BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH
Khoa công nghệ kỹ thuật điện

TIỂU LUẬN
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
ĐỀ TÀI:
TÌM HIỂU VỀ MẠCH CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN MỘT
PHA
SINH VIÊN MSSV
NGUYỄN VĂN NGUYÊN 08108531
LÊ TUẤN ANH 08112281
LÊ VĂN LINH 08105681
NGUYỄN CÀNH TIẾN
GVHD NGUYỄN NGỌC ANH TUẤN
1
TP.HỒ CHÍ MINH ngày 14 tháng2 năm 2011
Phụ lục
Phần 1: Giới thiệu về SCR:
A.cấu tạo và đặc điểm
B.nguyên lí hoạt động
C.đặc tuyến volt-ampe của SCR
D.các thông số cua SCR
Phần 2:các vấn đề chung về chỉnh lưu:
1.khái niệm về chỉnh lưu
2.ứng dụng và đặc điểm
3.phân loại sơ đồ chỉnh lưu
Phần 3.các sơ đồ chỉnh lưu một pha có điều khiển(góc kích =45độ)
1.chỉnh lưu một pha, bán kì
2.chỉnh lưu toàn kì

G
sẽ tạo da dòng cực thu I
C1
lớn hơn, mà I
C1
lại là chính là dòng I
B2
của transistor PNP T
2

nên tạo da dòng điện thu I
C2
lại lớn hơn trước …hiện tượng này cứ tiếp tục nên cả hai
transistor nhanh chóng trở nên bão hòa. Dòng bảo hòa qua hai transistor chính là dòng
anod của SCR dòng điện này tùy thuộc vào V
Â
và điện trở tải R
A
.
Cơ chế hoạt động như trên của SCR cho thấy dòng I
G
không cần lớn và chỉ cần tồn tại
trong thời gian ngắn. khi SCR đã dẫn điện , nếu ta ngắt bỏ I
G
thì SCR vẫn tiếp tục dẫn
điện , nghĩa là ta không thể ngắt SCR bằng cực cổng, đây cũng là một nhược điểm của
SCR so với transistor
Ta chỉ có thể SCR bằng cách cắt nguồn V
AA
hoặc giảm V

tự động sụt suống khoảng 0,7V như diode thường. dòng điện
tương ứng bây giờ chính là dòng điện duy trì I
H
. từ bây giờ , SCR chuyển sang trạng thái
dẫn điện và có đặc tuyến gần giống như diode thường.
Nếu ta tăng nguồn V
GG
để tạo dòng điện kích I
G
, ta thấy điện thế quay về nhỏ hơn và khi
dòng kích I
G
càng lớn, điện thế V
BO
càng nhỏ.
D. Các thông số của SCR
a) Dòng thuận tối đa: là dòng điện anod I
A
trung bình lớn nhất mà SCR có thể
chịu đựng được liên tục. trong trường hợp dòng lớn, SCR phải được giải nhiệt
đầy đủ. Dòng thuận tối đa tùy thuộc vào từng SCR, có thểtuwf vài trăm mA
đến hàng trăm A.
b) Điện thế ngược tối đa: Đây là điện thế phân cực nghịch tối đa mà xảy ra sự
hủy thác
c) Dòng chốt: Là dòng thuận tối thiểu đẻ giữ SCR ở trạng thái dẫn điện sau khi
SCR từ trạng thái ngưng sang trạng thái dẫn. Dòng chốt thường lớn hơn dòng
duy trì chút ít
d) Dòng cổng tối thiểu: Như đã thấy, khi điện thế V
AK
lớn hơn V

