Bài 1 Khái đện tử công suất

Chia sẻ: Hiếu Hào Hoa | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:81

Thêm vào BST

Báo xấu

63
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Điện công suất có thể được xếp vào phạm vi các môn thuộc về kỹ thuật năng lượng của ngành kỹ thuật điện nói chung. Tuy nhiên việc nghiên cứu không chi dừng lại ở phần công suất mà còn được ứng dụng trong các lĩnh vực điều khiển khác

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài 1 Khái đện tử công suất

BÀI 1: KHÁI NIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1. Quá trình phát triển Điện tử công suất có thể được xếp vào phạm vi các môn thuộc về kỹ thuật năng lượng của ngành kỹ thuật điện nói chung. Tuy nhiên việc nghiên cứu không chỉ dừng lại ở phần công suất mà còn được ứng dụng trong các lỉnh vực điều khiển khác Kể từ khi hiệu ứng nắn điện của miền tiếp xúc PN được công bố bởi Shockley vào năm 1949 thì ứng dụng của chất bán dẩn càng ngày càng đi sâu vào các lĩnh vực chuyên môn của ngành kỹ thuật điện và từ đó phát triển thành ngành điện tử công suất chuyên nghiên cứu về khả năng ứng dụng của chất bán dẩn trong lỉnh vực năng lượng Với sự thành công trong việc truyền tải dòng điện 3 pha vào năm 1891, dòng điện một chiều được thay thế bởi dòng điện xoay chiều trong việc sản xuất điện năng, do đó để cung cấp cho các tải một chiều cần thiết phải biến đổi từ dòng điện xoay chiều thành một chiều, yêu cầu này có thể được thực hiện bằng hệ thống máy phát - động cơ như vẻ ở hình 1.1. Hiện nay phương pháp này chỉ còn áp dụng trong kỹ thuật hàn điện Thay thế cho hệ thống máy điện quay nói trên là việc ứng dụng đèn hơi thủy ngân để nắn điện kéo dài trong vòng 50 năm và sau đó chấm dứt bởi sự ra đời của thyristor. Điện tử công suất nghiên cứu về các phương pháp biến đổi dòng điện và cả các yêu cầu đóng/ngắt và điều khiển, trong đó chủ yếu là kỹ thuật đóng/ngắt trong mạch điện một chiều và xoay chiều, điều khiển dòng một chiều, xoay chiều, các hệ thống chỉnh lưu, nghịch lưu nhằm biến đổi điện áp và tần số của nguồn năng lượng ban đầu sang các giá trị khác theo yêu cầu. 2. Nguyên tắc hệ biến đổi tĩnh 2.1. Sơ đồ khối Trong lỉnh vực điện tử công suất, để biểu diển các khối chức năng ngưới ta dùng các ký hiệu sơ đồ khối, điện năng truyền từ nguồn (có chỉ số 1) đến tải (có chỉ số 2) 2.1.1. Chỉnh lưu Nhiệm vụ của mạch chỉnh lưu nhằm biến đổi năng lượng nguồn xoay chiều một pha hoặc ba pha sang dạng năng lượng một chiều 2.1.2. Nghịch lưu Nhiệm vụ mạch nghịch lưu nhằm biến đổi năng lượng dòng một chiều thành năng lượng xoay chiều một pha hoặc ba pha. 2.1.3. Các hệ biến đổi Các mạch biến đổi nhằm thay đổi: • Dòng xoay chiều có điện áp, tần số và số pha xác định sang các giá trị
khác • Dòng một chiều có điện áp, tần số và số pha xác định sang các giá trị khác Mạch biến đổi thường là sự kết hợp từ mạch chỉnh lưu và mạch nghịch lưu. Do đó, lại được chia làm hai loại: Biến đổi trực tiếp và biến đổi có khâu trung gian 2.2. Các loại tải Tính chất của tải có ảnh hưỡng rất quan trọng đến chế độ làm việc của các mạch đổi điện, người ta chia tải thành các loại sau: 2.2.1. Tải thụ động Tải thuần trở chỉ bao gồm các điện trở thuần, đây là loại tải đơn giản nhất, dòng điện qua tải và điện áp rơi trên tải cùng pha với nhau. Loại này được ứng dụng chủ yếu trong lỉnh vực chiếu sáng và trong các lò nung. Tải cảm kháng có đặc tính lưu trử năng lượng, tính chất này được thể hiện ở hiện tượng san bằng thành phần gợn sóng có trong điện áp một chiều ở ngỏ ra của mạch nắn điện và xung điện áp cao xuất hiện tại thời điễm cắt tải Các ứng dụng quan trọng của loại tải này là: Các cuộn kích từ trong máy điện (tạo ra từ trường), trong các thiết bị nung cãm ứng và các lò tôi cao tần. Trong các trường hợp này điện cãm thường được mắc song song với điện dung để tạo thành một khung cộng hưởng song song 2.2.2.Tải tích cực Các loại tải này thường có kèm theo một nguồn điện áp như các van chỉnh lưu ở chế độ phân cực nghịch. Ví dụ: Quá trình nạp điện bình ắc quy và sức phản điện của động cơ điện 2.3. Các van biến đổi Các van điện là những phần tử chỉ cho dòng điện chảy qua theo một chiều nhất định. Trong lỉnh vực điện tử công suất đó chính là các diode bán dẩn và thyristor kể cả những transistor công suất 2.3.1. Van không điều khiển được (diode) Một diode lý tưởng chỉ cho dòng điện chạy qua nó khi điện áp anode dương hơn cathode, điện áp ngỏ ra của diode chỉ phụ thuộc theo điện áp ngỏ vào của diode đó 2.3.2. Van điều khiển được (thyristor) Môt chỉnh lưu có điều khiển lý tưởng vẩn không dẩn điện mặc dù giữa anode và cathode được phân cực thuận (anode dương hơn cathode). Điều kiện để các van này dẩn điện là đồng thời với chế độ phân cực thuận phải có thêm xung kích tại cực cổng (UAK dương và UGK dương). Điện áp ngỏ ra không những phụ thuộc theo điện áp vào mà còn phụ thuộc theo thời điễm xuất hiện xung kích (đặc trưng bởi góc kích α) 3. Điều khiển mạch hở Vào thế kỷ trước đây, nhờ ứng dụng của cơ khí hóa vào kỹ thuật mà sự phát triển lúc bấy giờ chủ yếu là hướng về khả năng tự động hóa.
