ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT - BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Tài liệu tham khảo • Điện tử công suất – Lê Văn Doanh • Giáo trình điện tử công suất – Nguyễn Văn Nhờ • Điện tử công suất – Nguyễn Bính dq v inh @dng.v nn.vn 09 03 58 6 58 6 CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU – CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1.1 Khái niệm chung Điện tử Công suất lớn Các linh kiện điện tử công suất được sử dụng trong các mạch động lực – công suất lớn Sự khác nhau giữa các linh kiện điện tử ứng dụng (điện tử điều khiển) và điện tử công suất • Công suất: nhỏ – lớn • Chức năng: điều khiển – đóng cắt dòng điện công suất lớn Điều khiển Động lực I B • Thời điểm • Công suất Các linh kiện điện tử công suất chỉ làm chức năng đóng cắt I C dòng điện – các van Transistor điều khiển: Khuyếch đại I C R U CE = U CE1 B i C U i B C B u CE U CE = U - RI C A A I B2 > I B1 I B1 > 0 E u BE E I B2 B U CE1 U I B = 0 U BE < 0 U CE Transistor công suất: đóng cắt dòng điện R i I Đặc tính Volt – Ampe của van công suất lý tưởng i i b c a điều khiển u d u Đối tượng nghiên cứu của điện tử công suất • Các bộ biến đổi công suất • Các bộ khóa điện tử công suất lớn Chỉnh lưu • BBĐ điện áp xoay chiều (BĐAX) • Biến tần Nghịch lưu BBĐ điện áp một chiều (BĐXA) 1. 2. Các linh kiện điện tử công suất 1.2.1 Chất bán dẫn - Lớp tiếp giáp P - N Chất bán dẫn: Ở nhiệt độ bình thường có độ dẫn điện nằm giữa chất dẫn điện và chất cách điện Loại P: phần tử mang điện là lỗ trống – mang điện tích dương Loại N: phần tử mang điện là các electron – mang điện tích âm P N P N Miền bão hòa - Cách điện J + + + + - - - - + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + + + + + - - - - - - - - - Phân cực ngược P N - + Miền bão hòa - Cách điện P N - + Miền bão hòa - Cách điện + + + + + + + + + - - - - - - - - - + + + - - - Phân cực thuận P N + - Miền bão hòa - Cách điện + - i + + + + + + + + + - - - - - - - - - [...]... uCE O 0.1IC ton 0.9IC tf ts iC 0.1IC IC toff Mạch trợ giúp đóng mở Các thông số chính Điện áp: • Giá trị cực đại điện áp colector – emitor UCE0M khi IB = 0 • Giá trị cực đại điện áp emitor – bazơ UEB0M khi IC =0 Dòng điện: Giá trị cực đại của các dòng điện IC, IB, IE (Điện tử công suất – Nguyễn Bính) Transistor thực tế - MJW3281A (NPN) – ON Semiconductor 1.2.4 Transistor trường MOSFET (Metal Oxid Semiconductor... Đóng t O iRC L V irr iL t O Uk irr Uk - + iRC i L = irr + i RC di uR = U k − L L dt Các thông số chính của diode IF [A] Điện áp: • Giá trị điện áp đánh thủng UBR • Giá trị cực đại điện áp ngược lập lại: URRM • Giá trị cực đại điện áp ngược không lập lại: URSM Dòng điện - nhiệt độ làm việc • Giá trị trung bình cực đại dòng điện thuận: IF(AV)M • Giá trị cực đại dòng điện thuận không lập lại: IFSM 100 Nhánh... ngược – đóng dI R điện trở ngược trong diode UBR: điện áp đánh thủng