điện anod tăng nhanh khiến công suất tiêu tán tức thời có thể quá lớn. khi
SCR bắt đầu dẫn, công suất tiêu tán tập trung ở gần vùng cổng nên vùng này
dễ bị hư hỏng. khả năng chịu đựng của di/dt tùy thuộc vào mỗi SCR
I.Các vấn đề chung của chỉnh lưu.
1.Khái niệm về chỉnh lưu:
Mạch chỉnh lưu một pha có công dụng chuyển đổi điện áp AC thành điện
áp DC(có nghĩa là chuyển dổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một
chiều).
2.Ứng Dụng và đặc điểm:
Trong công nghiệp thì mạch chỉnh lưu có điều khiển dùng để làm thay
đổi công suất của tải theo những yêu cầu khác nhau.Mạch chỉnh lưu có điều
khiển thường được áp dụng cách thay đổi góc kích của SCR và ứng để điều
chỉnh tự động cho các mạch như :Nạp ắcqui,hàn điện,mạ điện,điện
phân,điều khiển động cơ DC,Truyền thông điện…
Tuy nhiên trong công nghiệp đôi khi còn sử dụng các mạch chỉnh lưu
không có điều khiển (Diode),nhưng trường hợp này có thể xem là trường
hợp của SCR với góc kích được điều khiển bằng không (α=0º).
Nói đến chỉnh lưu là nói đến giá trị điện DC,tức là quan tâm tới giá trị
trung bình các đại lượng điện của chúng.Tuy nhiên ta cũng cần quan tâm
đến đại lượng hiệu dụng để so sánh và ứng dụng trong điều khiển tải AC.
3.Phân loại các sơ đồ chỉnh lưu.
Tùy theo số pha của ngườn điện xoay chiều phía đầu vào của chỉnh lưu là
một pha,ba pha,n-pha mà chỉnh lưu có thể là một pha,ba pha hoặc n-pha.
Nếu dòng điện xoay chiều chạy giữa dây pha và dây trung tính thì chỉnh
lưu đó gọi là sơ đồ hình tia.Nếu dòng điện xoay chiều chạy giữa các dây pha
với nhau thì chỉnh lưu đó gọi là sơ đồ cầu.
Nếu sơ đồ chỉnh lưu chỉ sử dụng toàn diode thì sơ đồ chỉnh lưu gọi là
không điều khiển.nếu sơ đồ sử dụng toàn Thyristor thì sơ đồ gọi là điều
khiển hoàn toàn.Nếu sơ đồ kết hợp cả Thyristor và diode thì sơ đồ sẽ là bán
điều khiển.

π
+ 2
π
)
7
- Tính toán cho tải.
+ Điện thế trung bình.
V
AV
=
T
p
1
∫
+
P
Tt
t
dttv
0
0
)(
=
)
4
coscos(
2
)cos(
2
sin

AV
V
V
+ Dòng trung bình qua tải.
I
)
4
cos1(
2
π
π
+==
L
M
L
AV
AV
R
V
R
V
+ Công suất trung bình trên tải.
P
AVAVAV
IV=
+ Điện thế hiệu dụng.
( )
td
t
VtdtVtdvV

2
4
2
2
2cos1
2
1
sin
2
1
2
1

2
1
2
2
4
2
4
4
2sin
2
4
1
2
2
4
2sin
3



+−=






−=
π
π
π
ππ
π
π
π
ωω
π
π
π
MMM
VV
tt
V+ Dòng điện hiệu dụng.
I
2









+−=
π
π
ππ
ππ
π
π
M
L
M
RMS
V
R
V
+ Công suất hiệu dụng của tải.
P







RI
- Tính toán cho linh kiện công suất( Với α ≤ π∕2)
+ Dòng qua đỉnh mỗi SCR.
I
taiMSCRM
I
__!
=
+ Dòng trung bình qua mỗi SCR.

taiAVSCRAV
II
__!
=
8
+ Điện áp ngược cực đại đặt trên mỗi SCR.
nguonVSCRRM
VV
_1_
=
2.Tải L (Tải thuần trở)
Đây là bài toán không có trong thực tế,nhưng chúng ta đi vào khảo sát
dạng này để có thể dề dàng tính toán được cho tải R-L.Trong khi các bài
toán thực tế thường giá trị L được chọn là vô cùng lớn(thực ra là đủ lớn đối
tần số tín hiệu),tuy nhiên ở đây ta khao sát một cách tổng quát nhất đề rồi sẽ
đi đến xét ri6ng những trường hợp cụ thể.
- Sơ đồ mạch.
- Tính toán các đại lượng.
+ Phương trình dòng tức thời qua cuôn cảm.
dt

ω
λ
ω
ωω
ω
π
π
cos
4
cossin
2
4
+ Tính dòng tải trung bình.
( )
( )












−+−=−=
∫
β

πβ
=
:






+−=
4
sin
4
cos
44
cos
2
ππππ
π
ωπ
L
V
I
M
LDC
Thí dụ:Cho mạch chỉnh lưu có
:20:50:100 mHLHzfVV
i
===
có góc kích