Tự động hóa một quá trình có nghĩa là quá trình đó sẻ tự thực hiện theo một chương trình đặt sẳn nào đó nều hội đủ một số điều kiện cho trước không cần sự tham gia của con người. Ưu điễm của kỹ thuật tự động hóa là độ an toàn, độ chính xác và tính kinh tế rất cao. Kỹ thuật tự động hóa được phân thành hai chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và kỹ thuật điều chỉnh. Tuy nhiên, trong thực tế cũng thường gặp trường hợp kết hợp cà hai. Ví dụ: Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều bằng cầu chỉnh lưu có điều khiển. 3.1 Khái niệm cơ bản Từ sự mô tả các van chỉnh lưu ở phần trên có xử dụng khái niệm `van có điều khiển''. Các thyristor được điều khiển bằng cách dịch chuyển pha của xung kích và dẩn đến là điện áp ra cũng như công suất rơi trên tải cũng thay đổi theo. Thuật ngữ `điều khiển'' cũng đả nói lên một quá trình mà trong đó một hoặc nhiêu đại lượng vào của hệ thống có ảnh hưỡng đến các đại lượng ra của hệ thống đó. Khi các đại lượng ra không được hồi tiếp trở lại ngỏ vào, người ta gọi là quá trình hở, hướng tác động của quá trình là cố định và được biểu diển bằng các mũi tên như trong hình 1.7Trong thực tế, các khái niệm và tên gọi trong kỹ thuật điều khiển được định nghĩa và xử dụng theo tiêu chuẩn DIN 19226 như sau: Đại lượng ra Xout là một đại lượng vật lý của hệ thống, đại lượng này bị ảnh hưỡng theo một quy luật điều khiển nhất định Đối tượng điều khiển là một khâu trong quá trình điều khiển, là nơi xuất phát đại lượng ra, trong hệ thống truyền động điều chỉnh bằng thyristor: Động cơ và thyristor là đối tượng điều khiển, tốc độ và momen quay là các đại lượng ra. Phần tử chấp hành là một bộ phận của đối tượng điều khiển tác động trực tiếp đến năng lượng hoặc khối lượng cần điều khiển, có loại phần tử tác động gián đoạn như: rờ le, công tắc tơ và cũng có loại tác động liên tục như: Con trượt, van tiết lưu, transistor và mạch nắn điện có điện áp ra thay đổi được Tín hiệu điều khiển y là tín hiệu tác động vào phần tử chấp hành, đây chính là tín hiệu ra của phần tử điều khiển. Phần tử điều khiển có nhiệm vụ tạo ra tín hiệu điều khiển, cấu trúc của phần tử điều khiển phụ thuộc theo đại lượng vào. Đại lượng vào w được đưa từ ngoài vào hệ thống, độc lập với quá trình điều khiển, giữa đại lượng vào với đại lượng ra tồn tại một quan hệ xác định Nhiễu z có nguồn gốc từ nhiều nguyên nhân khác nhau, có thể tạo ra những tác động ngoài ý muốn đến kết quả điều khiển 3.2 Các phương pháp điều khiển Dựa trên nguyên lý làm việc người ta chia thành hai phương pháp điều khiển. 1. Điều khiển vô cấp 2. Điều khiển gián đoạn Dựa trên trình tự thực hiện người ta chia thành: Điều khiển theo chương trình, điều khiển theo thời gian, điều khiển theo tuyến , điều khiển theo quá trình và điều khiển lập trình. 3.2.1 Điều khiển vô cấp Trong phương pháp này giữa các đại lượng vào và đại lượng ra luôn tồn tại một quan hệ đơn trị ở trạng thái ổn định đến nổi nhiểu cũng không làm xáo trộn hoạt động của hệ thống. Đại lượng vào w có thể được chỉnh định hoặc thay đổi từ 0 đến Wmax bởi công nhân vận hành máy. Mạch điều chỉnh vô cấp độ sáng của đèn là một ví dụ
3.2.2 Điều khiển gián đoạn Hệ thống điều khiển trong trường hợp này làm việc ở chế độ đóng-ngắt. Trước tiên, đại lượng vào có giá trị tương ứng với mức đóng (ON) để tác động phần tử chấp hành. Hệ thống sẻ chuyển sang trạng thái ngắt ví dụ khi nhấn nút STOP hoặc một tiếp điễm hành trình nào đó. Phương pháp này được dùng rất phổ biến trong các hệ thống có phần tử chấp hành loại điện cơ như: Rơ le, công tắc tơ Một trường hợp đặc biệt của phương pháp điều khiển gián đoạn là ''chế độ tiếp xúc'', ở chế độ này trạng thái ON chỉ có hiệu lực khi một nút nhấn hoặc một tiếp điễm nhiều vị trí được duy trì trạng thái đóng, loại này thường gặp ở các cơ cấu nâng, mỗi một chuyển động như: Tới, lui, lên, xuống cần một nút nhấn riêng, trong ứng dụng này vị trí của cần trục là đại lượng ra Xout 3.2.3 Điều khiển theo chương trình Điều khiển theo chương trình là sự mở rộng của hai phương pháp điều khiển vô cấp và điều khiển gián đoạn, trong phương pháp này xử dụng các ''cãm biến chương trình'' và lại được chia làm hai loại: Điều khiển tuần tự theo thời gian và điều khiển theo tuyế n. Một ví dụ điều khiển tuần tự theo thời gian đơn giản nhất là quá trình điều khiển độ sáng bằng thiết bị định thời. Các cãm biến chương trình thường là các đĩa lệch tâm, cam chuyển mạch, băng đục lổ và các loại băng từ. Mức phát triển cao hơn của phương pháp điều khiển theo chương trình là phương pháp điều khiển tuần tự theo quá trình (hình 1.13). Trong đó các thao tác hoặc các tiến trình vật lý được thực hiện theo một thứ tự đả được lập trình tùy thuộc vào các trạng thái đạt được của quá trình điều khiển. Chương trình có thể được cài đặt cố định hoặc được đọc ra từ các bìa đục lổ, băng đục lổ, băng từ hoặc một thiết bị lưu trử khác 3.2.4 Điều khiển lập trình Việc nâng cao hiệu suất tự động hóa là một yêu cầu cần thiết của kỹ thuật điều khiển. Trong phương pháp điều khiển dùng rờ le và các linh kiện điện tử, quan hệ giữa các ngỏ vào với các ngỏ ra được mô tả bởi sơ đồ mạch điều khiển, các phần tử trong mạch được hàn nối với nhau theo sơ đồ này. Người ta gọi các hệ thống kể trên làm việc theo một ''chương trình cứng'', sơ đồ mạch điều khiển có thể được mô tả đầy đủ bằng cách liệt kê ra các quan hệ có trong đó. Ví dụ mô tả mạch điện vẻ ở hình 1.14. Trong phương pháp này yêu cầu điều khiển không phụ thuộc hoàn toàn vào một mạch điện đả được lắp ráp sẳn mà chủ yếu là vào một chương trình (phần mềm) gồm các chỉ thị điều khiển vi xử lý được sắp xếp phù hợp với thuật giải để giải quyết yêu cầu 4.Điều khiển mạch kín Một điễm cần lưu ý trong hệ thống điều khiển là ảnh hưỡng của nhiểu đến đối tượng điều khiển hoặc phần tử điều khiển làm cho tín hiệu ra thay đổi một cách không kiễm soát được. Để cho tín hiệu ra đáp ứng đúng như giá trị mong muốn, cần thiết phải có một khâu điều chỉnh có nhiệm vụ kiễm tra và sửa sai (so sánh giá trị đặt với giá trị thực). Nếu hệ thống không cần xử lý với tốc độ cao thì công việc này có thể được thực hiện bởi công nhân vận hành máy.
