1 BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI BÀI GIẢNG MÔ ĐUN LẮP MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT NGÀNH/NGHỀ ĐIỆN DÂN DỤNG ( Áp dụng cho Trình độ Trung cấp) LƯU HÀNH NỘI BỘ NĂM 2019 2 LỜI GIỚI THIỆU Điệ[.]
BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI BÀI GIẢNG MÔ ĐUN: LẮP MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT NGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN DÂN DỤNG ( Áp dụng cho Trình độ Trung cấp) LƯU HÀNH NỘI BỘ NĂM 2019 LỜI GIỚI THIỆU Điện tử công suất ngày không bó hẹp lĩnh vực cơng nghiệp mà cịn có mặt hầu hết lĩnh vực kinh tế khác nhau, phấn đấu xây dựng kinh tế theo phương thức cơng nghiệp hóa Vì Bài giảng Lắp mạch điện tử công suất thiếu trình nghiên cứu học tập mơ đun Hiện có nhiều tài liệu điện tử công suất nhiên lại không phù hợp với học sinh, sinh viên học nghề Như với mục đích để học sinh, sinh viên học nghề dễ dàng tiếp cận viết giảng Bài giảng “ Lắp mạch điện tử công suất” gồm bài: Bài 1: Kiểm tra thay linh kiện điện tử công suất Bài 2: Lắp khảo sát chỉnh lưu – nghịch lưu Bài 3: Điều chỉnh điện áp xoay chiều Mỗi đề cập tới nội dung kiến thức bản, ví dụ minh hoạ tập điều khiển thực tế để học sinh, sinh viên hiểu rõ Dù cố gắng tránh khỏi sai sót Vì tơi mong nhận đóng góp ý kiến chân thành đồng nghiệp bạn đọc Xin chân thành cảm ơn Lào Cai, ngày … tháng … năm…… Tham gia biên soạn Chủ biên: Phạm Thị Huê MỤC LỤC Trang Bài 1: Kiểm tra thay linh kiện điện tử công suất Diode Transistor Thyristor SCR Diac Triac IGBT Mạch ứng dụng 4 10 12 14 15 16 Bài 2: Lắp khảo sát chỉnh lưu – nghịch lưu Bộ chỉnh lưu Bộ nghịch lưu 20 20 54 Bài 3: Điều chỉnh điện áp xoay chiều Điều chỉnh điện áp xoay chiều dùng SCR Điều chỉnh điện áp xoay chiều dùng triac 59 59 60 Bài 1: KIỂM TRA VÀ THAY THẾ CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Diode Diode phần tử cấu tạo lớp tiếp giáp bán dẫn p-n Diode có hai cực, anơt A cực nối với lớp bán dẫn kiểu p, catôt K cực nối với lớp bán dẫn kiểu n Dịng điện chạy qua điơt theo chiều từ A đến K điện áp UAK dương Khi U AK âm, dịng qua điơt gần khơng Cấu tạo ký hiệu Diode nh hình 1.1 1.1 Cấu tạo Tiếp giáp bán dẫn p-n phận cấu tạo Diode Ở nhiệt độ môi trường, điện tử tự lớp bán dẫn n khuếch tán sang lớp bán dẫn p bị trung hoà a) ion dương Do điện tích b) vùng tiếp giáp tự trung hồ lẫn Hình: 1.1 nên vùng trở nên nghèo điện tích, vùng có điện trở lớn Tuy a) Cấu tạo; b) Ký hiệu nhiên vùng nghèo điện tích mở rộng đến độ dày định bên vùng n điện tử di chuyển để lại ion dương, bên vùng p điện tử di chuyển đến nhập vào lớp điện tử hố trị ngồi cùng, tạo nên ion âm Các ion nằm cấu trúc tinh thể mạng tinh thể silic nên di chuyển Kết tạo thành tụ điện với điện tích âm phía lớp p điện tích dương phía lớp n Các điện tích tụ tạo nên điện trường E có hướng từ vùng n sang vùng p, ngăn cản khuếch tán tiếp tục điện tử từ vùng n sang vùng p Điện trường E tạo nên rào