Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Điện tử công suất: Chương 1 Mở đầu – các linh kiện điện tử công suất cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung; Các linh kiện điện tử công suất; Transistor lưỡng cực (BT); Transistor thực tế - MJW3281A (NPN) – ON Semiconductor; Transistor lưỡng cực cổng cách ly - IGBT;...Mời các bạn cùng tham khảo!
ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT Tài liệu tham khảo • Điện tử cơng suất – Lê Văn Doanh • Giáo trình điện tử cơng suất – Nguyễn Văn Nhờ • Điện tử cơng suất – Nguyễn Bính dqvinh@dng.vnn.vn 0903 586 586 CHƯƠNG MỞ ĐẦU – CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT 1.1 Khái niệm chung Điện tử Cơng suất lớn Các linh kiện điện tử công suất sử dụng mạch động lực – công suất lớn Sự khác linh kiện điện tử ứng dụng (điện tử điều khiển) điện tử công suất • Công suất: nhỏ – lớn • Chức năng: điều khiển – đóng cắt dịng điện cơng suất lớn Điều khiển Động lực IC IB • Thời điểm • Cơng suất Các linh kiện điện tử công suất làm chức đóng cắt dịng điện – van Transistor điều khiển: Khuyếch đại IC R UCE = UCE1 iC C iB B a UCE = U - RIC IB1 > A E IB2 > IB1 A uCE B uBE b U U R IB = iE IB IB2 Transistor cơng suất: đóng cắt dịng điện UCE1 U UBE < UCE Đặc tính Volt – Ampe van công suất lý tưởng i b i c điều khiển a u d u Đối tượng nghiên cứu điện tử cơng suất • Các biến đổi cơng suất • Các khóa điện tử cơng suất lớn Chỉnh lưu • BBĐ điện áp xoay chiều (BĐAX) • Biến tần BBĐ điện áp chiều (BĐXA) Nghịch lưu 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 chất dẫn điện chất cách điện Loại P: phần tử mang điện lỗ trống – mang điện tích dương Loại N: phần tử mang điện electron – mang điện tích âm J + + + + P P + + + + - - - - + + + + - - - - + + + - - - + + + - - - + + + - - - Miền bão hòa - Cách điện N N Phân cực ngược N P - + + + - - - + + + - - - + + + - - - + Miền bão hòa - Cách điện N P - + - + - + Miền bão hòa - Cách điện + Phân cực thuận N P + + + + - - - + + + - - - + + + - - - - Miền bão hòa - Cách điện - + i 1.2.2 Diode Cấu tạo, hoạt động uF iF Anode A Katode P N K Hướng thuận A Hướng ngược R: reverse – ngược F: forward – thuận K iR uR Trạng thái: • Mở • Đóng • Khóa Ký hiệu uR iR Hướng ngược iG uG A Điều kiện để mở Thyristor K iT iD Hướng thuận uT uD • UAK > • Xung điều khiển đưa vào cực điều khiển Điều kiện 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 thyristor UTO: điện áp rơi Thyristor [A] IT Tương tự diode URRM = UDRM Nhánh thuận – mở 10 ID Nhánh khóa – khóa IL IH: Dịng trì (holding) IL: Latching Các thơng số 10 IN 10 -1 10 -2 10 -3 UR [V] 10 U[BR] 10 10 u Nhánh khóa – khóa IG = IG = 25 mA U[BR] 1 IG = 10 IG = 25 mA 10 Nhánh ngược – đóng 10 10 10 10 -3 U[TD] -2 -1 IR [A] UT UD [V] Đặc tính điều khiển 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 -400C UGT O IGT t IG[A] Đặc tính động Tổn thất cơng suất mở thyristor Mở thyristor Khóa thyristor A uD + P N G P N iC K J1 J2 J3 C iC O t O t uD iC Đóng thyristor toff • Bảo vệ áp • Thời gian đóng thyristor – Góc an tồn Thyristor thực tế - 22RIA SERIES – International Rectifier 1.2.7 GTO Gate Turn Off Thyristor A A P J1 J2 J3 N iFG N P iRG G iRG K G ir (iD) uFG uRG K ur (uD) Đặc tính động Mở GTO tgd uD UD tgr ir 0.9UD 0.1UD t O tgt iFG O IFG÷10Α 0.2IFG Đóng GTO tgs iT tgf uD IT=I Mạch trợ giúp ITQ UDP iD O t uD I L 0.9IT tgq ttq iT iRG O iRG uRG uRG iRG QGQ uRG IRG GTO thực tế - FG3000FX-90DA – Misubishi Electric 1.2.8 Triac Hướng ngược Điện áp thuận Điện áp khóa Dịng điện thuận Dịng điện khóa Dịng điện điện áp cực điều khiển Dòng điện thuận Dòng điện khóa Điện áp thuận Điện áp khóa Hướng thuận Đặc tính Volt - Ampe Nhánh mở UG > 0; IG > UD > Nhánh khóa UG < 0; IG < UG > 0; IG > UDR > UG < 0; IG < Nhánh khóa Nhánh mở Triac thực tế - 2N6344 - ON Semiconductor ... + - - - - + + + - - - + + + - - - + + + - - - Miền bão hòa - Cách điện N N Phân cực ngược N P - + + + - - - + + + - - - + + + - - - + Miền bão hòa - Cách điện N P - + - + - + Miền bão hòa - Cách... Các thơng số 10 IN 10 -1 10 -2 10 -3 UR [V] 10 U[BR] 10 10 u Nhánh khóa – khóa IG = IG = 25 mA U[BR] 1 IG = 10 IG = 25 mA 10 Nhánh ngược – đóng 10 10 10 10 -3 U[TD] -2 -1 IR [A] UT UD [V] Đặc tính... - Cách điện N P - + - + - + Miền bão hòa - Cách điện + Phân cực thuận N P + + + + - - - + + + - - - + + + - - - - Miền bão hòa - Cách điện - + i 1. 2.2 Diode Cấu tạo, hoạt động uF iF Anode A Katode