4.1 Khái niệm Như mô hình trình bày ở trên. Trong đó con người đóng vai trò khâu điều chỉnh – đã cho thấy tất cả đặc tính của hệ thống điều chỉnh bằng tay Nói chung, quá trình điều chỉnh là một quá trình tự động, qua đó một đại lượng vật lý ví dụ Nhiệt độ của lò nung là đại lượng mẫu x luôn được ghi nhận và xử lý liên tục bằng cách so sánh giữa đại lượng mẫu với đại lượng chuẩn w (giá trị đặt) sự sai biệt nếu có sẻ làm thay đổi tín hiệu điều khiển sao cho sự sai biệt này giãm đến mức tối thiểu. Đại lượng mẫu là yếu tố cần thiết cho khâu so sánh của quá trình điều chỉnh khép kín hay còn gọi là "vòng điều chỉnh" (hình 1.18). Trong vòng điều chỉnh được được phân thành: Đối tượng điều chỉnh và khâu điều chỉnh, khâu điều chỉnh bao gồm cả khâu so sánh có tín hiệu ra phụ thuộc vào sự sai biệt giữa đại lượng mẫu và đại lượng chuẩn, tín hiệu này sẻ điều chỉnh lại đại lượng ra theo đúng yêu cầu. Mục đích cuối cùng của việc điều chỉnh là đạt được giá trị đặt chính là đại lượng vào w trong kỹ thuật điều khiển, dựa vào đại lượng này người ta chia ra các loại: Điều chỉnh theo giá trị cố định, điều chỉnh tùy động và điều chỉnh theo trình tự thời gian. 4.2 Đặc tính các khâu điều chỉnh cơ bản Như đả đề cập trong phần 4.2. Một khâu điều chỉnh phải điều chỉnh một đối tượng. Do đặc tính các đối tượng không giống nhau nên cũng phải cần có các kiểu điều chỉnh khác nhau. Đặc tính của các khâu và của các đối tượng điều chỉnh được đặc trưng bởi đáp ứng của chúng ứng với tín hiệu đơn vị (là tín hiệu có giá trị từ 0 lên 1)sự thay đổi điện áp ra khi có tác động của điện áp đơn vị gọi là hàm truyền. Trong hình 1.26a và hình1.26b trình bày các kiểu quan trọng nhất của các khâu điều chỉnh cơ bản kèm theo hàm truyền, các thông số đặc trưng và các ví dụ điển hình. Để xác định hàm truyền, trước tiên phải đặt hệ thống ở trạng thái tĩnh có nghĩa là năng lượng còn trử trong đó phải được phóng hết 4.3 Khâu điều chỉnh dùng OP- AMP 4.3.1 Khâu tỉ lệ dùng op-amp Đối tượng điều chỉnh bao gồm một động cơ, khối biến đổi công suất với mạch kích, điện áp điều khiển được tạo ra từ khâu điều chỉnh chính là tín hiệu vào của đối tượng điều chỉnh. Cãm biến đo lường tạo ra một điện áp tỉ lệ với tốc độ quay thực của động cơ. Mạch điện trong hình 1.29 là sơ đồ của khâu điều chỉnh và mạch cộng trong hình 1.28. Trong cả hai trường hợp, mạch so sánh - mạch trừ - bảo đãm sao cho tín hiệu sai biệt giữa giá trị thực x và giá trị đặt w luôn được tạo ra. Tín hiệu này hoặc độ lệch điều chỉnh sau đó được đưa vào mạch khuếch đại đảo. Hệ số tỉ lệ AP của mạch có thể chỉnh được từ AP = 1 đến AP = 100 với biến trở đặt ở nhánh hồi tiếp của mạch khuếch đại đảo. Bây giờ nếu thay đổi biến trở điều chỉnh sao cho đại lượng đặt tăng lên thì điện áp ra y của khâu điều chỉnh cũng sẻ tăng theo tác động đến phần tử chấp hành trong đối tượng điều chỉnh để tạo ra một điện áp lớn hơn cung cấp cho động cơ. Do đó, tốc độ hệ thống cũng sẻ tăng lên Quá trình diển tiến ngược lại khi giãm tải động cơ và khâu điều chỉnh sẻ làm cho tốc độ đã tăng gĩãm xuống trở lại. Khâu tỉ lệ P có thể bị sai lệch bởi nhiểu, độ lệch càng nhỏ hệ số khuếch đại
khâu điều chỉnh càng lớn, độ lệch điều chỉnh cũng làm cho tốc độ ban đầu của động cơ tương ứng với trị số đặt không còn đúng. Đây là khuyết điểm của khâu tỉ lệ ngược lại với ưu điểm tác động rất nhanh của mạch. Nếu cực tính của trị số thiực tế và trị số đặt được chọn phù hợp thì có thể thực hiện khâu điều chỉnh chỉ dùng duy nhất một op-amp (hình 1.30) Hình 1.30 Khâu P dùng 1 op-amp Khâu điều chỉnh ở hình 1.29 và 1.30 có cùng đặc tính, để làm rỏ độ lệch điều chỉnh tồn tại trong hệ thống, phần dưới đây sẻ trình bày hai phương pháp tính toán 4.3.2 Khâu tích phân dùng op-amp Độ lệch điều chỉnh tồn tại trong khâu tỉ lệ được hạn chế bằng một khâu tích phân. Hình 1.32 trình bày mạch điện khâu tích phân dùng op-amp Hình 1.32 Khâu tích phân dùng op-amp Ở chế độ không tải, tốc độ yêu cầu của động cơ được xác định bởi tín hiệu vào W, khi tổng hai giá trị UX (thực tế) với UW (giá trị đặt) bằng 0 thì khâu tích phân sẻ không còn thay đổi điện áp ra của nó (hình 1.26). 4.3.3 Khâu tích phân – Tỉ lệ dùng op-amp Các khuyết điểm nêu trên được khắc phục bằng cách kết hợp hai khâu tỉ lệ và tich phân với nhau gọi là khâu tích phân-tỉ lệ. Hình 1.37 trình bày mạch điện loại này dùng op.amp
