zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng Điện tử công suất _ Chương 1

Chia sẻ: Bùi Xuân Dũng | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:8

Báo xấu

117
lượt xem 26
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

1.1. Điốt công suất: * Khái niệm: gồm 2 lớp bán dẫn p-n ghép thành. Khi điốt cho dòng định mức chảy qua thì điện áp rơi trên điôt khoảng 1 đến 2V Điốt chịu được dòng lớn nhất cỡ 10A, 100A, 1000A và điện áp ngược lớn gọi là điốt công công suất * Kí hiệu:

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tử công suất _ Chương 1

Bài giảng Điện tử công suất Chương 1: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC PHẦN TỬ BÁN DẪN CÔNG SUẤT 1.1. Điốt công suất: * Khái niệm: gồm 2 lớp bán dẫn p-n ghép thành. Khi đi ốt cho dòng đ ịnh m ức chảy qua thì điện áp rơi trên điôt khoảng 1 đến 2V Điốt chịu được dòng lớn nhất cỡ 10A, 100A, 1000A và điện áp ngược lớn gọi là điốt công công suất * Kí hiệu: A A P ` N K K Khi UAK > 0, Ia # 0 thì Đ mở, thông, dẫn Khi UAK < 0, Ia ≈ 0 thì Đ khoá, đóng, không dẫn lúc đó Iròngc > thì Đ bị chọc thủng  UAK >UDngcmax → Ingc >> * Đặc tính V-A của điôt Biên soạn: Trần Thị Huệ Trang Trang 1
Bài giảng Điện tử công suất (1) Khi U↑ thì I↑ (2)  AK VE → Đ khoá, Iròngc nhỏ U< (3)  AK UimĐiện áp ngược cực đaị mà điốt chịu được U< Khi  AK VE→ Điôt bị đánh thủng U> * Các thông số chủ yếu của điốt công suất: + Dòng điện thuần định mức I a: là dòng điện cực đại cho phép đi qua điôt trong thời gian dài khi điôt mở + Điện áp ngược định mức U AKmax: điện áp ngược cực đại cho phép đặt vào điôt trong một thời gian dài khi khoá điôt + Điện áp rơi định mức ∆ Ua: điện áp rơi trên điôt khi điôt mở và dòng điện qua điot bằng dòng điện thuận định mức + Thời gian phục hồi tính khoá Tk: là thời gian cần thiết để điôt chuyển từ trạng thái mở sang trạng thái khoá + Dòng điện ngắn hạn cực đại cho phép Iqt: Đó là dòng điện cực đại cho phép đi qua điôt ở trạng thái mở trong một thời gian ngắn. 1.2 Tranzitơ công suất: 1.2.1 Cấu tạo và kí hiệu: * Cấu tạo: - Trazito gồm 3 lớp bán dẫn P và N được ghép xen kẽ nhau. Người ta phân biệt 2 loại trazito: loại p-n-p và loại n-p-n, mỗi tranzito đều có một lớp giữa và hai lớp bên. - Lớp giữa gọi là lớp gốc(Base) ký hiệu là B, m ột lớp bên g ọi là l ớp phát (emitter) ký hiệu là E, Lớp bên khác gọi là lớp collector ký hiệu là C. Biên soạn: Trần Thị Huệ Trang Trang 2
Bài giảng Điện tử công suất 1.2.2 Nguyên tắc hoạt động và đặc tính của tranzitor: * Xét loại tranzitor N-P-N mắc theo sơ đồ phương thức chung Trong sơ đồ dòng điện gốc IB là dòng điều khiển và dòng điện góp IC là dòng động lực, lớp ghép giữa E và B kí hiệu là J EB và lớp ghép giữa B và C kí hiệu là JBC. * Đặc tính V-A: Khi UBE >0 và UBC< 0 lớp ghép JEB phân cực thuận và JBC phân cực ngược.Do đó các điện tử tự do( hạt mang điện đa số) dễ dàng chuy ển d ịch qua J EB từ E