cản Uj với giá trị không đổi nhiệt độ định, khoảng 0,65V tiếp giáp p-n tinh thể silic nhiệt độ 250C (hình 1.2) Các điơt cơng suất chế tạo chịu giá trị điện áp ngược định Điều đạt nhờ lớp bán dẫn n- tiếp giáp với lớp p, có cấu tạo giống lớp n, điện tử tự Khi lớp tiếp giáp p - nđược đặt tác dụng điện áp bên ngoài, điện trường chiều với điện trường E vùng nghèo điện tích mở rộng sang vùng n- điện trở tương đương Uj điơt lớn dịng điện khơng thể chạy qua Tồn Hình: 1.2 Sự tạo thành điện rào cản điện áp rơi vùng tiếp giáp p-n nghèo điện tích Ta nói điơt bị phân cực ngược n- na) b) Hình: 1.3 Sự phân cực điôt công suất: a) Phân cực ngược; b) Phân cực thuận 1.2 Đặc tính vơn-ampe diode: Một số tính chất diode q trình làm việc giải thích thơng qua việc xem xét đặc tính vơn-ampe diode hình 1.4a Đặc tính gồm hai phần, đặc tính thuận nằm góc phần tư I tương ứng với UAK > 0, đặc tính ngược nằm góc phần tư III tương ứng với U AK < Trên đường đặc tính thuận, điện áp anôt-catôt tăng dần từ đến vượt qua ngưỡng điện áp UD0 cỡ 0,6 – 0,7 V, dịng chảy qua diode Dßng điện ID thay đổi lớn điện áp rơi ®iơt U AK thay đổi Như đặc tính thuận diode đặc trưng tính chất có điện trở tương đương nhỏ Trên đường đặc tính ngược, điện áp UAK tăng dần từ đến giá trị Ung.max, gọi điện áp ngược lớn dịng điện qua điơt có giá trị nhỏ, gọi dịng rị, nghĩa điơt cản trở dòng điện theo chiều ngược Cho đến U AK đạt đến giá trị Ung.max xảy tượng dịng qua điơt tăng đột ngột, tính chất cản trở dòng điện ngược diode bị phá vỡ Q trình khơng có tính đảo ngược, nghĩa lại giảm điện áp anơt-catơt dịng điện khơng giảm Ta nói điơt bị đánh thủng Trong thực tế, để đơn giản cho việc tính tốn, người ta thường dïng đặc tính dẫn dịng, tuyến tính hố điơt biểu diễn hình 1.4b Đặc tính biểu diễn qua cơng thức: u D U D.0 r D I D Trong đó: r D U điện trở tương đương điơt dẫn dịng I D Đặc tính vơn-ampe diode thực tế khác nhau, phụ thược vào dòng điện cho phép chạy qua diode điện áp ngược lớn mà điơt chịu Tuy nhiên để phân tích sơ đồ biến đổi đặc tính lý tưởng cho hình 1.4c sử dụng nhiều Theo đặc tính lý tưởng, điơt cho dịng điện chạy qua với sụt áp Nghĩa là, theo đặc tính lý tưởng, diode có điện trở tương đương dẫn khoá iD iD U ng max U D U D.0 U D Hình 1.4 Đặc tính vơn-ampe diode: a) Đặc tính thực tế; b) Đặc tính tuyến tính; c) Đặc tính lý tưởng cảm Transistor - BJT (Bipolar Junction Tranzitor) 2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc BJT Tranzito phần tử bán dẫn có cấu trúc bán dẫn gồm lớp bán dẫn p-n-p (bóng thuận) n-p-n n- (bóng ngược), tạo nên hai tiếp giáp p-n Cấu trúc thường gọi Bipolar a) Junction Tranzitor (BJT) b) dịng điện chạy cấu trúc bao gồm hai loại điện tích âm dương Hình 1.5 a) Cấu trúc bán dẫn; b) Ký hiệu Tranzito có ba cực: Bazơ (B), colectơ (C) emitơ (E) BJT công suất thường loại bóng ngược Cấu trúc tiêu biểu ký hiệu sơ đồ BJT công suất biểu diễn hình 1.11, lớp bán dẫn n xác định điện áp