Hình 1.37 Khâu PI dùng op-amp Đặc tính của khâu tích phân-tỉ lệ được giải thích ở hàm truyền trong hình 1.26, tại sườn lên của điện áp đơn vị điện dung xem như ngắn mạch và khâu điều chỉnh có đặc tính của khâu tỉ lệ với hệ số khuếch đại AP, sau đó đặc tính khâu tích phân bắt đầu có tác dụng và điện áp ngỏ ra tăng cho đến khi độ lệch điều chỉnh bị san bằng. Do ưu điểm trên cộng với khả năng dể cân chỉnh nên khâu PI rất thông dụng trong lỉnh vực truyền động điện. 4.3.4 Mạch điều chỉnh dùng IC Trong các thiết bị chỉnh dòng dùng thyristor trên thực tế hầu như luôn xử dụng khâu PI trong mạch điều chỉnh phức hợp, mạch điện thường dùng nhất gồm một mạch điều chỉnh tốc độ kết hợp với mạch điều chỉnh dòng điện. Dòng điện được chỉnh bằng cách thay đổi góc kích và dòng này còn được hồi tiếp trở về để tránh trường hợp khi vượt quá trị số cho phép thì pha của xung kích phải thay đổi nhằm giãm dòng cung cấp động cơ xuống thấp hơn giới hạn cho phép và điều này sẻ hạn chế dòng điện quá cao vào động cơ và thyristor. Mạch chỉnh dòng được đặt trước mạch chỉnh tốc độ, trong đó tốc độ thực tế và tốc độ đặt được so sánh với nhau và tín hiệu ra của nó là giá trị đặt của mạch chỉnh dòng tiếp theo. Tín hiệu điều khiển của phần tử điều khiển có thể được dịch chuyển với tín hiệu ra của khâu chỉnh dòng, một thay đổi về tốc độ sẻ tạo ra đáp ứng ngược lại bằng sự dịch pha xung kích cho đến khi hệ thống trở về tốc độ ban đầu. BÀI 2: CÔNG TÁC ĐIỆN TỬ . Linh kiện công suất 1 1.1 Tổng quan
Ngoài các đặc tính cơ bản đã biết, các linh kiện điện tử công suất còn có các tính chất đặc biệt khác nhằm đáp ứng được yêu cầu ứng dụng trong lỉnh vực điều khiển công suất lớn. Linh kiện điện tử công suất được chế tạo chủ yếu từ chất bán dẩn silic, loại này chịu được nhiệt độ làm việc và điện áp nghịch cao, để đánh giá chất lượng người ta dựa trên các mặt sau: - Đặc tính tĩnh (dẩn điện thuận-nghịch) - Đặc tính động (du/dt và di/dt) - Ảnh hưỡng theo nhiệt độ 1.2 Diod công suất Diode là phần tử bán dẫn gồm 2 miếng bán dẫn P và N ghép lại với nhau. Đ ầu nối với bán dẫn P gọi là anode (A), đầu nối với bán dẫn N gọi là cathode (C). Đặc tính Von-Ampe của Diode biểu thị A C P N quan hệ I(U) giữa dòng điện qua Diode và điện áp đặt vào hai cực Diode A C Đặc tính Von-Ampe tĩnh của Diode có Hình 1.4 Cấu tạo của Diode công suất hai nhánh. Nhánh thuận: ứng với phân áp thuận thì dòng điện đi qua Diode tăng theo điện áp. Khi điện áp đặt vào Diode vượt một ngưỡng Un cỡ 0,1V-0,5V và chưa lớn lắm thì đặc tính có dạng Parabol (đoạn 1). Khi điện áp lớn hơn thì đặc tính gần như đường thẳng (đoạn 2). Điện trở thuận của Diode ở một điểm nào đó trên đặc tính thường nhỏ và có ∆I thể tính theo: Rth = = tgỏ. Đó chính là nghịch đảo của giá trị đạo hàm dI/dU ∆U của đặc tính tại điểm tính điện trở. Nhánh ngược: ứng với phân áp ngược. Lúc đầu điện áp ngược tăng thì dòng điện ngược (dòng điện rò) rất nhỏ cũng tăng nhưng rất chậm (đoạn 3). Tới điện áp ngược |U| > 0,1V thì dòng điện ngược có trị số nhỏ khoảng vài mA và gần như giữ nguyên. Sau đó, khi điện áp ngược đủ lớn |U| > U ng.max thì dòng điện ngược tăng nhanh (đoạn 4) và cuối cùng (đoạn 5) thì Diode bị đánh thủng. Lúc này, dòng điện ngược tăng Ith V 2 V vọt dù có giảm điện áp. Điện áp này A C A C gọi là điện áp chọc thủng. Diode bị phá A A - .... + + - hỏng, để đảm bảo an toàn cho Diode, 1 U ng Ungmax 0 I ta nên chọn Diode làm việc với điện áp U U th 4 3 ngược điện áp ~ 0,8 Ung.max. Với Ung < 5 Un 0,8 Ung.max thì dòng điện rò qua Diode I ng nhỏ không đáng kể và Diode coi như ở
trạng thái khoá. Hình 1.5 Đặc tính Von-Ampe của Diode Vùng khuỷu là vùng điện trở ngược của Diode đang từ trị số rất lớn chuyển sang trị số rất nhỏ dẫn đến dòng điện ngược từ trị số rất nhỏ trở thành trị số rất lớn. Từ đặc tính V.A của Diode, có thể thấy Diode (do tính chất đặc biệt của lớp tiếp xúc P-N) chỉ cho dòng điện chảy qua từ anode A sang cathode C khi phân áp thuận và không cho dòng điện qua từ cathode C sang anode A khi phân áp ngược. Đặc tính của Diode thực là một đường phi tuyến (không thẳng) (đường a hình 1.6). Đặc tính V.A của một Diode lý tưởng là nhữngđoạn thẳng (đường b hình 1.6) vì khi phân áp thuận, điện trở R AC là bằng 0, dòng điện thuận coi như ngắn mạch, còn khi phân áp ngược điện trở RAC là vô cùng, không có dòng điện ngược. Đặc tính V.A của Diode còn thay đổi theo nhiệt độ (hình 1.7). I IAC t2 t1 b a b 0 a UAC 0 UAC t1 t2 t2>t1 Hình 1.6 Đặc tính V_A của Diode Hình 1.7 Đặc tính Von-Ampe của thực và Diode lý tưởng Diode phụ thuộc nhiệt độ Qua đặc tính V.A cho thấy tuỳ theo điều kiện phân áp mà Diode có thể dẫn dòng hay không dẫn dòng. Diode là một van (valve) bán dẫn. Tính chất này được sử dụng để chỉnh lưu (nắn) dòng điện xoay chiều thành một chiều. Khi nối một Diode vào giữa một nguồn điện xoay áp chiều vào phụ tải Diode sẽ dẫn dòng ở nửa chu kỳ còn lại vì phân áp ngược. Sự chuyển đổi thông = khoá của Diode là không tức thời mà cần có một thời gian nhất định. toff – thời gian cần để Diode chuyển từ trạng thái thông sang trạng thái khoá. ton – thời gian cần để Diode chuyển từ trạng thái khoá sang trạng thái thông (dẫn). Chính vì vậy, nếu tần số điện áp xoay chiều quá lớn thì Diode bình thường có thể không tạo được chế độ khoá.
