pháp điều chỉnh tần số

Đơn vị: Khoa Điện

GV: Phạm Thị Diễm Hương

4 Điện tử công suất – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2009

5 Điện tử công suất – Nguyễn Bính ĐH Bách khoa Hà Nội 2000

2 Kỹ thuật điện tử - ĐH Sao Đỏ năm 2011

1 Điện tử công suất – ĐH Sao Đỏ 2011

3 Giáo trình linh kiện điện tử – Nhà xuất bản giáo dục 2008

TÀI LIỆU THAM KHẢO

NỘI DUNG MÔN HỌC

1

1 CÁC PHẦN TỬ BÁN DẪN CÔNG SUẤT

1

2 THIẾT BỊ CHỈNH LƯU

3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MẠCH CHỈNH LƯU

5 BẢO VỆ CHO MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

4 CÁC BỘ PHẬN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

CÁC PHẦN TỬ BÁN DẪN

CÔNG SUẤT

CHƯƠNG I

1.1 Tiếp giáp P – N và Điốt bán dẫn.

1.1.1 Tiếp giáp P – N.

Bán dẫn loại N Mặt tiếp xúc P - N

- Miền - a< x < 0: nghèo đi về điện tích dương, giàu lên về điện tích âm, trong miền này xuất hiện

điện tích không gian âm.

- Miền 0< x < a: mất đi điện tích âm ,được điện tích dương, trong miền này xuất hiện điện tích

không gian dương.

1.1.2 Điốt bán dẫn.

a Sơ đồ và kí hiệu

b Nguyên tắc hoạt động

* Phân cực thuận cho điốt

- Nối P với dương nguồn

- Nối N với âm nguồn

-+ E

* Phân cực ngược cho điốt

- Nối P với âm nguồn

- Nối N với dương nguồn

E

d Các thông số chủ yếu của điôt công suất.

-Dòng điện thuận định mức I a : dòng cực đại cho phép đi

qua điôt trong một thời gian dài khi điôt mở.

-Điện áp ngược định mức U ngmax : điện áp ngược cực đại cho phép đặt vào điôt trong một thời gian dài khi điôt khoá.

-Điện áp rơi định mức ∆U a : điện áp rơi trên điôt khi điôt

mở và dòng điện qua điôt bằng dòng điện thuận định mức.

- Thời gian phục hồi tính khoá t k : Thời gian cần thiết để điôt chuyển từ trạng thái mở sang trạng thái khoá

e Cách kiểm tra điôt

Đ ặt đồng hồ ở thang x1Ω, đặt hai que

đo vào hai đầu điôt, nếu:

+ Đo chiều thuận: que đen vào Anôt, que

đỏ vào Katôt thì kim lên, đảo chiều đo kim không lên thỡ điot tốt

+ Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0 Ω thỡ điụt

bị chập

+ Nếu đo chiều thuận mà kim không lên thỡ điot bị đứt

Tèt

ChËp

§øt

1.2 Tranzitor công suất

a.Cấu trúc và ký hiệu Transistor

1.2 Transistor công suất

U CE0 - Điện áp góp - phát cực đại cho phép khi I B = 0 (Transitor khoá)

U CEbh - Điện áp góp – phát khi Transitor mở bão hoà

I Cmax - dòng điện góp cực đại cho phép

P T - Công suất tiêu tán cực đại cho phép

t on – Thời gian cần thiết để Transitor chuyển từ trạng thái khoá sang trạng thái mở bão hoà

t off – Thời gian cần thiết để Transitor chuyển từ trạng thái mở bão hoà sang trạng khoá

c Các thông số của transistor

* Transistor NPN đo từ B sang C và từ B sang E (que đen vào B) tương đương như đo hai điôt thuận chiều => kim lên, tất cả các

trường hợp khác kim không lên.

* Transistor PNP đo từ B sang C và từ B sang E (que đỏ vào B)

tương đương như đo hai điôt thuận chiều => kim lên, tất cả các trường hợp khác kim không lên.

* Trái với các điều kiện trên là Transistor bị hỏng.

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

d Kiểm tra transistor

1.3 Thyristor

a Cấu trúc và kí hiệu

* Điều kiện mở tiristor.

U AK > 0

U GK > 0 (I G > I Gst )

* Điều kiện khóa

-Làm giảm dòng điện làm việc xuống dưới giá trị

c Cỏc thụng số cơ bản

Thyristor(I T ): là dòng trung bình cho phép chạy qua Thyristor với điều kiện nhiệt độ của cấu trúc tinh thể bán dẫn không v ợt quá một giá trị cho phép

 Điện áp ng ợc cho phép lớn nhất(U ngmax ):

là điện áp ng ợc lớn nhất cho phép đặt lên Thyristor

 Thời gian phục hồi tính chất khoá của Thyristor(t r ): là thời gian tối thiểu phải

đặt điện áp ng ợc lên Thyristor sau khi dòng Anode- Kathod đã về bằng không

tr ớc khi lại có thể có điện áp d ơng mà Thyristor vẫn khoá

d Cách kiểm tra Thyristor.