đánh thủng tiếp giáp B-C C-E Trong chế độ tuyến tÝnh hay gọi chế độ khuếch đại, tranzito phần tử khuếch đại dòng điện với dòng colectơ IC lần dòng bazơ (dòng điều khiển), gọi hệ số khuếch đại dòng điện IC = .IB Tuy nhiên, điện tử công suất, tranzito sử dụng phần tử khố Khi mở dịng điều khiển phải thoả mãn điều kiện: IB IC hay I B k bh IC Trong đó: kbh = 1,2 1,5 gọi hệ số bão hồ Khi tranzito chế độ bão hoà với điện áp colectơ emitơ nhỏ, cỡ – 1,5 V, gọi điện áp bão hồ, UCE.bh Khi khố, dịng điều khiển IB khơng, lúc dịng colectơ gần không, điện áp UCE lớn đến giá trị điện áp nguồn cung cấp cho mạch tải nối tiếp với tranzito Tổn hao công suất tranzito tích dịng điện colectơ với điện áp rơi colectơ-emitơ, có giá trị nhỏ chế độ khố Trong cấu trúc bán dẫn BJT chế độ khoá, hai tiếp giáp B-E BC bị phân cực ngược Điện áp đặt colectơ-emitơ rơi chủ yếu vùng trở kháng cao tiếp giáp p-n- Độ dày mật độ điện tích lớp n- xác định khả chịu điện áp cấu trúc BJT Tranzito chế độ tuyến tính tiếp giáp B-E phân cực thuận tiếp giáp B-C phân cực ngược Trong chế độ tuyến tính, số điện tích dương đưa vào cực Bazơ kích thích điện tử từ tiếp giáp B-C thâm nhập vào vùng bazơ, chúng trung hoà hết, kết tốc độ trung hồ định dịng colectơ tỷ lệ với dòng bazơ, IC = .IB Tranzito chế độ bão hoà hai tiếp giáp B-E B-C phân cực thuận Các điện tử thâm nhập vào đầy vùng bazơ, vùng p, từ hai tiếp giáp B-E B-C, điện tích dương đưa vào cực bazơ có số lượng dư thừa điện tích khơng bị trung hồ hết, kết vùng bazơ có điện trở nhỏ, dịng điện chạy qua Cũng tốc độ trung hồ điện tích khơng kịp nên tranzito khơng cịn khả khống chế dịng điện giá trị dịng điện hồn tồn mạch ngồi định Đó chế độ mở bão hồ 2.2 Đặc tính đóng cắt transistor u B (t ) U B1 + Un C BC u B (t ) RB U B1 B i B (t ) U B2 C BE a) Rt i C (t ) C E U B2 0,7V u BE (t ) U B2 i B1 ( t ) i B (t ) i B2 (t ) u CE ( t ) + Un I C bh i C (t ) b) Hình 1.6 Q trình đóng cắt BJT: a) Sơ đồ ; b) Dạng dịng điện, điện áp Chế độ đóng cắt tranzito phụ thuộc chủ yếu vào tụ ký sinh tiếp giáp B-E B-C, CBE CBC Ta phân tích q trình đóng cắt tranzito qua sơ đồ khố hình 1.12a, tranzito đóng cắt tải trở R t điện áp +U n điều khiển tín hiệu điện áp từ -U B2 đến +UB1 ngược lại Dạng sóng dịng điện, điện áp cho hình 1.12b a Q trình mở Theo đồ thị hình 1.12, khoảng thời gian (1) BJT chế độ khoá với điện áp ngược –UB2 đặt lên tiếp giáp B-E Quá trình mở BJT tín hiệu điều khiển nhảy từ -UB2 lên mức UB1 Trong khoảng (2), tụ đầu vào, giá trị tương đương Cin = CBE + CBC, nạp điện từ điện áp -UB2 đến UB1 Khi UBE cịn nhỏ khơng , chưa có tượng xảy IC UCE Tụ Cin nạp đến giá trị ngưỡng mở U* tiếp giáp B-E, cỡ 0,6 – 0,7V, điện áp rơi điơt theo chiều thuận, q trình nạp kết thúc Dòng điện điện áp BJT bắt đầu thay đổi UBE vượt giá trị không đầu giai đoạn (3) Khoảng thời gian (2) gọi thời gian trễ mở, td(on) BJT Trong khoảng (3), điện tử xuất phát từ emitơ thâm nhập vào vùng bazơ, vượt qua