1.3 TRANSISTOR CÔNG SUẤT 1.3.1 Đặc điểm chung Transitor công suất có cấu tạo tương tự như Transitor thường với các loại như NPN hay PNP. Điểm khác cơ bản với Transitor thường là Transitor công suất thường được sử dụng như 1 khoá đóng cắt điện tử. Tiếp giáp có diện tích hàng mm2 và nó có thể cho dòng điện qua hàng chục hay hàng trăm Ampe, chịu được tần số đóng cắt cao và điện áp làm việc lớn. Nó còn được gọi là phần tử khuếch đại chuyển mạch. Nghĩa là Transitor có hai điểm làm việc khác biệt. Hình dưới đây mô tả sơ đồ một bộ khuếch đại chuyển mạch. +Us R1 R2 U out U in t t Hình 1.9 Bộ khuếch đại chuyển mạch Như vậy, một Transitor làm việc ở trạng thái khoá điện tử thì nó chỉ làm việc ở hai trạng thái đóng hoặc cắt hay dẫn hay không dẫn. 1.3.2 Đường đặc tính làm việc Đường đặc tính làm việc của Transitor ở trạng thái đóng cắt được ch như hình vẽ. Trong vùng đặc tính đầu ra, Transitor chỉ có hai điểm làm việc: đóng hoặc cắt hay dẫn hoặc ngưng dẫn. A Ub A4 Ucb = 0 Ib Uc A3 +Ub Rc 5,6 A2 R2 V1 Uout Uin R1 A1 Uce V Ub Uce Uce Uce Hình 10 Điểm làm việc của công tắc Transitor
Hình 10 cho thấy Transitor ngừng dẫn ở điểm làm việc A1 (dòng điện I B = 0) chỉ có một dòng điện rò ICEO phụ thuộc vào nhiệt độ của lớp bán dẫn. Nếu Transitor dẫn, thì điểm làm việc trong vùng đặc tính đầu ra tăng từ A1 đến A2. ở đây dòng điện cực đại thu I C tăng tuyến tính với dòng điện IB khi dòng điện IB tăng càng lớn thì điểm làm việc chuyển từ A2 vượt qua A3 đ ến A4. Đ ến đầy dòng điện IC tăng rất ít, có nghĩa là Transitor bị điều khiển quá mức. ở đây điên áp UCE giảm xuống bé hơn điện áp bão hoà UCEsat chúng được gọi là: UCErest 1.3.2 Sự điều khiển quá mức của Transitor Sự điều khiển quá mức là trạng thái hoạt động của Transitor, mà khi có dòng điện IB quá lớn chạy qua, nó lớn hơn cả dòng điện cần thiết để dòng I C đạt tới cực đại. ở điều khiển quá mức thì dòng điện I C thay đổi không còn tuyến tính với dòng IB nữa. Điểm điều khiển quá mức đạt đến nếu UBE = UCEsat có nghĩa là UCB = 0, Transitor được điều khiển quá mức nếu nó cần làm việc như là một công tắc. Sự điều khiển quá mức có ưu điểm sau là điện áp dư UCErest rất nhỏ, làm cho công suất tổn hao bé. Mức độ điều khiển quá mức được tính toán theo hệ số điều khiển quá mức u nó chính là tỉ số dòng điện IB thực tế và dòng điện IB’ cần thiết để Transitor điều khiển đến giới hạn UCB = 0. u = IB/IB’, Thông thường tỉ số này được chọn từ 2-5. 1.3.3 Khuếch đại chuyển mạch với tải là điện trở Bộ khuếch đại chuyển mạch bằng Transitor được ứng dụng rộng rãi là bộ chuyển mạch công suất. Trong trường hợp này tải có thể mắc trực tiếp với cực Collector. Hình 11 và 12 là sơ đồ nguyên lí của một bộ chuyển mạch công suất với tải là điện trở thuần và miền đặc tính lí tưởng của mạch. Độ dốc của đường làm việc trên hình 12 được xác định qua độ lớn của điện trở tải. ở điểm làm việc A1 (IB = 0A) Transitor không dẫn. ở điểm A2 thì Transitor dẫn. Vì Transitor điều khiển quá mức nên điện áp U CErest tương ứng nhỏ. Như vậy trong khi đóng cũng như trong khi ngắt mạch điện, điểm làm việc của mạch chuyển dời giữa điểm làm việc A1, A2 dọc theo đường thẳng làm việc đã đ ược điện trở thuần xác định. Trong thực tế không chỉ có các điện trở thuần mà có khi còn có điện dung hoặc điện cảm mắc trong mạch, ví dụ như cuộn dây Rơle hoặc cuộn dây của nam châm điện, độ tự cảm của chúng trực tiếp làm trở ngại đến quá trình chuyển mạch tiếp giữa các điểm làm việc. Khi ngắt mạch nhanh các điện cảm này, có thể xuất hiện đỉnh điện áp lớn hơn điện áp nguồn nuôi đặt vào
