TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Đề tài Tìm hiểu về Diode 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ CÔNG NGHIỆP =[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP ====o0o==== BÁO CÁO ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT Đề tài: Tìm hiểu diode 1.Diode cơng tắc 2 Thuộc tính lớp tiếp giáp P- N 3.Các loại diode phổ biến 4 Diode định mức điển hình 5 Mạch snubber cho diode 6 Mắc nối tiếp song song diode công suất 7 Các ứng dụng tiêu biểu diode Diode công tắc Trong số tất thiết bị chuyển mạch tĩnh sử dụng điện tử cơng suất (PE), diode có lẽ đơn giản Kí hiệu diode biểu diễn hình 1.1 Hình 1.1 Các đặc tính diode cho thấy phân cực thuận phân cực ngược xuất phát từ điểm điều kiện lý tưởng, hình 1.2 Hình 1.2 Các đặc tính thường trình bày hình 1.3 Hình 1.3 2.Thuộc tính lớp tiếp giáp P- N Từ trạng thái đường đặc tính phân cực thuận ngược, cho biết diode phân cực thuận, dòng điện tăng nhanh tăng điện áp Thông số DC diode Các thông số quan trọng là: Điện áp thuận, VF sụt áp diode từ A đến K mức xác định phân cực thuận Điện áp đánh thủng, VB sụt áp diode mức xác định vượt mức phân cực ngược Điện áp ngược, IR dòng điện điện áp cụ thể, thấp điện áp đánh thủng Thông số AC diode Các thông số thường sử dụng: Thời gian phục hồi phân cực thuận, tRF Thời gian phục hồi phân cực ngược, trr trr khoảng thời gian ứng dụng điện áp ngược dòng điện ngược giảm tới giá trị thực hình 2.1 Hình 2.1 tRR thấp diode chuyển đổi nhanh trr = ta + tb 3.Các loại diode phổ biến Tùy thuộc vào ứng dụng chúng, diode chia thành thành phần chính: 1.Diode tín hiệu nhỏ Diode chỉnh lưu silicon 3.Diode Zener 4.2 Dòng điện định mức Các diode công suất thường gắn tản nhiệt Nó tán nhiệt phát sinh hiệu dẫn liên tục Do đó, phân loại dịng điện đánh giá cân nhắc tăng nhiệt độ Dữ liệu diode thông thường rõ ba khác nhau: Dòng trung bình Dịng rms Dịng cực đại Mạch snubber cho diode Mạch snubber cần thiết cho diode sử dụng chuyển mạch Mạch snubber thông thường cho diode công suất gồm có tụ điện điện trở nối song song với diode Hình 3.1 biểu diễn sơ đồ sử dụng diode Zener để điều khiển điện áp nguồn cung cấp tuyến tính Hình 3.1 4.Diode photo 5.Diode phát sáng (LED) Diode định mức điển hình 4.1 Điện áp định mức Đối với diode công suất, bảng liệu cho hai phân loại điện áp: Điện áp nghịch đảo cực đại lặp lặp lại (VRRM) Điện áp nghịch đảo cực đại khơng lặp lại (VRM) Hình 4.1 Hình 5.1 Mặt khác, điện trở giúp tiêu tán lượng lưu trữ tụ điện tạo thành dòng IRR Dv/dt qua diode tính sau: Vs điện áp qua diode Biết dv/dt RS, chọn giá trị tụ CS RS tính từ dịng phục hồi ngược diode: 6.Mắc nối tiếp song song diode công suất 10 Ứng dụng đặc trưng, điện áp dòng điện định mức diode chọn không đủ đáp ứng định mức thiết kế, diode mắc nối tiếp song song Ngoài ra, khác thời gian phục hồi ngược, vài diode phục hồi từ tượng sớm tượng khác khiến chúng phải chịu điện áp ngược hồn tồn Hình 6.1 11 Để đảm bảo dòng chia sẻ, người thiết kế phải chọn diode với độ sụt điện áp thuận 7.Các ứng dụng tiêu biểu diode 7.1 Chỉnh lưu Hình 7.1 Có nhiều mạch chỉnh lưu khác nhau, mạch không yêu cầu điện áp đầu vào Hướng dịng điện qua tải ln ln giống Cấu trúc chỉnh lưu gọi chỉnh lưu cầu tồn phần 12 Hướng dịng điện qua tải luôn giống Cấu trúc chỉnh lưu gọi chỉnh lưu cầu toàn phần Điện áp đầu trung bình: Vdc = Vm điện áp đỉnh đầu vào Điện áp đầu chỉnh lưu rms: Vrms = Bộ chỉnh lưu hiệu gấp đôi so với pha 7.2 Kẹp điện áp Hình 7.2 13 Điện áp đầu ra: Vo = Vc + Vi = Vm(1 + sin(t)) 7.3 Nhân điện áp Kết nối diode theo cách xác định trước, tín hiệu AC nhân đơi, tăng gấp ba chí gấp bốn lần Hình 7.3 14 Bảng liệu tiêu chuẩn lựa chọn diode 15