tiếp giáp B-C làm xuất dịng colêctơ Các điện tử khỏi colêctơ làm tăng thêm điện tử đến từ emitơ Q trình tăng dịng IC, IE tiếp tục xảy bazơ tích luỹ đủ lượng điện tích dư thừa ∆QB mà tốc độ tự trung hồ chúng đảm bảo dịng bazơ không đổi: I B1 U B1 - U * RB Tại điểm cộng fòng điện bazơ sơ đồ hình 1.12a, ta có: I B1 i C BE i C BC i B Trong đó: iC.BE dịng nạp tụ CBE, iC.BC dòng nạp tụ CBC, iB dòng đầu vào tranzito, iC = β.iB Dòng colectơ tăng dần thưo quy luật hàm mũ, đến giá trị cuối IC(∞) = β.IB1 Tuy nhiên đến cuối giai đoạn (3) dịng IC đạt đến giá trị bão hồ, IC.bh, BJT khỏi chế độ tuyến tính điều kiện iC = β.iB khơng cịn tác dụng Trong chế độ bão hoà hai tiếp giáp B-E B-C phân cực thuận V× làm việc với tải trở colectơ nên điện áp colectơ – emitơ UCE giảm theo tốc độ với tăng dòng IC Khoảng thời gian (3) phụ thuộc vào độ lớn dòng IB1, dòng lớn thời gian ngắn Trong khoảng (4), điện áp UCE tiếp tục giảm đến giá trị điện áp bão hoà cuối cùng, xác định biểu thức: UCE.bh = Un – IC.bh.Rt Thời gian (4) phụ thuộc trình suy giảm điện trở vùng n- phụ thuộc cấu tạo BJT Trong giai đoạn (5), BJT hoàn toàn làm việc chế độ bão hồ b Q trình khố BJT Trong thời gian BJT chế độ bão hào, điện tích tích tụ không lớp bazơ mà lớp colectơ Tuy nhiên biến đổi bên khơng ảnh hưởng đến chế độ làm việc khố Khi điện áp điều khiển thay đổi từ UB1 xuống –UB2 đầu giai đoạn (6), điện tích tích luỹ lớp bán dẫn thay đổi Dịng IB có giá trị: I B2 U B2 U * RB Lúc đầu điện tích di chuyển ngồi dịng khơng đổi IB2 Giai đoạn di chuyển kết thúc cuối giai đoạn (6) mật độ điện tích tiếp giáp bazơ – colectơ giảm không tiếp giáp bắt đầu bị phân cực ngược Khoảng thời gian (6) gọi thời gian trễ khố, td(off) Trong khoảng (7), dịng colectơ IC bắt đầu giảm không, điện pá UCE tăng dần tới giá trị +Un Trong khoảng BJT làm việc chế độ tuyến tính, dịng IC tỷ lệ với dòng bazơ Tụ CBC bắt đầu nạp tới giá trị điện áp ngược, –U n Lưu ý giai đoạn này, điểm cộng dịng điện bazơ sơ đồ hình 1.6a, ta có: IB2 = iC.BC - iB iC.BC dòng nạp tụ CBC; iB đòng đầu vào tranzito Từ thấy quy luật iC = β.iB thực Tiếp giáp B-E phân cực thuận, tiếp giáp B-C bị phân cực ngược Đến cuối khoảng (7) tranzito khố lại hồn toàn Trong khoảng (8), tụ bazơ – emitơ tiếp tục nạp tới điện áp ngược –UB2 Tranzito chế độ khố hồn tồn khoảng (9) Thysistor SCR, Diac, Triac 3.1 Thiristo phần tử bán dẫn cấu tạo từ bốn lớp bán dẫn p-n-p-n, tạo ba tiếp giáp p-n: J1, J2, J3 Tiristo có ba cực: anơt A, catôt K, cực điều khiển G biểu diễn hình 1.10 10 Q1 Q2 n+ J3 J2 J1 Hình 1.10 Tiristo: a) Cấu trúc bán dẫn; b) Ký hiệu Đặc tính vơn-ampe tiristo: Đặc tính vơn-ampe tiristo gồm hai phần (hình 1.11) Phần thứ nằm góc phần tư thứ I đặc tính thuận tương ứng với trường hợp điện áp UAK > 0; phần thứ hai nằm góc phần tư thứ III, gọi đặc tính ngược, tương ứng với trường hợp U AK < Trường hợp dòng điện vào cực điều khiển không (IG = 0) Khi dòng vào cực điều khiển tiristo hay