Transitor, do vậy mà có thể dẫn tới tình trạng phá hỏng Transitor. Vì vậy cần có biện pháp bảo vệ. Ic +Us A2 Rload R1 V1 A1 Uin Us Uce Hình 11 Hình 12 1.3.4 Khuếch đại chuyển mạch với tải là tụ điện Mạch khuếch đại chuyển mạch với tải là tụ điện và đường đặc tính tương ứng được mô tả trên hình 13 và 14. Mạch này cần thiết phải lắp thêm điên trở tải vì nếu không sẽ không có điểm làm việc A2 trong chế độ tĩnh. Ic +Us A2 Rload Cload R1 V1 A1 Ib= 0A Uin Us Uce Hình13 Hình 14 Chuyển mạch công suất với tải tụ điện Đường đặc tính làm việc với tải tụ điện 1.3.5 Khuếch đại chuyển mạch với tải là cuộn dây Sự hoạt động của bộ khuếch đại chuển mạch công suất với tải là cuộn dây và đường đặc tính tương ứng mô tả trên hình 15 và 16 Trong điểm làm việc A1, Transitor không dẫn. Không có dòng điện chạy qua Rload và Lload Cuộn dây không dự trữ năng lượng từ trường. Trong khoảnh khắc đóng mạch có sẵn dòng điện IB thì xuất hiện trong cuộn dây một sức điện động cảm ứng. Lúc đầu nó nhỏ hơn điện áp nguồn nuôi U B và nó nhỏ dần. Chính sức điện động cảm ứng này sinh ra dòng điện có chiều ngược với chiều dòng I C, nên dòng IC
bị tác động chỉ tăng từ từ. Điểm làm việc chuyển dời trong pham vi quá độ trên đường đặc tính mô tả là phía dưới theo chiều mũi tên tới làm việc A2. +Us Ic Rload A2 Co Diode bao Khong co Lload ve Diode bao ve R1 A1 Ib= 0A V1 Uin Us Uce Hình13 Hình14 Chuyển mạch công suất với tải điện Đường đặc tính làm việc với tải điện cảm cảm Ở điểm làm việc A2 Transitor dẫn một dòng collector nhất định. Dòng này chạy qua Rload và Lload. Trong cuộn dây lúc này dự trữ một năng lượng từ trường. Trong khoảnh khắc ngắt mạch, Transitor không dẫn, như vậy kéo theo một sự cùng đổ vỡ của từ trường và năng lượng dự trữ sẽ được giải phóng. Nó xuất hiện một sức điện động tự cảm UL mà cực dương của nó đặt trực tiếp vào cực C của Transitor, độ lớn của sức điện động tự cảm này phụ thuộc vào năng lượng dự tr ữ và sự nhanh hay chóng của quá trình ngắt (thời gian quá trình ngắt). Lúc này điểm làm việc chuyển dời trong phạm vi quá độ trên đường đặc tính phía trên theo hướng mũi tên tới điểm làm việc A1. Qua hiện tượng tự cảm, trong +Us quá trình ngắt mạch có thể sẽ xuất Rload hiện trên cực C của Transitor một điện áp quá cao, cao hơn cả điện áp UB. Lload Điều này có thể dẫn tới tình trạng làm hỏng Transitor, do đó các mạch có tải là R1 các cuộn dây thường cần có biện pháp V1 bảo vệ. Uin Một trong những biện pháp bảo vệ là người ta thực hiện theo sơ đồ Hình 15 Mạch bảo vệ bằng Diode cho hình 15 mạch khuếch đại chuyển mạch công suất
1.4. THYRISTOR (SCR-SILICON CONTROLLED RECTIFIER) 1.4.1 Cấu tạo, ký hiệu - Cấu tạo: Thyristior là một thiết bị gồm bốn lớp bán dẫn P1, N1, P2, N2 ghép lại. Tạo nên 3 cực anode A, Cathode K và Gate G Về lý thuyết có hai loại Thyristor: Thyristor kiểu N hay Thyristor có cực điều khiển G nối với vùng N gần anode, có ký hiệu như trên hình a: Thyristor kiểu P hay Thyristor có cực điều khiển G nối với vùng P gần cathode, có ký hiệu như trên hình b: Trong thực tế thường gặp Thyristor kiểu N A K A A G P1 JA N1 JC P2 N2 JK G A G K G K K Hình 1. Hình1. Ký hiệu Thyristor a. Cấu tạo Thyristor b. Hình dáng bên ngoài Về cấu trúc Thyristor được tạo nên từ một đĩa silic đơn tinh thể loại n có điện trở suất rất cao. Trên lớp đệm bán dẫn loại P có cực điều khiển bằng dây nhôm. Các chuyển tiếp được tạo nên nhờ kỹ thuật bay hơi Gali. Lớp tiếp xúc giữa anode và cathode làm bằng đĩa Molipden hay túngten có điểm nóng cgảy gần bằng Silic. Cấu tạo có dạng đĩa để dễ tản nhiệt. Để giải thích rõ sự làm việc Thyristor ta xét chi tiết các lớp bán dẫn bên trong Thyristor.
