CÁC DẠNG bài tập điện tử CÔNG SUẤT CHƯƠNG 1, 5, 6

CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG 1, 5, Bài tập 01: Cho mạch điện hình vẽ, biết điện áp ngõ vào Ui = 100V (bỏ qua sụt áp linh kiện bán dẫn), MOSFET điều khiển với xung điều chế PWM có độ rộng ton= 60mS, toff = 30mS, R = 5Ω a Tính thơng số lựa chọn MOSFET (IQ, UDS); b Tính thơng số lựa chọn diode ( ID0, UD0); c Vẽ dạng sóng điện áp UDS, U0, IQ, ID0 IL chu kỳ 22 Bài tập 02: Cho mạch điện hình vẽ, biết điện áp ngõ vào Ui = 100V (bỏ qua sụt áp linh kiện bán dẫn), MOSFET điều khiển với xung điều chế PWM có độ rộng ton= 60mS, toff = 30mS, R = 5Ω a Tính thơng số lựa chọn MOSFET (IQ, UDS); b Tính thơng số lựa chọn diode ( ID0, UD0); c Vẽ dạng sóng điện áp UDS, U0, IQ, ID0 IL chu kỳ 22 Hướng dẫn: - Các mạch mạch điều chỉnh điện áp chiều kiểu giảm áp tăng áp - Mục a; b; theo phụ lục bảng hướng dẫn xác định dạng sóng thơng số mạch biến đổi điện áp phần ứng dụng Texas Instruments cuối giáo trình ta có: Mạch giảm áp: - Điện áp ngõ ra: - Dòng điện ngõ qua MOSFET: - Điện áp ngược diode D0: - Điện áp MOSFET: - Dòng điện qua diode D0: Mạch tăng áp: Uo = Ui.D IQ = I0 = U0/R UD0 = Ui UDS = Ui ID0 = I0(1-D) - Điện áp ngõ ra: U0 = Ui 1  D  IQ = I0 1  D  - Dòng qua MOSFET: - Điện áp ngược diode D0: - Điện áp MOSFET: - Dòng điện ngõ qua diode D0: UD0 = U0 UDS = U0 ID0 = I0 = U0/R Trong D = ton/ton+toff = ton/T : Duty cycle - Ngồi ta có U0 = Ui.ton.f (f = 1/T), cho biết ton; toff; ton; f ta tính U0 - Cũng người ta cho trước dòng điện cơng suất tiêu thụ tải, cần xác định tần số đóng cắt f độ rộng xung điều chế ton tỷ số D Nếu tải trở mà RE hặc RLE (động DC) ta phải áp dụng cơng thức thích hợp để tính I0 - Mục c có phần cuối giáo trình (Voltage and Current Waveforms) Bài tập 03: Cho mạch điện hình vẽ, biết điện hiệu dụng nguồn xoay chiều hình Sin U2 = 220V, f = 50Hz (bỏ qua sụt áp linh kiện bán dẫn), MOSFET điều khiển với xung điều chế có độ rộng ton= 60mS, toff = 40mS, R= 10 Ω a Tính thơng số lựa chọn MOSFET (IQ, UDS); b Tính thơng số lựa chọn diode ( ID0, UD0); c Tính dòng điện trung bình qua diode chỉnh lưu D1-D4; d Tính điện áp ngược lớn diode D1 – D4 Bài tập 04: Cho mạch điện hình vẽ, biết điện áp dây hiệu dụng nguồn xoay chiều pha u = 660Sin314t [V], (bỏ qua sụt áp linh kiện bán dẫn), MOSFET điều khiển với xung điều chế có độ rộng ton= 50mS, toff = 30mS, RT = 5Ω a Tính thơng số lựa chọn MOSFET (IQ, UDS); b Tính thơng số lựa chọn diode (ID0, UD0); c Tính dòng điện trung bình qua diode chỉnh lưu D1-D6; d Tính điện áp ngược lớn diode D1 – D6 L IQ IT D1 D3 D5 PWM ID0 C U0 RT ~u Ui D4 D6 D2 D0 HƯỚNG DẪN: - Các mạch mạch kết hợp mạch chỉnh lưu cầu 1, pha (có thể mạch chỉnh lưu khác) mạch điều chỉnh điện áp chiều kiểu giảm áp (có thể mạch tăng áp) Điện áp ngõ mạch chỉnh lưu cầu Ud điện áp ngõ vào mạch DC – DC (Ui); - Mục c; d, Ud = Ui thông số mạch chỉnh lưu xác định theo bảng 3.3; - Mục a; b tính theo cơng thức phần hướng dẫn 01, 02 Bài tập 05: Cho mạch điện hình vẽ, biết xung điều khiển ngắt dẫn luân phiên cho S1, S2 xung chữ nhật có độ rộng 5mS a Muốn có điện áp tải UT = 110VAC tỷ số biến áp phải bao nhiêu? b Vẽ dạng sóng điện áp tải tính tần số điện áp xoay chiều? Hướng dẫn: - Trên mạch nghịch lưu áp kiểu đẩy kéo, nội dung có giáo trình Bài tập 06: Cho mạch điện hình vẽ dưới, biết điện áp ngõ vào UDC = 24V (bỏ qua sụt áp linh kiện bán dẫn), MOSFET điều khiển với xung điều chế PWM có độ rộng ton= 50mS, toff = 40mS, n2/ n1 = 12 a Nêu tên gọi sơ đồ, giải thích chức khối; b Giải thích nguyên tắc hoạt động mạch? c Tính điện áp ngõ U2 a-b; d Vẽ dạng sóng điện áp a-b; c khơng có tụ lọc C; e Nêu chức diode mắc song song với MOSFET? 