CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
VÀ THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI ĐTCS
Bài tập 1. Cho mạch chỉnh lưu tia 1 pha không điều khiển, biết điện áp nguồn xoay chiều
u2 = 12Sin314t [V], RT = 2  .
Hãy xác định các thông số để lựa chọn diode cho mạch chỉnh lưu trên, vẽ sơ đồ
mạch, dạng sóng điện áp trước, sau chỉnh lưu và dạng sóng dòng điện trên tải (biết diode
chỉnh lưu được chế tạo từ Si).
HƯỚNG DẪN: Để có các thông số lựa chọn diode chỉnh lưu, trước tiên cần phải
tính điện áp trung bình trên tải Ud, tính dòng qua tải Id và dòng qua diode IDtt, tìm điện áp
ngược lớn nhất trên diode theo điện áp xoay chiều UPIVDtt, sau đó chọn theo tiêu chuẩn:
- IDst ≥ (1.25 ÷ 1.3)IDtt ;
- UPIVDst ≥ (1.6)UPIVDtt .
Trong đó IDst; UPIVDst là các thông số dòng và áp làm việc định mức cho trong sổ tay tra
cứu của nhà sản xuất (Datasheet).
Bài tập 2. Cho mạch chỉnh lưu tia 2 pha, biết điện áp xoay chiều trên mỗi cuộn thứ cấp
máy biến áp u2 = 21,2 Sin314t [V], tải R=1  (bỏ qua tổn hao trên diode).
a. Tính dòng điện trung bình qua tải và qua mỗi diode, điện áp ngược lớn nhất trên
mỗi diode;
b. Giả sử tải có gắn thêm nguồn E=12V nối tiếp thì các thông số trên thay đổi như
thế nào?
c. Vẽ sơ đồ mạch chỉnh lưu, dạng sóng điện áp trước, sau chỉnh lưu và dạng sóng
dòng điện trên tải.
d. Giả sử tải là RL (hệ số tự cảm rất lớn), hãy vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện
trên tải trên cùng 1 đồ thị?
Bài tập 3. Cho mạch chỉnh lưu cầu 1 pha dùng diode chế tạo từ Si. Biết giá trị hiệu dụng
của điện áp nguồn xoay chiều là U = 24V. Tải là R, có dòng điện trung bình Id = 12A.
a. Hãy tính công suất tiêu trên tải và các thông số để lựa chọn diode.
b. Vẽ sơ đồ mạch, dạng sóng điện áp trước sau chỉnh lưu và dạng sóng dòng điện
trên tải.
Bài tập 4. Cho mạch chỉnh lưu cầu 1 pha, biết các thông số tương tự như bài 3 nhưng tải
là RL, dòng liên tục gần phẳng. Vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải.

c. Vẽ sơ đồ chỉnh lưu và dạng sóng điện áp trên tải trong các trường hợp trên?
d. Mạch chỉnh lưu tia 6 pha thường được sử dụng cho những loại tải nào, tại sao, nêu
tên một và loại tải?
Ghi chú: Mỗi pha bên thứ cấp có 2 cuộn dây vì vậy để có được điện áp U2 cấp cho mạch
chỉnh lưu ta cần chia Kba cho 2.
Bài tập 9. Hãy tính dòng điện trung bình qua tải R = 10  , qua mỗi diode và điện áp
ngược lớn nhất trên mỗi diode trong các sơ đồ sau khi chúng cho ra cùng một điện áp U d
= 200V khi không dùng tụ lọc và có tụ điện lọc phẳng điện áp trên tải:
a. Sơ đồ tia 1 pha, tia 2 pha, cầu 1 pha;
b. Sơ đồ tia 3 pha, cầu 3 pha;
c. Sơ đồ tia 6 pha không dùng cuộn kháng và có cuộn kháng cân bằng;
d. Vẽ sơ đồ mạch và dạng sóng điện áp trên tải trong trường hợp có tụ điện lọc
phẳng điện áp.
Bài tập 10. Cho mạch chỉnh lưu tia 2 pha như hình vẽ 1

SCR1

biết tỷ số biến áp Kba = U1/U2 = 2, giá trị hiệu dụng của U1
id
E
L
U
R
2
= 380V, f = 50Hz cấp dòng cho tải R = 1.5; L có giá trị
+
U
1
xác định, E = 50V (bỏ qua điện trở thuần của cuộn cảm và
ud

e. Nếu thay 2 SCR chung anode bằng 2 diode, bỏ E tải chỉ còn R, L, tính dòng
điện trung bình qua mỗi SCR và diode khi các SCR được kích với = 450
(dòng liên lục);
f. Vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải trong các trường hợp trên.
Bài tập 12. Cho mạch điện như hình vẽ, biết u2 = 70Sin100t [V], RT = 1.5  , LT = ∞.
a. Nêu tên gọi và chức năng của các khối 1; 2; 3; 4; 5 trong sơ đồ;
b. Tính dòng điện trung bình trên tải khi góc kích cho các SCR  = 600;
c. Hãy vẽ giản đồ xung (dạng sóng điện áp) tại các điểm A; B; C; D; E; F và trên biến
trở VR và dạng sóng điện áp trên tải khi  = 450 trong nửa chu kỳ đầu (A là dương B là
âm);
d. Tại sao ngõ vào IN- của 2 bộ so sánh trên hình vẽ lại lấy điện áp trên cùng một
biến trở VR?
2

3

9V

Y

1M

47k
224

D
B

LM324
1M

100k
50k
50k
LM324

Vcc

1M

4007
1k

F
4007
E

BAX

47k
NPN

330 103

BAX
4007

47k
NPN

Mạch điều khiển đồng bộ điện áp một chiều31 pha tia dùng SCR

5

12V

4007

A

4

+

1

T2
SCR
2


Bài tập 13. Cho mạch điện như hình 13.1; 13.2, biết điện áp vào là hình Sin, f = 50Hz.
a. Hãy vẽ dạng sóng điện áp tại các điểm A; B; E; B1.
b. Xung ngõ ra trên cuộn thứ cấp BAX (hình 13.1) có thể điều khiển cho các SCR
trong mạch chỉnh lưu cầu điều khiển bán phần không?
c. Nếu tín hiệu ngõ ra tại B1 quá nhỏ không đủ kích cho SCR thì cần giải quyết như
thế nào?
RS

B

A


VR
C

Hình 13.2.

4

R3
E
UJT

B1
R4

OUT


Bài tập 14. Một mạch chỉnh lưu tia 3 pha có điều khiển được cấp nguồn từ máy biến áp
nối tam giác/sao (Δ/Y), biết điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp máy biến áp là 660V, tỷ số
biến áp Kba = 1,73, tải có điện trở thuần là R = 5  (bỏ qua sụt áp trên các linh kiện bán
dẫn).
a. Tính dòng điện trung bình qua tải và qua mỗi diode khi các SCR được kích với
góc  = 00;
b. Tính dòng điện hiệu dụng cuộn thứ cấp I2.
c. Tính công suất tiêu thụ trên tải khi góc kích cho các SCR  = 450;
d. Tính dòng điện trung bình trên tải khi các SCR được kích với  = 300;
e. Xác định góc  để kích cho các SCR khi dòng điện trung bình trên tải 49,72A;
f. Giả sử có gắn thêm LT = ∞ nối tiếp với R, hãy tính điện áp trung bình trên tải khi
các SCR được kích với góc với  = 600;

5


HƯỚNG DẪN
I.

Các bài tập chương 2 (từ bài 1-9) áp dụng chủ yếu các công thức tổng hợp vào
bảng 3.3, phần sơ đồ và dạng sóng U, I coi trong giáo trình.
- Nếu cho vật liệu chế tạo diode là Si thì tổn hao trên diode là 0.7V, nếu bỏ qua
tổn hao thì coi diode là lý tưởng.
- Nếu điện áp nguồn xoay chiều cho dưới dạng giá trị tức thời thì biết được tần
số f và phải xác định giá trị hiệu dụng của điện áp nguồn AC.

II.

Các bài tập chương 3, chủ yếu áp dụng các công thức trong bảng tổng hợp 3.3, 3.4
và 3.5
Chú ý các vấn đề sau:
1. Đối với các mạch 1 pha tải RL hoặc RLE, để áp dụng đúng dạng công thức
cần dùng phép thử như sau:
Khi đã biết góc tắt dòng  thì lấy X =  - π để biết phần kéo dài của sức điện động
tự cảm eL về phía bán kỳ âm sau π là bao nhiêu, từ đó suy ra:
- Nếu  > X, ta có dòng điện gián đoạn ( < π +);
- Nếu  = X, ta có giới hạn của dòng điện liên tục và gián đoạn ( = π
+);
- Nếu  < X, ta có dòng điện liên tục ( = π +).
Đối với mạch tia 3 pha khi cho LT là một giá trị xác định, cần xác định theo điều
kiện:
- Khi  < 5π/6 +, ta có dòng gián đoạn;
- Khi  = 5π/6 +, ta có dòng điện liên tục hoặc giới hạn của liên tục

