Điện tử công suất - Đoàn Quang Vinh

Chia sẻ: Hoàng Văn Nhật | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:234

Thêm vào BST

Báo xấu

478
lượt xem 148
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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 Các linh kiện điện tử công suất chỉ làm chức năng đóng cắt dòng điện – các van

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Điện tử công suất - Đoàn Quang Vinh

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 dqvinh@dut.udn.vn 0903 586 586 1
CHƯƠNG 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 Các linh kiện điện tử Điều khiển Động lực công suất chỉ làm chức năng đóng cắt IC dòng điện – các van IB • Thời điểm • Công suất 3
Transistor điều khiển: Khuyếch đại IC R 3 UCE = UCE1 B iC U R 1 b a U iB C U C E = U - R IC IB 2 > IB 1 uC E A B IB 1 > 0 A E IB = 0 uBE iE 2 IB 2 UCE1 U IB U BE < 0 UCE Transistor công suất: đóng cắt dòng điện 4
Đặc tính Volt – Ampe của van công suất lý tưởng i i b c a điều khiển u d u 5
Đối tượng 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 BBĐ điện áp xoay chiều (BĐAX) một chiều • Biến tần (BĐXA) Nghịch lưu 6
1. 2. Các linh kiện điện tử công suất 1.2.1 Chất bán dẫn - Lớp tiếp giáp P - N Chất bán dẫn: Ở nhiệt độ bình thường có độ dẫn điện nằm giữa chất dẫn điện và chất cách điện Loại P: phần tử mang điện là lỗ trống – mang điện tích dương Loại N: phần tử mang điện là các electron – mang điện tích âm J + + + + - - - - P + + + + - - - - N + + + + - - - - + + + - - - P + + + - - - N + + + - - - Miền bão hòa 7 - Cách điện
Phân cực ngược P N + + + - - - - + + + - - - + + + + - - - Miền bão hòa - Cách điện P N + - - + - + + - Miền bão hòa - Cách điện 8
Phân cực thuận P N + + + - - - + + + + - - - - + + + - - - Miền bão hòa - Cách điện + - i 9
1.2.2 Diode Cấu tạo, hoạt động uF iF Hướng thuận A node K ato d e P N A K A K iR Hướng ngược uR R: reverse – ngược F: forward – thuận 10
Đặc tính V – A i Diode lý tưởng Nhánh thuận – mở Hai trạng thái: mở – đóng I F [A ] Nhánh ngược u – đóng Diode thực tế 100 Nhánh thuận – mở 50 U [B R ] U R [V ] U F [V ] 800 400 0 1 1 ,5 UTO Nhánh ngược – đóng T = 160 C o UTO: điện áp rơi trên diode dU R 20 rR  j o T = 30 C dU F dI R j U RRM 30 rF  điện trở động ngược dI F I [m A ] U RSM R điện trở động thuận UBR: điện áp đánh thủng 11
Đặc tính động của diode I • UK: Điện áp chuyển mạch L • trr: Thời gian phục hồi khả năng đóng UK S • irr: Dòng điện chuyển mạch – phục hồi - + t rr Qr   irr dt Ð óng S : điện tích chuyển mạch 0 iF iF iF = I t rr 0 ,1 i rrM O t i rr Quá áp trong iR i rrM iR i rr Qr uF t O Uk uR = U k uR uRM 12
Bảo vệ chống quá áp trong V Mở Đóng R C t O iR C uR V L i rr iR C iL O t Uk i rr Uk - + i L  irr  iRC u  U  L diL R k dt 13
Các thông số chính của diode I F [A ] Điện áp: 100 • Giá trị điện áp đánh thủng UBR • Giá trị cực đại điện áp ngược lập lại: Nhánh thuận – mở URRM 50 • Giá trị cực đại điện áp ngược không lập U [B R ] U R [V ] U F [V ] lại: URSM 800 400 0 1 1 ,5 Nhánh ngược Dòng điện - nhiệt độ làm việc – đóng o T = 160 C 20 j • Giá trị trung bình cực đại dòng điện o T = 30 C j 30 thuận: IF(AV)M U RRM • Giá trị cực đại dòng điện thuận không I [m A ] U RSM R lập lại: IFSM 14
Diode thực tế: IDB30E60 – Infineon Technologies 15
1.2.3 Transistor lưỡng cực (BT) (Bipolar Transistor) Cấu tạo, hoạt động C C P N B B N P P N E E R R iC iC U U C iB C iB uC E uEC B B E E iE uEB iE uBE 16
Đặc tính Volt – Ampe Miền mở bão hòa IC UCE = UCE1 U B Mở R b a • Đặc tính ngoài IC = f(UCE) U C E = U - R IC IB 2 > IB 1 • Đặc tính điều khiển IC = f(IB) A A IB 1 > 0 IB = 0 Đóng IB 2 UCE1 U IB U BE < 0 UCE Miền đóng bão hòa 17
IC E a) IB = 0 U B R (C E 0) IC E 0 U B R (C E R ) IC E R U B R (C E S ) IC E S U B R (C E U ) IC E U O U CE0 U CES UCE U CER U CEU b) c) RB RB IC E U + - + -I B U BE -I B U BE - + - • 0 … Hở mạch B – E (IB = 0) • R … Mạch B – E theo hình b) • S … Ngắn mạch B – E (RB 0) • U … Mạch B – E theo hình c) 18
Quá trình quá độ của transistor iB IB 0 .9 I B 0 .1 I B O t td tr ts tf iC uC E 0 .1 I C 0 .9 I C 0 .1 I C IC O to n t o ff 19
Mạch trợ giúp đóng mở Các thông số chính Điện áp: Dr Z iD • Giá trị cực đại điện áp colector – emitor UCE0M khi D2 L2 IB = 0 R2 • Giá trị cực đại điện áp DAS emitor – bazơ UEB0M khi IC i1 iC C =0 i RB Dg iB D1 DC Dòng điện: Giá trị cực đại D’g của các dòng điện IC, IB, IE (Điện tử công suất – Nguyễn Bính) 20