3 S3 S1 D2 D1 - U BAX c LS n2 + n1 C b S4 It D5 a n2 D3 D4 S2 R Ut Hướng dẫn: - Sơ đồ mạch biến đổi (converter) kiểu đẩy kéo (push pull) kiểu cầu (full brige), bao gồm khối nghịch lưu, ăng áp, chỉnh lưu, công thức tính điện áp ngõ khơng có tụ dạng sóng điện áp tải phần cuối giáo trình Bài tập 07: Cho mạch nghịch lưu áp pha hình vẽ a Hãy vẽ sơ đồ nối dây tải từ bước đến IGBT điều khiển xung vuông với thời gian dẫn 1200 1800, xung lệch pha 600 b Hãy lập bảng trạng thái điện áp pha điện áp dây (bảng 1) tải tương ứng với xung điều khiển c Hãy vẽ dạng sóng điện áp pha UA0’; UB0’; UC0’ điện áp dây UAB; UBC; UCA tải tương ứng với xung kích d Hãy xác định tín hiệu điều khiển UdkS1, UdkS3, UdkS5 phương pháp SinPWM e Hãy xác định tín hiệu điều khiển UdkS4, UdkS6, UdkS2 phương pháp SinPWM S1 U D1 D2 S3 S5 D3 + A ZA - B C ZB S4 D1 S6 D2 ’ S2 0’ ZC D3’ Bảng Độ chia (bước) Điện áp 0– 60o 60o – 120o 120o – 180o 180o – 240o 240o – 300o 300o – 360o 360o – 420o UA0’ UB0’ UC0’ UAB UBC UCA Hướng dẫn: Trên nghịch lưu pha kiểu bước điều chế độ rộng xung sóng Sin (SPWM) nội dung coi giáo trình Bài tập 08 : Cho mạch điều chế SPWM hình vẽ (fURC =14fUđk) Hãy vẽ dạng xung điều chế ngõ sóng Sin đưa vào IN+, sóng tam giác đưa vào IN- so sánh dùng OP-AMP trường hợp OP-AMP sử dụng nguồn đơn +12V nguồn đôi ± 12V k (sin chuẩn) URC (tam giác) U  U0 +U  -U CÂU HỎI LÝ THUYẾT Hãy chuyển nội dung sau tiếng Việt giải thích ý nghĩa: Câu 01: A classification of power electronic devices: Uncontrolled device (Uncontrollable device) : Diode, DIAC Has only two terminals and can not be controlled by control signal The on and off states of the device are determined by the power circuit Half-controlled device (Half-controllable device) : SCR, TRIAC Is turned-on by a control signal and turned-off by the power circuit Fully-controlled device (Fully-controllable device): BJT, MOSFET, IGBT,GTO The on and off states of the device are controlled by control signals Câu 02: Features of power electronic devices BJT: + Low conduction losses; - Longer switching times, current-driven MOSFET: + Faster switching speed, easy to drive (voltage-driven); - Larger conduction losses Insulated - Gate Bipolar Transistor - IGBT (Combination of BJT and MOSFET): + Low conduction losses; + Faster switching speed, easy to drive (voltage-driven) ... Tính dòng điện trung bình qua diode chỉnh lưu D1-D4; d Tính điện áp ngược lớn diode D1 – D4 Bài tập 04: Cho mạch điện hình vẽ, biết điện áp dây hiệu dụng nguồn xoay chiều pha u = 66 0Sin314t [V],... nhiêu? b Vẽ dạng sóng điện áp tải tính tần số điện áp xoay chiều? Hướng dẫn: - Trên mạch nghịch lưu áp kiểu đẩy kéo, nội dung có giáo trình Bài tập 06: Cho mạch điện hình vẽ dưới, biết điện áp ngõ... dòng điện trung bình qua diode chỉnh lưu D1-D6; d Tính điện áp ngược lớn diode D1 – D6 L IQ IT D1 D3 D5 PWM ID0 C U0 RT ~u Ui D4 D6 D2 D0 HƯỚNG DẪN: - Các mạch mạch kết hợp mạch chỉnh lưu cầu 1,