a. Lớp cathode là bán Cathode dẫn loại dãn bình thường N rất mỏng Gate (10-100µm) có mật độ điện tử rất Lí p Cathode cao, ≈ 10 cm , do vậy khi dòng điện 14 -3 + + +N+ + + thuận qua sẽ tạo nhiều điện tử ở lớp -Lí-p-®iÒu khiÓ- - - - - - - - P -- -- n - ++++++++++++ điều khiển. Lớp Cathode có dòng Lí p ch¾n N điện ngược lớn nhưng chỉ chịu điện ++++++++++++ áp thấp vì chiều dày bé. -- -- -- -- -- -- -- -- Lí p Anode P b. Lớp điều khiển là bán dẫn loại P rất mỏng cỡ 10µm, có Anode mật độ điện tử trung bình, do vậy hầu hết các điện tử xuất phát từ Cathode đều tới được lớp điều khiển. c. Lớp chắn là lớp bán dẫn loại N dày nhất có mật độ điện tử thấp nhất, do đó có dòng điện ngược (dòng điện rò) nhỏ và chịu được điện áp ngược lớn. d. Lớp anode là bán dẫn loại P có chiều dày và mật độ trung bình. Lớp sát vỏ anode có mật độ điện tích rất cao làm gảim điện trở thuận. Lớp anode có dòng điện ngược nhỏ và chịu gần như toàn bộ điện áp ngược đặt lên Thyristor. Lớp chắn càng dày càng chịu được điện áp ngược lớn, nhưng tần số chuyển mạch sẽ giảm bởi vì điện tích tích luỹ khi dẫn sẽ nhiều hơn. Thyristor 300A, 200V có lớp Silic đường kính 30mm, dày 0,7mm 1.4.2 Sự hoạt động của Thyristor a. Thyristor phân cực ngược b. Thyristor phân cực ngược c. Đặc tính Volt Ampe của Thyristor (Gồm 4 đoạn). IT ITM D B IL UBR URRM IH C 0 UDRM UBO UT A
- Đoạn 1: Trạng thái khoá của Thyristor. Khi u tăng đến uch (u chuyển trạng thái) bắt đầu quá trình tăng nhanh của dòng điện, Thyristor chuyển sang trạng thái mở. - Đoạn 2: Giai đoạn ứng với phân cực thuận J2, mỗi một lượng tăng nhỏ của dòng điện ứng với một lượng giảm lớn của điện áp đặt trên Thyristor. - Đoạn 3: Trạng thái mở của Thyristor J1, J2, J3 trở thành mặt ghép dẫn điện. - Đoạn 4: Thyristor bị đặt áp ngược -> Thyristor bị chọc thủng ( do u tăng nên ing cũng tăng lên). d. Các thông số cơ bản của Thyristor. - Các thông số cơ bản là những thông số dựa vào đó ta có thể l ựa chọn một Thyristor cho một ứng dụng cụ thể nào đó. - Giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua Thyristor Itb. Đây là giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua Thyristor với điều kiện nhiệt độ của cấu trúc tinh thể bán dẫn của Thyristor không vượt quá một giá tr ị cho phép. Trong thực tế dòng cho phép chạy qua Thyristor còn phụ thuộc vào các điều kiện làm mát cưỡng bức nhờ quạt gió hoặc dùng nước để tải lượng nhiệt toả ra nhanh hơn. Nói chung có thể lựa chọn dòng điện theo các điều kiện làm mát như sau: + Làm mát tự nhiên: Dòng sử dụng cho phép đến 1/3 dòng Itb. + Làm mát cưỡng bức bằng quạt gió: dòng sử dụng bằng 2/3 dòng Itb. + Làm mát cưỡng bức bằng nước: có thể sử dụng đến 100% dòng Itb. - Điện áp ngược cho phép lớn nhất UngMax. Đây là giá trị điện áp ngược lớn nhất cho phép đặt lên Thyristor. Trong các ứng dụng phải đảm bảo rằng tại bất kì thời điểm nào điện áp giữa anốt và catốt: uAk ≤ ungMax phải được chọn ít nhất bằng 1,2 ÷ 1,5 lần giá trị biên độ lớn nhất của điện áp trên sơ đồ. - Thời gian phục hồi tính chất khoá Thyristor t r (às). Đây là thời gian tối thiểu phải đặt điện áp âm nên giữa anốt và catốt của Thyristor sau khi dòng anôt và catôt đã về không, trước khi lại có thể có điện áp U Ak dương mà Thyristor vẫn khoá nên t r là một thông số dất quan trọng của Thyristor. 1.4.3 Đặc tính điều khiển Đặc tính điều khiển cho quan hệ giữa điện áp U G theo dòng điện IG có dạng gần giống như ở Diode. Đối với các Thyristor có cùng một series, do sự phân tán của các đặc trưng trong các miền P2 và N2, các đặc tính này tạo nên một miền giữa các giới hạn max và min của điện trở.
UG max UGM min UG PGM 0 IG IGM iG Hình 1. Đặc tính điều khiển của Thyristor Trên đặc tính điều khiển miền gạch chéo đảm bảo Thyristor được mồi chắc chắn. Đường nét đứt là đường giới hạn công suất điều khiển (UGM.IGM) cực đại. UGM giới hạn điện áp điều khiển cực đại IGM giới hạn dòng điện điều khiển cực đại IG dòng điện điều khiển nhỏ nhất ở nhiẹt độ bất kỳ UG điện áp điều khiển nhỏ nhất ở nhiệt độ bất kỳ Đặc tính dòng - áp của Thyristor ở trạng thái dẫn có thể được làm gần đúng bằng đoạn thẳng: UT = UO + r.iT Khi nhiệt độ tăng thì r tăng còn UO giảm. Hệ số quá tải I2t của Thyristor được xác định giống như Diode và bằng 1 2 I T T trong đó IT là dòng quá tải cực đại. 2 1.4.4 Đặc tính động a. Chuyển mạch đóng b. Hạn chế tốc độ tăng dòng điện di/dt Khi Thyristor bắt đầu mở không phải mọi điểm trên tiết diện tinh thể bán dẫn của nó đều dẫn dòng đồng đều. Dòng điện sẽ chạy qua bắt đầu ở một số điểm, gần với cực điều khiển sau đó sẽ lan toả dần sang các điểm khác trên toàn bộ các tiết diện. Nếu tốc độ tăng dòng quá lớn có thể dẫn đến mật độ dòng điện ở các điểm dẫn ban đầu quá lớn, sự phát nhiệt cục bộ quá mãnh liệt có thể dẫn đ ến hỏng cục bộ, từ đó dẫn đến hỏng toàn bộ tiết diện tinh thể bán dẫn. Tốc đ ộ tăng dòng cho phép cũng phân biệt ở Thyristor tần số thấp có di/dt khoảng 50 ÷ 100 (A/µs). Với các Thyristor có tần số cao di/dt khoảng 500 ÷ 200 (A/µs). Trong các bộ biến đổi phải luôn luôn có biện pháp đảm bảo tốc độ tăng dòng ở dưới giá tr ị cho
