Bài giảng Điện tử công suất - Lê Văn Doanh

Tài liệu này cung cấp thông tin tham khảo về điện tử công suất, bao gồm các khái niệm cơ bản, các linh kiện điện tử công suất, các bộ biến đổi công suất và các phương pháp điều khiển. Tài liệu này hướng đến đối tượng là sinh viên, kỹ sư và những người quan tâm đến lĩnh vực điện tử công suất.

Tài liệu này phù hợp với sinh viên, kỹ sư điện, và những người quan tâm đến lĩnh vực điện tử công suất, cung cấp kiến thức nền tảng và chuyên sâu về các linh kiện, bộ biến đổi và phương pháp điều khiển trong lĩnh vực này.

Tài liệu này trình bày một cách có hệ thống các kiến thức cơ bản và chuyên sâu về điện tử công suất, bao gồm:

1. **Các Linh Kiện Điện Tử Công Suất:**
* **Diode:** Trình bày cấu tạo, hoạt động, đặc tính V-A, đặc tính động và các thông số chính của diode, bao gồm cả diode lý tưởng và diode thực tế.
* **Transistor Lưỡng Cực (BJT):** Mô tả cấu tạo, hoạt động, đặc tính Volt-Ampere và quá trình quá độ của transistor, cùng các thông số chính và mạch trợ giúp đóng mở.
* **Transistor Trường MOSFET:** Giới thiệu cấu tạo, hoạt động và đặc tính động của MOSFET.
* **Transistor Lưỡng Cực Cổng Cách Ly (IGBT):** Trình bày cấu tạo, hoạt động và đặc tính động của IGBT.
* **Thyristor:** Mô tả cấu tạo, hoạt động, điều kiện mở và đóng, đặc tính Volt-Ampere, đặc tính điều khiển và đặc tính động của Thyristor, bao gồm cả Thyristor lý tưởng và Thyristor thực tế.
* **GTO (Gate Turn-Off Thyristor):** Trình bày cấu tạo và đặc tính động của GTO.
* **Triac:** Mô tả đặc tính Volt-Ampere và ứng dụng của Triac.

2. **Các Khái Niệm Cơ Bản trong Điện Tử Công Suất:**
* **Năng lượng tích lũy và giải phóng từ cuộn kháng.**
* **Nhịp và sự chuyển mạch:** Định nghĩa và phân loại các loại chuyển mạch (tự nhiên, cưỡng bức, trực tiếp, gián tiếp, nhiều tầng), điện áp chuyển mạch, thời gian chuyển mạch và góc chuyển mạch.
* **Các đường đặc tính:** Đặc tính ngoài (tải) và đặc tính điều khiển.
* **Hệ số công suất của bộ biến đổi:** Định nghĩa và phân tích hệ số công suất, độ méo dạng tổng (THD) và hệ số méo dạng (DF).

3. **Thiết Bị Chỉnh Lưu:**
* **Khái niệm chung và ứng dụng của chỉnh lưu.**
* **Đặc điểm của điện áp và dòng điện chỉnh lưu:** Trình bày số xung đập mạch, dòng điện liên tục và gián đoạn.
* **Chỉnh lưu hình tia m-pha:** Phân tích chỉnh lưu không điều khiển và có điều khiển, chế độ chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc.
* **Chỉnh lưu hình cầu:** Phân tích chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hoàn toàn, bán điều khiển, và có diode V0.
* **Hiện tượng trùng dẫn:** Ảnh hưởng của trùng dẫn đến góc an toàn của thyristor và sụt áp.
* **Chỉnh lưu có đảo chiều dòng điện - bốn góc phần tư.**
* **Máy biến áp động lực.**
* **Các nguyên tắc điều khiển chỉnh lưu (thẳng đứng tuyến tính, arccos).**

4. **Bộ Biến Đổi và Bộ Khóa Một Chiều:**
* **Khái niệm chung và phân loại bộ biến đổi một chiều.**
* **Bộ khóa một chiều.**
* **Nguyên lý làm việc của các bộ biến đổi xung (giảm áp, tăng áp, xung giá trị điện trở).**
* **Bộ chuyển mạch và phân tích bộ chuyển mạch của bộ biến đổi xung áp.**
* **Nguyên tắc điều khiển bộ biến đổi xung áp (độ rộng xung, tần số xung, hai giá trị).**
* **Các bộ biến đổi xung nhiều góc phần tư (đảo chiều dòng điện, điện áp, bốn góc phần tư).**

5. **Thiết Bị Nghịch Lưu:**
* **Khái niệm chung và phân loại nghịch lưu.**
* **Sơ đồ nguyên lý của nghịch lưu cầu và tia một pha, nghịch lưu cầu ba pha.**
* **Nghịch lưu áp:** Phân tích dòng công suất hữu công và phản kháng, nghịch lưu áp cầu và tia một pha, nghịch lưu áp cầu ba pha, và điều khiển nghịch lưu áp cầu ba pha.
* **Nghịch lưu dòng:** Phân tích hai chức năng của bộ chuyển mạch và nguyên lý hoạt động của nghịch lưu dòng một pha và ba pha.

6. **Thiết Bị Biến Tần:**
* **Khái niệm chung và phân loại biến tần.**
* **Biến tần trực tiếp:** Mô tả nguyên lý hoạt động và hạn chế của biến tần trực tiếp.
* **Biến tần gián tiếp:** Phân tích biến tần nguồn áp và nguồn dòng.

7. **Bộ Khóa Xoay Chiều và Thiết Bị Biến Đổi Điện Áp Xoay Chiều:**
* **Khái niệm chung và phân loại.**
* **Bộ khóa xoay chiều một pha và ba pha.**
* **Thiết bị biến đổi điện áp xoay chiều một pha và ba pha.**

8. **Bảo Vệ và Điều Khiển Các Thiết Bị Biến Đổi:**
* **Bảo vệ các phần tử điện tử công suất:** Công suất tổn thất, làm mát, bảo vệ dòng điện (cầu chì), và bảo vệ quá áp (mạch R-C).
* **Điều khiển các thiết bị biến đổi:** Khuyếch đại thuật toán, mạch so sánh, mạch tích phân, mạch vi phân, mạch tạo xung chuẩn sử dụng IC 555.