UF [V] UR [V] 400 1 1,5 UTO: điện áp rơi trên diode o T = 160 C j 20 30 o T = 30 C j 0 rF = URRM I URSM [mA] R dUF F dI điện trở thuận trong diode Đặc tính động của diode I • UK: Điện áp chuyển mạch • trr: Thời gian phục hồi khả năng đóng • irr: Dòng điện chuyển mạch – phục hồi L UK - t rr Qr = ∫ irr + Ðó ng S : điện tích chuyển mạch... để đóng Thyristor Đặt điện áp ngược lên A – K • T: Thuận • D: Khóa • R: Ngược Đặc tính Volt - Ampe i Thyristor lý tưởng Nhánh thuận – mở Ba trạng thái: đóng – mở – khóa Nhánh ngược – đóng Thyristor thực tế UBR: điện áp ngược đánh thủng UBO: điện áp tự mở của thyristor UTO: điện áp rơi trên Thyristor [A] 10 IT 10 Nhánh khóa – IL: Latching 10 3 U[BR] 10 2 10 -2 10 UR [V] -3 khóa -1 10 IN IH: Dòng duy... IG = 0 IG = 25 mA U[BR] 1 1 IG = 0 10 10 -2 Nhánh ngược – đóng 10 10 2 -3 IG = 25 mA 10 -1 U[TD] IR [A] UT UD [V] 10 3 Đặc tính điều khiển của thyristor: iG 40 iG IG UG[V] 2π 30 R uG U Ψ ωt (PGM )Ψ=π/12 20 (PGM)Ψ=π/6 UG=U-RIG iG 0 -4 0 C UGT O 0 t 1 IGT IG[A] 2 Đặc tính động Tổn thất công suất khi mở thyristor Mở thyristor Khóa thyristor A uD + P N G P N i C -K J1 J2 J3 C iC O t O t uD iC Đóng thyristor... = UCE1 b • Đặc tính ngoài IC = f(UCE) • Đặc tính điều khiển IC = f(IB) U R B Mở a UCE = U - RIC A IB1 > 0 A Đóng IB IB2 UCE1 IB2 > IB1 U Miền đóng bão hòa IB = 0 UBE < 0 UCE a) ICE IB = 0 UBR(CE0) ICE0 ICER ICES ICEU UBR(CER) UBR(CES) UBR(CEU) UCE0 O UCES UCER b) UCEU RB RB + -IB - UBE - c) ICEU + -IB + UCE UBE - • 0 … Hở mạch B – E (IB = 0) • R … Mạch B – E theo hình b) • S … Ngắn mạch B – E (RB →0)... U 0.1U tr tf td(off) td(on) ton toff MOSFET thực tế - 19MT050XF – International Rectifier 1.2.5 Transistor lưỡng cực cổng cách ly - IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor C C G G E E Đặc tính động R iC C RG on U G off UG uGE E uCE uGE 0.9UG UG UGE(th) 0.1UCM t uCE iC U 0.1ICM ICM 0.1ICM tr td(on) ICT 0.9ICM tf td(off) ton toff IGBT thực tế 1MB-3 0-0 60 – Fuji Electric 1.2.6 Thyristor Cấu tạo – Hoạt động... suất khi mở thyristor Mở thyristor Khóa thyristor A uD + P N G P N i C -K J1 J2 J3 C iC O t O t uD iC Đóng thyristor toff • Bảo vệ quá áp trong • Thời gian đóng thyristor – Góc an toàn Thyristor thực tế - 22RIA SERIES – International Rectifier . ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Tài liệu tham khảo • Điện tử công suất – Lê Văn Doanh • Giáo trình điện tử công suất – Nguyễn Văn Nhờ • Điện tử công suất – Nguyễn Bính dq v . KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1.1 Khái niệm chung Điện tử Công suất lớn Các linh kiện điện tử công suất được sử dụng trong các mạch động lực – công suất lớn Sự khác nhau giữa các linh kiện điện tử ứng. dụng (điện tử điều khiển) và điện tử công suất • Công suất: nhỏ – lớn • Chức năng: điều khiển – đóng cắt dòng điện công suất lớn Điều khiển Động lực I B • Thời điểm • Công suất Các linh kiện điện tử công