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

Đoàn Quang Vinh

0903 586 586
1


CHƢƠNG 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

2


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


iB

b

U
R

1

a

U C E = U - R IC

IB 2 > IB 1

A

uC E
B

IB 1 > 0

A

E
uBE

B

IB = 0

điều khiển

a
u
d

u

5


Đối tƣợng 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

BBĐ điện áp
một chiều
(BĐXA)

Nghịch lưu

6


1. 2. Các linh kiện điện tử công suất

+

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

-

-

-

+




Phân cực ngƣợc

N

P

-

+

+

+

-

-

-

+

+

+

-



+

-

+

-

+

Miền bão hòa - Cách điện
8


Phân cực thuận

N

P

+

+

+

+

-


Miền bão hòa
- Cách điện

-

+

i
9


1.2.2 Diode
Cấu tạo, hoạt động
uF
iF

A node
A

P

N

K ato d e
K

Hướng thuận

A

100

u

Nhánh thuận – mở
50
U [B R ]

U R [V ]
800

Nhánh ngược
– đóng

dU R
rR 
dI R
điện trở động ngược

UBR: điện áp đánh thủng

400

U F [V ]
1

0

1 ,5


[m A ]

11


Các thông số chính của diode
I F [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 thuận – mở
50
U [B R ]

Nhánh ngược
– đóng


R

[m A ]

12


Diode thực tế: IDB30E60 – Infineon Technologies

13


1.2.3 Transistor lƣỡng cực (BT)
(Bipolar Transistor)
Cấu tạo, hoạt động
C
C

P
N

B
B

N
P

P
N

iB

E

iE

uEB

iE

14


Đặc tính Volt – Ampe

Miền mở bão hòa
IC

UCE = UCE1
b

• Đặc tính ngoài IC = f(UCE)
• Đặc tính điều khiển IC = f(IB)

U
R

B

Mở



a)

IC E
U B R (C E 0)

IB = 0
IC E 0
IC E R

U B R (C E R )
U B R (C E S )

IC E S
IC E U

U B R (C E U )

O

U CES
U CE0
U CER
U CEU

b)

UCE
c)

16


Transistor thực tế - MJW3281A (NPN) – ON Semiconductor

17


1.2.4 Transistor trƣờng MOSFET
(Metal Oxid Semiconductor Field Effect Transistor)
D

N

D

iD

N
P

P

N

N

S

S


19


1.2.5 Transistor lƣỡng cực cổng cách ly - IGBT
Insulated Gate Bipolar Transistor

C

C

G
G

E
E

20


IGBT thực tế
1MB-30-060 – Fuji Electric

21


1.2.6 Thyristor
Cấu tạo – Hoạt động

A


G

i1

u
R

i2

iG

uAK
K

22


Trạng thái:
• Mở
• Đóng
• Khóa
Ký hiệu

uR
iR
Hướng ngược

iG
uG

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

IH: Dòng duy trì (holding)
IL: Latching

Nhánh khóa –
khóa

10

-1

10

-2

10

Nhánh khóa
– khóa

2

10

U(BO)
1
10

Nhánh ngược
– đóng

IG = 25 mA

1

IG = 0

IG = 25 mA

IG = 0

10
10

10

10