hở mạch cực điều khiển tiristo cản trở dòng điện ứng với hai trường hợp phân cực điện áp anôt-catôt Khi điện áp U AK < 0, theo cấu tạo bán dẫn tiristo, hai tiếp giáp J1, J3 phân cực ngược, lớp J2 phân cực thuận, tiristo giống hai điôt mắc nối tiếp bị phân cực ngược Qua tiristo có dịng điện nhỏ chạy qua, gọi dịng rò Khi UAK tăng đạt đến giá trị điện áp lớn Ung.max xảy tượng tiristo bị đánh thủng, dịng điện tăng lên lớn Giống đoạn đặc tính ngược điơt, q trình bị đánh thủng q trình khơng thể đảo ngược, nghĩa có giảm điện áp UAK xuống mức Ung.max dịng điện khơng giảm mức dòng rò Tiristo bị hỏng Khi tăng điện áp anôt-catôt theo chiều thuận, UAK > 0, lúc đầu có dịng điện nhỏ chạy qua, gọi dòng rò Điện trở tương đương mạch anơt-catơt có giá trị lớn Khi tiếp giáp J1, J3 phân cực thuận, J2 phân cực ngược Cho đến UAK tăng đạt đến giá trị điện áp thuận lớn nhất, Uth.max, xảy tượng điện trở tương đương mạch anôt-catôt đột ngột giảm, dòng điện chạy qua tiristo bị giới hạn điện trở mạch ngồi Nếu dịng qua tiristo lớn mức dòng tối thiểu, gọi dịng trì Idt, tiristo dẫn dịng đặc tính thuận, giống đường đặc tính thuận điơt Đoạn đặc tính thuận đặc trưng tính dẫn dịng có giá trị lớn điện áp rơi anôt-catôt nhỏ khơng phụ thuộc vào giá trị dịng điện 11 iV I G I G I G1 U ng max i dt U v thU th max Hình 1.11 Đặc tính vơn-ampe tiristo Trường hợp có dịng vào cực điều khiển (IG > 0) Nếu có dòng điều khiển đưa vào cực điều khiển catơt, q trình chuyển điểm làm việc đường đặc tính thuận xảy sớm hơn, trước điện áp thuận đạt đến giá trị lớn nhất, Uth.max Được mơ tả hình 1.6 đường nét đứt, ứng với giá trị dòng điều khiển khác nhau, IG1, IG2, IG3,… Nói chung, dịng điều khiển lớn điểm chuyển đặc tính làm việc xảy với UAK nhỏ Quá trình xảy đường đặc tính ngược khơng có khác so với trường hợp dòng điều khiển Diac 4.1 Khái niệm, công dụng: - Khái niệm: diode bán dẫn có q trình chuyển sang dẫn dịng điện áp rơi đạt mức đánh thủng VBO Thuật ngữ DIAC viết tắt Diode for alternating current ( diode cho dịng điện xoay chiều) - Cơng dụng: Diac sử dụng diode zener mạch điện xoay chiều, thường dùng để kích cực Gate cho Triac điện áp xác định 4.2 Cấu tạo, ký hiệu nguyên lý làm việc: - Cấu tạo 12 Hình 3.24 Sơ đồ cấu tạo diac Diac cấu tạo gồm ba lớp bán dẫn khác loại ghép nối tiếp với Transistor lưỡng cực có hai chân nên xem Transistor lưỡng cực khơng có cực Hai cực hai đầu gọi T1 T2 tính chất đối xứng Diac nên không cần phân biệt T1 T2 Thực tế sử dụng Diac, ta nhớ quan tâm thơng số: Dịng tải áp giới hạn Thực tế áp giới hạn Diac khoảng 20V-40V( cụ thể ta tra cứu sổ tay linh kiện để biết xác) - Ký hiệu : Hình 3.25: Ký hiệu diac Các mã đặc trưng Diac cần biết: D , N ; ST ; 1N ; Phía sau dấu chấm mã số quy chuẩn sản xuất để ta tra cứu sổ tay linh kiện: - Nguyên lý làm việc: Hình 3.26 Phân cực cho Diac Xét mạch nguồn V CC chỉnh từ thấp lên cao VCC có trị số thấp dịng điện qua Diac dịng điện rỉ có trị số nhỏ Khi tăng điện VCC lên giá trị đủ lớn điện Diac bị giảm xuống dòng điện tăng lên nhanh Điện đươc gọi điện ngập (Breakover) dòng điện qua Diac dòng điện ngưỡng 13 Điện Diac có giá trị khoảng 20V đến 40V Dịng điện có giá trị từ vài chục đến vài trăm mA 4.3 Các tham số đặc trưng Điện áp đánh thủng VBO: 20~200 V Điện áp đánh thủng động ΔV= VBO-Vfoward: ±5~10 V (Vfoward: điện áp diac dẫn, đo 10mA) Điện trở trạng thái kháng cao: vài MΩ Điện trở trạng thái kháng thấp: vài Ω Dịng đỉnh cơng suất tiêu hao tối đa Với ứng dụng cần tốc độ cao cần xét tới thời gian tăng dòng dẫn (khoảng vài trăm ns vài us) 4.4 Cách đo kiểm tra DIAC: Ta dùng thang đo Rx10 đo vào hai đầu MT1và MT2 nếu: - Khoảng lớn vài trăm ơm tốt - Zero Ơm - bị nối tắt - Khơng lên Ơm - bị đứt Triac Triac phần tử bán dẫn có cấu trúc bán dẫn gồm năm lớp, tạo nên cấu trúc p-n-p-n thể hình 1.8a Triac có ký sơ đồ hình 1.8b, dẫn dịng theo hai chiều T1 T2 Về nguyên tắc, triac hồn tồn coi tương đương với hai tiristo đấu song song ngược hình 1.13c T2 n G p n T2 n p G n T1 T1 b) a) c) Hình 1.13 Triac: a) Cấu trúc bán dẫn; b) Ký hiệu; c) Sơ đồ tương đương với hia tiristo song song ngược Đặc tính vơn-ampe triac bao gồm hai đoạn đặc tính góc phần tư thứ I thứ III, đoạn giống đặc tính thuận tiristo biểu diễn hình 1.14a 14 Triac đặc biệt hữu ích ứng dụng điều chỉnh điện áp xoay chiều công tắc tơ tĩnh dải công suất vừa nhỏ i A Iv T2 I G3 I G I G1 R I dt G u T1 u v th u th max b) a) Hình 1.14 a) Đặc tính vơn-ampe; b) Điều khiển triac dịng điều khiển âm IGBT Cấu tạo, nguyên lý hoạt động IGBT phần tử kết hợp khả đóng cắt nhanh MOSFET khả chịu tải lớn tranzito thường Về mặt điều khiển, IGBT gần giống hoàn toàn MOSFET, nghĩa điều khiển điện áp, cơng suất điều khiển u cầu cực nhỏ Hình 1.15 giới thiệu cấu trúc bán dẫn IGBT Về cấu trúc bán dẫn, IGBT giống với MOSFET, điểm khác có thêm lớp p nối với colectơ tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p emitơ (tương tự cực gốc) với colectơ (tương tự cực máng), n-n MOSFET (hình 1.29b) Có thể coi IGBT tương đương với tranzito p-n-p với dòng bazơ điều khiển MOSFET (hình 1.15b c) Dưới tác dụng điện áp điều khiển UGE > 0, kênh dẫn với hạt mang điện điện tử hình thành, giồn cấu trúc MOSFET Các điện tử di chuyển phía colectơ vượt qua lớp tiếp giáp n—p cấu trúc bazơ colectơ tranzito thường, tạo nên dòng colectơ 15 n p n n p n n p n n p n n+ p n+ p i1 i2 Hình 1.15 IGBT: a) Cấu trúc bán dẫn; b) Cấu trúc tương đương với tranzito n-p-n MOSFET; c) Sơ đồ tương đương; d) Ký hiệu Bài tập thực hành Lắp khảo sát mạch điện dùng SCR điều khiển động * Mạch điện L D 220V R1 SCR VR R3 C R4 * Nguyên lý làm việc: Giả sử nửa chu kỳ đầu điện áp xoay chiều dương a âm b có dịng điện nạp cho tụ C1 (theo mạch từ a → M→ D→ R1→ VR → c → b) Sau thời gian nạp = c1(R1 + Vr) tụ nạp đầy, lúc xuất xung điện áp đặt vào cực G thyristor đủ để hình thành dịng điều khiển kích cho thyristor mở Khi có dịng điện