RT
trên tải là lớn nhất;
G2 SCR2
~u
b. Tính công suất tiêu thụ trên tải khi các SCR được điều
XL = L 
0
khiển với góc kích  = 30 , tính hệ số công suất Cos của X
mạch và vẽ dạng sóng điện áp trên tải;
c. Tính công suất tiêu thụ trên tải khi các SCR được điều
khiển theo tỷ lệ thời gian đóng ngắt, biết thời gian làm việc
TLV = 120mS, thời gian nghỉ TN = 40mS;
d. Cần phải khống chế góc kích TH bằng bao nhiêu độ để điện áp trên tải không trở
thành DC khi XL = 10 (xung điều khiển là xung ngắn);
e. Vẽ dạng sóng dòng điện, điện áp trên tải khi góc kích cho SCR1  = 900 , SCR2
được thay thế bằng 1 diode (tải có cả R và XL = 10, giả sử nửa chu kỳ đầu ở Y
có điện thế dương).
f. Mạch tạo xung điều khiển ở bài 12 có thể điều khiển cho các SCR trong mạch này
được không, nếu cần khống chế góc kích TH như ở bài này thì thực hiện như thế
nào?
HƯỚNG DẪN:
Mạch trên là mạch điều chỉnh điện áp xoay chiều 1 pha dùng 2 SCR (cũng có thể dùng
TRIAC). Các yêu cầu của bài tập đều có thể xác định theo các công thức trong giáo trình.
Có thể cho trước dòng tải hoặc công suất xác định các thông số khác của mạch.
Bài tập 19: Cho mạch điện như hình vẽ, biết điện áp xoay
chiều u = 311Sin314t [V], (bỏ qua sụt áp trên các linh
A Tải B
kiện bán dẫn).
a. Tính công suất tiêu thụ trên tải là thiết bị gia nhiệt ~ u
có R= 5Ω đặt tại hai điểm AB khi góc kích cho


Bài tập 21: Cho mạch điện như hình vẽ, biết điện áp dây nguồn xoay chiều 3 pha u =
660Sin314t [V], (bỏ qua sụt áp trên các linh kiện bán dẫn), MOSFET được điều khiển
với xung điều chế có độ rộng ton= 60mS, toff = 30mS, R = 5Ω.
a. Tính các thông số lựa chọn MOSFET (IQ, UDS);
b. Tính các thông số lựa chọn diode ( ID0, UD0);
c. Tính dòng điện trung bình qua mỗi diode chỉnh lưu D1-D6;
d. Tính điện áp ngược lớn nhất trên mỗi diode D1 – D6.
L
IQ
IT
D1

D3

D5

~u

PWM

Ui
D4

D6

ID0

C


1  D 
1
- Dòng qua MOSFET:
IQ = I0
1  D 
- Điện áp ngược trên diode D0:
- Điện áp trên MOSFET:
- Dòng điện ngõ ra và qua diode D0:

UD0 = U0
UDS = U0
ID0 = I0 = U0/R

8


ID0

Ui

PWM

L

IQ D0
R

C

Q

Bài tập 23: Cho mạch nghịch lưu áp 3 pha như hình vẽ 23.1.
a. Hãy vẽ sơ đồ nối dây của tải từ bước 1 đến 6 khi các IGBT được điều khiển bằng
xung vuông với thời gian dẫn là 1200 và 1800, lệch pha nhau 600.
b. Hãy lập bảng trạng thái điện áp pha và điện áp dây (bảng 23.1) trên tải tương
ứng với các xung điều khiển trên.
c. Hãy vẽ dạng sóng các điện áp pha UA0’; UB0’; UC0’và các điện áp dây UAB; UBC;
UCA trên tải tương ứng với các xung kích như trên.
9


S1
U

D1

D2

S3

S5

D3

+

A

ZA

-

0 – 60o

60o – 120o

120o – 180o

180o – 240o

240o – 300o

300o – 360o

UA0’
UB0’
UC0’
UAB
UBC
UCA
Bài tập 24.Cho mạch điều chế SPWM như hình vẽ (fURC =14fUđk). Hãy vẽ dạng xung điều chế
ngõ ra khi sóng Sin được đưa vào IN+, còn sóng tam giác được đưa vào IN- của bộ so sánh trong
các trường hợp khi OP-AMP sử dụng nguồn đơn +12V và nguồn đôi ± 12V.

Uñk (sin chuaån)

URC (tam giaùc)

U
0