sang B, vì lớp B rất mỏng và nồng độ lẫn thấp nên hầu hết các điện tử chuyển từ E sang B đi đến gặp mặt ghép JCB, đến đây các điện tử được gia tốc bởi điện trường ngược ECB tiếp tục đi qua mặt ghép JCB đến C.Dòng điện tử này tạo nên dòng điện cực góp IC Để cân bằng về điện tích lớp B phải lấy các lỗ mới từ nguồn E B( ở trạng thái xác lập số lỗ mới bằng số điện tử tái hợp).Dòng các lỗ lấy từ nguồn E B tạo nên dòng điện gốc IB.Như vậy dòng điện tạo bởi các điện tử tự do đi từ E sang B là dòng điện phát IE : IE = IB + IC trong đó IB
Bài giảng Điện tử công suất - Trong điện tử công suất người ta dùng tranzito để đóng cắt tiếp điểm mạch điện. Khi IB = 0 ttranzito khoá, mạch điện bị cắt còn khi IB = Ibbh tranzito mơ bão hoà, mạch điện được đóng. 1.3 Tristo: 1.3.1 Cấu tạo và kí hiệu: * Cấu tạo: - Tiristo là một tinh thể bán dẫn gồm 4 lớp loại P và N xen k ẽ nhau, gi ữa các lớp này là các mặt ghép P-N được kí hiệu JA,JC,JK - Từ ba lớp P1, P2 và N2 người ta đưa ra các điện cực anốt A,điều khiển G và catôt K được kí hiệu như hình sau: * Kí hiệu: 1.3.2 Nguyên lí hoạt động và đặc tính V-A của tiristo * Đặt E > 0, UAK>0 (điện trường hay điện áp thuận lên Tiristo)thì J 1, J3 phân cực thuận; J2 phân cực ngược hình thành miền cách điện chính, trong J2 có điện trường nội Ei ↑↑E làm cho miền tiếp giáp J2 mở rộng, tính cách điện của J2 lớn →không có dòng trong Tiristo(IAK = IA = 0): tiristo khoá * Đặt điện áp thuận UAK > 0, E > 0 và thêm điện áp điều khiển U GK>0 thì các điện tử tự do chạy từ vùng N 2→P2 về cực G, xuất hiện dòng nội chạy từ G→K(IG) đồng thời các điện tử tự do khác N 2→P2 chạy đến J2 bắn phá các nguyên tử bán dẫn(Ge,Si) tạo ra các điện tử tự do mới. Các điện tử tự do t ừ N 2 đến kết hợp các điện tử tự do mới tiếp tục bắn phá tạo phản ứng dây chuyền nhanh nhiều làm cho vùng J2 từ tính chất cách điện thành dẫn điện, dòng điện tử chạy từ (K)→N2→P2→J2 →N1→J1→P1→(A) đó chính là dòng điện từ A→K(IA#0): tiristo mở Ia∈ tải Khi tiristo mở làm thế nào để khoá lại? + Đặt áp ngược lên tiristo UAK < 0 lúc đó J1,J3 phân cực ngược, J2 phân cực thuận các điện tử ngừng chuyển động Biên soạn: Trần Thị Huệ Trang Trang 4
Bài giảng Điện tử công suất + Dòng qua tiristo Ia ≤ IH (holding current) * Đặc tính V-A: là đặc tính biểu diễn mối quan hệ giữa Ua,Ia (1): tiristo khoá UAK>0, dòng rò thuận nhỏ (≈0) (2): điện trở âm U↓,I↑(đoạn tiếp giáp J2 từ cách điện trở thành dẫn điện) (3): đoạn làm việc ứng với đặc tính tải,Ia=Itải→Tiristo mở hoàn toàn Uch là điện áp chuyển Tiristo (4): đoạn đặc tính ngược U AK < U im = U Z tiristo khoá, dòng rò ngược không đáng kể U AK ≥ U im , dòng rò ngược>> làm cháy tiếp giáp nhanh →tiristo hư Khi UAK> Uch→tiristo tự mở, Ia∈ Itải 1.3.3 Các thông số chính của Tiristor * Điện áp thuận: là giá trị lớn nhất cho phép đặt vào Ti theo chiều thuận mà Ti không chuyển khoá thành dẫn * Điện áp ngược là giá trị điện áp