1.4 Vấn đề phát nhiệt trên van

- Tổn hao khi thiết bị bán dẫn theo chiều thuận

- Tổn hao do dòng điện rò ở trạng thái khóa

- Tổn hao trong mạch điện do năng lượng của

xung trên cực điều khiển gây ra

Cấu tạo của điốt gồm những lớp bán dẫn:

Bán dẫn loại P Bán dẫn loại N

Cả hai loại trên

Cấu tạo của điốt gồm những lớp bán dẫn:

Bán dẫn loại P Bán dẫn loại N

Cả hai loại trên

§¸p ¸n : C

Hiện tượng gì xảy ra khi điôt được đặt điện áp ngoài UAK > 0:

Hàng rào điện thế không đổi Hàng rào điện thế tăng lên Hàng rào điện thế giảm đi

Cả ba ý trên

§¸p ¸n : C

Hiện tượng gì xảy ra khi điôt được đặt điện áp ngoài U AK < 0:

Hàng rào điện thế không đổi Hàng rào điện thế tăng lên Hàng rào điện thế giảm đi

Cả ba ý trên

§¸p ¸n : B

Chiều dòng điện qua điôt:

Chiều từ katôt đến anô

Chiều từ anôt đến katôt

Cả hai chiều trên

Chiều dòng điện qua điôt:

Chiều từ katôt đến anô

Chiều từ anôt đến katôt

Cả hai chiều trên

§¸p ¸n : B

Điều kiện để mở transistor thuận:

Điều kiện để mở transistor ngược:

§¸p ¸n : B

Điều kiện mở của Thyristor:

Đặt điện áp phân cực thuận (u AK >0)

Đặt điện áp phân cực thuận (u AK >0) và được cấp xung

điều khiển (u GK >0)

Được cấp xung điều khiển (u GK >0)

Đặt điện áp phân cực ngược và không được cấp xung điều khiển

§¸p ¸n : A

Điều kiện khoá của Thyristor:

Đặt điện áp ngược (u AK <0) hoặc giảm dòng qua thyristor nhỏ hơn dòng duy trì (I T < I h )

Đặt điện áp ngược và cắt xung điều khiển

Cắt xung điều khiển

Cắt xung điều khiển và giảm dòng qua thyristor nhỏ hơn dòng duy trì (I T < I h )

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

* Kiểm tra Transitor thuận tương tự kiểm tra hai điôt đấu chung cực Katot, điểm chung là cực B, nếu đo từ B sang C và từ B sang E (que đỏ vào B) thì tương đương như đo hai điôt thuận chiều => kim lên, tất cả các trường hợp khác kim không lên.

* Trái với các điều kiện trên là Transistor bị hỏng.

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

d Kiểm tra transistor

Transistor ngoài thực tế.

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 thứ nhất cho biết loại bóng : Chữ A và B là bóng thuận , chữ C và D là bóng ngược, chữ thứ hai cho biết đặc điểm : X và P là bóng âm tần, A và G là bóng cao tần Các chữ số ở sau chỉ thứ tự sản phẩm Thí

dụ : 3CP25 , 3AP20 vv

P N

-E tx

+ + +

+

-+ + +

quá trình này cứ thế tiếp diễn, hình

thành vòng hồi tiếp dương, ta dễ

dàng thấy thấy rằng dòng chảy qua

1.8 Vấn đề phát nhiệt trên van.

-Tổn hao khi thiết bị bán dẫn theo chiều thuận -Tổn hao do dòng điện rò

-Tổn hao trong mạch điện do năng lượng

1.4 IGBT

Là loại bóng bán dẫn kết hợp hai ưu điểm của Transistor Bipolar và MOSFET chịu được dòng lớn và điều khiển bằng áp.

G

C

E

Một số hình ảnh thực tế của Tiristor

Một số hình ảnh thực tế của transistor

Một số hình ảnh thực tế của transistor

Một số hình ảnh thực tế của điốt trong thực tế

c Đặc tính Voll – Ampe của transistor

Điểm bão hòa Điểm làm việc tĩnh

Điểm ngắt Vùng khuếch đại

Vùng bão hòa

Vùng ngưng dẫn

Phân cực ngược cho điốt làm cho bề rộng của miền

điện tích tiếp xúc của tiếp giáp P – N tăng lên Các

điện tử phía bán dẫn loại N không cho đi qua mặt tiếp xúc để đến vùng bán dẫn loại P và không cho lỗ trống trong vùng P di chuyển qua vùng N VÌ vậy không có dòng điện nào chạy qua tiếp giáp P – N, người gọi mặt ghép bị phân cực ngược.

1.2 Transistor công suất

E

-Cực nối với vùng bán dẫn chung gọi là cực gốc

(Base) mỏng và nồng độ tạp chất thấp.

-Cực phát (Emitter) nồng độ tạp chất cao.

-Cực thu (Collecter) nồng độ tạp chất nhỏ hơn vùng

E nhưng lớn hơn vùng B.