−+






−=
−
3
5
sin
4
sin
4
cos
43
5
31410.2014.32
2100
3
πππππ
LDC
I
21.6(A)
3.Tải R-L (Tải trở cảm)
Ta có sơ đồ sau:
10
- Khi tải là cảm kháng
L

sinsin
π
ω
ω
π
φφω
t
L
R
M
et
Z
V
ti

βω
<< t0
=0
πωβ
2<< t
Với
Z
R
Z
L
==
φ
ω
φ
cos;sin

π
φφβ
L
R
e
( )
e
L
R






−






−=−⇔
4
4
sinsin
π
β
ω
φ

3
2
sinsin
π
ω
β
ω
φ
π
φβ
( )


















−=−

π
π
π
cos
4
cos
2
sin
2
1
2
4
M
MLDC
V
ttdVV
+ Dòng điện trung bình qua tải:






−=
β
π
π
cos
4
cos

4
π
π
π
π
β
R
V
V
M
LDC
=+=
(dẫn liên tục).
- Diode dập (Free wheeling diode)
Để tránh dòng cảm ứng kéo dài khi SCR ngưng ,ta dùng diode dập dòng
cảm ứng như hình vẽ dưới.Ta có điện thế và dòng điện chấm dứt ở cuối bán
kỳ,dòng cảm ứng sẽ chạy qua diode.Ta có dòng qua diode.
11













22
4
sin
44
cos1
4
=


















+−





-Với tải
L
R
thuần.Ta có mạch điện như sau:
- Tính toán cho tải.
+ Tính được điện thế trung bình của tải.






+==
∫
4
cos1sin
1
2
4
π
π
ωω
π
π
π
M
MAV
V
ttdVV
+Dòng trung bình qua tải.







+−=⇒












+−
π
π
π
π
π
π
π
π
L
RMS

π
π
L
M
RMS
R
V
I
+ Công suất trung bình qua tải.
π
π
π
π
π
π
π
π
2
4
2sin
4
1
2
4
2sin
4
1
2
max
2

taiMSCRM
II
_1_
=
+ Dòng trung bình qua mỗi SCR.
2
_
1_
taiAV
SCRAV
I
I =
+ Điện áp ngược cực đại trên mỗi SCR.
nguonMSCRRM
VV
_1_
2=
2.Tải L(Tải thuần trở)
- Sơ đồ mạch và dạng sóng sau:
13
- Tính toán các đại lượng.
Cách tính tương tự như ở trường hợp chỉnh lưu bán kỳ,ta có các kết quả
sau:
+ Dòng trung bình qua tải.







Khi
πβ
=
(không liên tục)






+






−=
4
sin
4
cos
4
πππ
π
ωπ
L
V
I
M

I
M
LDC
3.Tải R-L (Tải trở cảm)
- Sơ đồ mạch.
14
3.1.Trường hợp dẫn không liên tục






+<
π
π
β
4
Giải tương tự như chỉnh lưu bán kỳ,ta có các kết quả sau:
+ Dòng
( )
ti

( ) ( )







V
ti
+ Hệ thức liên hệ giữa góc kích va góc tắt:
( )






−






−=−
4
4
sinsin
π
β
ω
φ
π
φβ
L
R
e

R
V
I
M
LDC
3.2.Trường hợp dẫn liên tục






+=
π
π
β
4
- Ta có trị trung bình.
4
cos
π
π
M
LDC
V
V =
4
cos
π
π

π
π
=−+
,Vậy có:






+==
4
cos1
44
π
ππ
π
π
π
R
V
II
M
AVD
Điều kiện để dòng diode cực đại là:
15
0
4
sin
44

R
V
d
dI
d
dI
MDD
4.Tải R-L-E
Tải R,L và
dc
V
cho sẵn
- Trường hợp này góc kích phải.








≥=
−
M
dc
V
V
1
sin
4

dc
M
Ke
R
V
t
Z
V
ti
−
+−−= sin
Khi
βω
π
<< t
4
=0 Khi
πωβ
2<< t
- Dòng trung bình :
R
VV
I
dcAV
AV
−
=
4
cos
2

4
π
α
=
thì là nghịch lưu.
III.Sơ đồ cầu một pha.
1.tải R
Sơ đồ cấu tạo và dạng sóng như sau:
17
Ta có khi
1
θ θ
=
;i
1,3
>0,T1,T3 dẫn
2d
u u⇒ =
( Với
4
π
θ
=
)
Khi
4
π
θ π
= +
;i

với(
4
π
α
=
)
Trị trung bình dòng điện trên tải

d
d
u
i
R
=
Trị trung bình dòng qua mỗi SCR

2
d
i
i
τ
=
Điện áp ngược cực đại trên mỗi SCR
ax 2
2
m
u u
τ
= −
2.Chỉnh lưu cầu điều khiển toàn phần.