Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý mạch công suất
Có hai lựa chọn chính cho việc sử dụng khoá đóng cắt đó là MOSFET và IGBT. Cả hai loại MOSFET và IGBT đều là linh kiện được điều khiển bằng điện áp, nghĩa là việc dẫn và ngưng dẫn của linh kiện được điều khiển bằng một nguồn điện áp nối với cực Gate của linh kiện thay vì là dòng điện trong các bộ nghịch lưu sử dụng Transitor như trước đây. Vì vậy cách sử dụng loại linh kiện này làm cho việc điều khiển trở nên dễ dàng hơn.
35 Điểm yếu của MOSFET là không có khả năng chịu dòng điện cao. Trong khi đó IGBT thích hợp với các ứng dụng ở tốc độ thấp và có khả năng chịu được dòng điện cao. Vì vậy tuỳ vào đặc điểm của ứng dụng mà có sự lựa chọn linh kiện phù hợp.
Các yêu cầu chính đặt ra cho linh kiện sử dụng làm mạch công suất: + Điện áp Vds của MOSFET hay Vce của IGBT phải lớn hơn Vdc. + Dòng điện qua linh kiện > Iđm của tải ở nhiệt độ hoạt động bình thường.
+ Chịu được tần số đóng ngắt cao.
Để an toàn có thể chọn IGBT có dòng cực đại lớn hơn 2 lần Imax và điện áp ngược cực đại phải lớn hơn 2 lần Vd. Vì vậy có thể chọn IGBT FGA25N120ANTD
có thông số như ở bảng 3.1 sau.
Bảng 3.13 Thông số IGBT 25N120NTD
Nguyên lý hoạt động của mạch công suất IGBT: Nguồn điện áp DC từ bình ắc quy sẽ là nguồn Vcc cung cấp cho các IGBT hoạt động. Các IGBT ghép tầng theo cấu trúc Cascade, các IGBT hoạt động theo xung kích đóng cắt theo giải thuật điều khiển để chuyển đổi điện áp DC sang điện áp xoay chiều AC theo sự vận hành của khối điề khiển trung tâm.
36
Hình 3.14 Dạng sóng điện áp ngõ ra của một pha trên mô phỏng
37