IG SCR mở cho dịng AK cấp cho động làm việc (theo mạch từ a →M→ ASCR → K SCR → b) Từ biểu thức = c1(R1 + Vr) cho thấy thay đổi vị trí VR làm thay đổi thời gian nạp tụ tức thay đổi thời điểm có xung kích cho SCR mở dẫn đến thay đổi điện áp cấp cho động M thay đổi tốc độ cấp cho động 16 Mạch điện 75W/220V TP1 TP3 C1 224 D2 TP4 Diac R2 100 R1 1k SCR2 2P4M VR1 250k Diac TP5 220VAC C2 224 R3 100 D1 TP2 Thực hành lắp khảo sát mạch điện dùng Triac Mạch điện a Lần lượt bật SW vị trí 1, 2, quan sát led giải thích kết b Đặt SW vị trí quan sát tải, xong bật vị trí Nhận xét giải thích c Đổi cực nguồn Vi, lập lại câu a b, giải thích kết 17 SCR1 2P4M Mạch điện L P R 220V VR Triac C Diac N * Nguyên lý làm việc + Giả sử nửa chu kỳ đầu A dương B diode phân cực thuận kích cho triac dẫn xuất dòng điện cấp cho quạt (theo mạch từ A→T1→T2 → quạt →B) Đồng thời tụ C nạp ( theo mạch A → R1 R2 → R3 → C→ quạt → B) + nửa chu kỳ sau B dương A diode phân cực nghịch nên khơng có dịng điện tới cực G lúc nhờ tụ C phóng điện cấp cho cực G (theo mạch từ C→ Diode → G → T2 → C) Khi cực G có điện kích cho triac mở cấp điện cho quạt ( theo mạch từ B → quạt → Triac → A) + Quạt quay nhanh hay chậm tuỳ theo người sử dụng vặn triết áp R1 để làm thay đổi thời gian nạp cho tụ C lúc thay đổi góc kích mở Triac Bài tập 18 Bình thường đèn 6V cháy sáng nhờ nguồn điện qua mạch chỉnh lưu Lúc SCR ngưng dẫn bị phân cực nghịch, accu nạp qua D1, R1 Khi điện, nguồn điện accu làm thông SCR thắp sáng đèn Khi accu nạp chưa đầy, SCR1 dẫn, SCR2 ngưng - Khi accu nạp đầy, điện cực dương lên cao, kích SCR2 làm SCR2 dẫn, chia bớt dòng nạp bảo vệ accu VR dùng để chỉnh mức bảo vệ (giảm nhỏ dòng nạp) 19 Bài 2: BỘ CHỈNH LƯU – NGHỊCH LƯU Bộ chỉnh lưu 1.1 Chỉnh lưu pha không điều khiển 1.1.1 Chỉnh lưu pha nửa chu kỳ Mạch van có van điơt D (hình 2.3) Ở nửa chu kỳ đầu (0) điện áp đặt vào mạch van u2 > với cực tính dương điơt D dẫn Vì với UD = nên có ud u2 Ở nửa chu kỳ sau ( 2) điện áp u2 đảo dấu (cực tính ngoặc sơ đồ)nên điơt D khố, ud = u2 D i2 2 id u1 ud u2 ud Rd a) b) Hình 2.3a u d U Sin 2.U Sin : R i Trong khoảng 2 , : i=0, ud=0 giá trị điện áp lớn U max U Ud 2.U Sin d 2 0 U 0,45U U U tb = U max sin t.dt max 2 Dịng điện trung bình qua tải: Id U2 2.U r R - Khi tải R+L Cuộn cảm sinh sđđ tự cảm : e L L di dt Theo đinh luât Ôm : 20 (0.1) ... viết giảng Bài giảng “ Lắp mạch điện tử công suất? ?? gồm bài: Bài 1: Kiểm tra thay linh kiện điện tử công suất Bài 2: Lắp khảo sát chỉnh lưu – nghịch lưu Bài 3: Điều chỉnh điện áp xoay chiều Mỗi... n, điện tử tự Khi lớp tiếp giáp p - nđược đặt tác dụng điện áp bên ngoài, điện trường chiều với điện trường E vùng nghèo điện tích mở rộng sang vùng n- điện trở tương đương Uj điơt lớn dịng điện. .. điện với điện tích âm phía lớp p điện tích dương phía lớp n Các điện tích tụ tạo nên điện trường E có hướng từ vùng n sang vùng p, ngăn cản khuếch tán tiếp tục điện tử từ vùng n sang vùng p Điện