đặt lên Ti theo chiều ngược mà Ti không b ị hỏng * Điện áp chuyển: là điện áp thuận lớn nhất khi d ặt vào Ti theo chi ều thì Ti chuyển khoá thành dẫn khi Io = 0 * Điện áp chọc thủng: là điện áp ngược lớn nhất đặt vào Ti theo chiều ngược gây ra hư hỏng * Dòng định mức: là giá trị trung bình của I đi qua Ti lớn nh ất mà Ti không b ị hỏng * Ig, Ug: là giá trị dòng và điện áp điều khiển nhỏ nhất đặt lên cực Ti làm Ti dẫn Biên soạn: Trần Thị Huệ Trang Trang 5
Bài giảng Điện tử công suất * Thời gian mở (tm) là khỏang thời gian tính từ lúc có xung kích vào Ti đến I = 0.9Iđm * Thời gian khoá (tk) là thời gian tính từ khi dòng điện qua nó = 0 đến khi trên anôt xuất hiện điện cực + mà Ti vẫn không dẫn * Tốc độ tăng dòng điện thuận cho phép (di/dt): là giá trị l ớn nh ất c ủa t ốc đ ộ tăng dòng không gây thủng Ti * Tốc độ tăng điện áp thuận cho phép (du/dt): là giá tr ị l ớn nh ất c ủa t ốc đ ộ tăng điện áp khi có điện áp thuận đặt lên Ti không làm Ti chuyển khoá thành dẫn 1.4 Triac: 1.4.1 Cấu tạo và kí hiệu: * Cấu tạo: Triac là một thanh bán dẫn gồm 6 lớp bán dẫn loại P và N xen k ẽ nhau * Kí hiệu: Mỗi triac có 5 mặt ghép P-N: J 1, J2, J3, J4, J5, có ba điên cực ra: điện cực T 2 tiếp xúc với 2 lớp P1 và N4, điện cực T1 tiếp xúc với 2 lớp P2 và N2, còn đầu ra G (điện cực điều khiển) tiếp xúc với P2 và N3, với cấu tạo như vậy mỗi triac tương đương với 2 tiristo Th1 và Th2 mắc song song ngược chiều nhau. Trong đó Th1 gồm các lớp P1, N1, P2, N2 còn Th2 gồm các lớp P2, N1, P1, N4. Hai tiristo này được điều khiển bằng một điện cực G chung 1.4.2 Đặc tuyến V-A và nguyên lý hoạt động * Đặc tuyến V-A: Đặc tuyến V-A của triac bao gồm hai đoạn đặc tính ở góc phần tư thứ nh ất và thứ ba mỗi đoạn đều giống như đặc tính thuận của một tiristo Biên soạn: Trần Thị Huệ Trang Trang 6
Bài giảng Điện tử công suất * Nguyên lý hoạt động: - Triac có thể mở theo 4 kiểu: + Mở bằng xung điều khiển UGT1>0 khi UT2T1>0 + Mở bằng xung điều khiển UGT10 + Mở bằng xung điều khiển UGT10 + Mở bằng xung điều khiển UGT1>0 khi UT1T2>0 - Trong thực tế thường dùng kiểu mở thứ nhất và kiểu mở thứ ba + Xét nguyên lý của kiểu mở thứ nhất: Khi U T2T1 > 0 mặt ghép J3 phân cực ngược, nếu tác dụng vào cực G một xung điện áp dương UGT1 thì các điện tử tự do(hạt mang điện đa số của N 2) dễ dàng chuyển dịch từ N2 qua P2 và tham gia bắn phá mặt ghép J3. Với UT2T1 và UGT1 đủ lớn, mặt ghép J3 dẫn điện và dòng điện dễ dàng đi qua triac theo chi ều t ừ T 2 đến T1 điều này tương ứng với các nhánh của đặc tuyến V-A trong góc vuông thứ 1 + Xét nguyên lý của kiểu mở thứ ba: Khi đặt điện áp ngược U T1T2>0, mặt ghép J2 phân cực ngược, nếu tác dụng vào cực G một xung điện áp âm UGT1
Bài giảng Điện tử công suất Như vậy Triac có thể mở theo hai chiều: - Chiều thuận từ T2 đến T1 khi UT2T1>0.UGT1>0 - Chiều thuận từ T1 đến T2 khi UT2T1

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.