phép. Điều này đạt được nhờ mắc nối tiếp các phần tử bán dẫn những điện kháng nhỏ, lõi không khí hoặc đơn giản là các xuyến ferit lồng lên nhau, các xuyến ferit được dùng phổ biến vì cấu tạo đơn giản, dễ thay đổi điện cảm bằng cách thay đổi số xuyến lồng lên thanh dẫn. Xuyến ferit còn có tính chất của cuộn cảm bão hoà, khi dòng qua thanh dẫn còn nhỏ, điện kháng sẽ lớn để hạn chế tốc độ tăng dòng. Khi dòng đã lớn ferit sẽ bị bão hoà từ điện cảm giảm dần gần như bằng không. Vì vậy cuộn kháng kiểu này không gây sụt áp trong chế độ dòng định mức chạy qua dây dẫn. 1.4.5 Khoá Thyristor a. Thời gian khoá Một khi Thyristor đã mở thì sự hiện diện của tín hiệu điều khiển I g không còn là cần thiết nữa . Để khoá Thyristor có 2 cách: Cách 1: Khoá bằng cách giảm dòng điện ở anốt đang dẫn xuống dưới mức giá trị của dòng điện duy trì. Khi Thyristor được phân áp thuận thì lớp J 2 có điện trở lớn làm cho dòng qua Thyristor rất nhỏ -> Thyristor bị khoá lại. Cách 2: Đặt 1 điện áp ngược lên Thyristor (biện pháp thường dùng).. Khi đặt điện áp ngược lên Thyristor có u AK< 0, hai mặt ghép J1 và J3 bị phân cực ngược, J2 phân cực thuận. Những điện tử trước thời điểm đảo cực tính u AK, đang có mặt tại P1, N1, P2 bây giờ đảo chiều hình thành nên dòng điện ngược chảy từ catốt về anốt và về cực âm của nguồn điện ngoài. Lúc đầu của quá trình từ to đến t1, dòng điện ngược khá lớn sau đó J1, J3 trở nên cách điện. Còn lại một ít điện tử ở giữa hai mặt ghép J 1 và J3, hiện tượng khuyếch tán sẽ làm chúng ít dần đi cho đến hết và J2 khôi phục lại tính chất của mặt ghép điều khiển. Thời gian khoá toff tính từ khi bắt đầu có điện áp ngược cho tới dòng điện ngược bằng không (t2). Đấy là khoảng thời gian mà ngay sau đó nếu mà đặt điện áp thuận nên Thyristor, Thyristor cũng không mở. Trong bất kỳ trường hợp nào cũng không được đặt Thyristor dưới điện áp khi Thyristor chưa bị khoá, nếu không có thể có nguy cơ gây ngắn mạch nguồn . Ta có Thyristor mở + uAK Thyristor khoá. Việc khoá Thyristor bằng đặt điện áp ngược được thực hiện bằng cách ấn nút K (Hình b). b. Hạn chế khôi phục điện áp thuận du/điện tử Thyristor được sử dụng như một phần tử có điều khiển nghĩa là mặc dù khi được phân cực thuận (UAK>0) nhưng vẫn có tín hiệu điều khiển thì nó mới cho phép
dòng điện chạy qua. Thyristor được phân cực thuận phần lớn điện áp rơi trên lớp tiếp giáp J2 như được chỉ ra trên hình: Lớp tiếp giáp J2 bị phân cực ngược nên độ dày của nó nở ra tạo nên vùng không gian nghèo điện tích, cản trở dòng điện chạy qua, vùng không gian này có thể coi như một tụ có điện có điện dung CJ2. Khi có điện áp biến thiên với tốc độ lớn dòng điện của tụ có thể có giá trị đáng kể, đóng vai trò như dòng điều khiển, kết quả là Thyristor có thể mở ra khi chưa có tín hiệu điều khiển vào cực điều khiển G. Tốc độ tăng điện áp là một thông số phân biệt Thyristor tần số thấp với các Thyristor tần số cao. ở Thyristor tần số thấp du/dt vào khoảng 50 ÷ 200 (V/µs) với các Thyristor có tần số cao du/dt vào khoảng 500 ÷ 2000(V/µs). 1.4.6 Khả năng mang tải Khả năng chịu áp và dòng cũng như khả năng quá tải được xem xét tương tự như Diode. Điện thế ngược cực đại có thể lặp lại uRRM và điện thế khoá uDRM thường bằng nhau và cho biết các giá trị điện áp lớn nhất tức thời cho phép xuất hiện trên Thyristor bởi vì điện thế cực đại không lặp lại của Thyristor thường không được biết. Khả năng chịu áp của Thyristor đạt đến hàng chục kV, thông thường ở mức từ 5-7kV dòng điện trung bình đạt đến khoảng 5000A. Độ sụt áp khi dẫn điện nằm trong khoảng từ 1,5-3V. Phần lớn các Thyristor được làm mát bằng không khí. 1.4.7 Cathode ngắn và anode ngắn a. Cathode ngắn b. Anode ngắn 1.4.8 Các Thyristor đặc biệt a. Thyristor cổng khuếch đại b. Thyristor nhanh c. Thyristor không đối xứng d. Thyristor dẫn ngược 1.5. Triac (Triode Alternative Current) a. Cấu tạo và ký hiệu của Triac
MT2 P2 N3 N1 P1 N4 MT1 G MT 2 Tr N2 P2 N1 P1 G MT1 Triac là linh kiện có thể dẫn dòng điện đi theo cả hai chiều. Vì vậy định nghĩa dòng thuận hay dòng ngược đều không có ý nghĩa, tương tự cho khái niệm điện áp ngược. Việc kích dẫn Triac thực hiện nhờ xung dòng điện đưa vào cổng điều khiển G. Điều kiện để Triac đóng điện là đưa xung dòng kích vào cổng điều khiển trong điều kiện tồn tại điện áp trên linh kiện khác là bằng không. Giống như Thyristor, không thể điều khiển ngắt dòng quia Triac. Triac sẽ ngắt theo quy luật như đã giải thích đối với Thyristor. b. Mô tả và chức năng Việc đóng mở Triac được thực hiện nhờ một cổng duy nhất G và xung dòng kích vào cổng G có chiều bất kỳ. Bởi vì Triac dẫn điện cả hai chiều nên chỉ có hai trạng thái, trạng thái dẫn và trạng thái khoá. Mặc dù vậy có thể định nghĩa Triac có chiều thuận và chiều nghịch. c. Đặc tính V-A Đặc tính V-A của Triac tương tự như của Thyristor do khả năng dẫn điện theo cả hai chiều đặc tính của Triac có dạng đối xứng qua tâm toạ độ. Cần nói thêm về đặc tính cổng điều khiển. Việc kích Triac có thể chia ra làm các tr ường hợp: - Mở bằng xung điều khiển UGT1> 0 khi UT2T1> 0 - Mở bằng xung điều khiển UGT1< 0 khi UT2T1> 0 - Mở bằng xung điều khiển UGT1< 0 khi UT1T2> 0 - Mở bằng xung điều khiển UGT1> 0 khi UT1T2> 0 Mặc dù có thể tạo dòng kích có dấu tuỳ ý, nhưng thực tế việc kích thuận lợi hơn khi dòng kích dương cho trường hợp dòng qua triac dương và dòng kích âm khi dòng qua triac âm. d. Các tính chất động e. Khả năng chịu tải a. Định mức điện áp: Xác định theo điện áp khoá cực đại có thể lặp lại. nó bằng nhau cho cả hai hướng uDRM = uRRM. Điện áp cực đại không lặp lại không được biết.