Đồ án: Thiết kế và chế tạo mạch nghịch lưu một pha

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

NHÂN XET CUA GIAO VIÊN

̣ ́ ̉ ́

.............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..........................................................................................................

H ng Yên, tháng 6 năm 2009. ư

Giao viên h ng dân ướ ́ ̃

GVHD: …………

SVTH:…………….

Nguy n Văn A ễ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

L I NÓI Đ U

Ờ

Ầ

ậ ể

ẫ ẫ ấ ớ ự ệ ổ ủ ỹ ệ

ệ ế ị ế ề ủ ứ ằ ầ

ự ế ử ụ ầ ồ

ổ ầ ố ủ ệ ộ ượ ử ụ ề

ộ

nh ư ấ ớ ự ế ằ ế ụ ế ề

Ngày nay v i s phát tri n nhanh chóng c a k thu t bán d n công su t l n, các ấ ớ thi ượ ử ụ c s d ng t b bi n đ i đi n năng dùng các linh ki n bán d n công su t đã đ nhi u trong công nghi p và đ i s ng nh m đáp ng các nhu c u ngày càng cao c a xã ờ ố s d ng đi n năng ta c n thay đ i t n s c a ngu n cung c p, h i. Trong th c t ấ ệ ộ ế ị ố các b bi n t n đ t b đ t c s d ng r ng rãi trong truy n đ ng đi n, trong các thi ộ ộ ế ầ t b chi u sáng... B ngh ch l u là b bi n t n gián nóng b ng c m ng, trong thi ả ứ ộ ế ầ ị ế ế ị ti p bi n đ i m t chi u thành xoay chi u có ng d ng r t l n trong th c t ư ộ ổ trong các h truy n đ ng máy bay, t u thu , xe l a... ề ộ ệ ề ỷ ứ ử ầ

c h c t p và nghiên c u môn Đi n t ứ ượ ọ ậ

ấ ả ệ ụ ứ ấ ự ủ ệ ố Trong th i gian h c t p và nghiên c u, đ ọ ậ ủ

ầ ữ

ụ Thi c nh n đ án môn h c v i đ tài: “ ồ ế ọ ớ ề ờ ứ ể ắ ượ

ượ ứ ế ế ̀ ế ạ ậ ạ ứ ủ ế

ể ng d n ch b o nhi ặ ế ệ ả ỉ ả ệ ẩ ệ ệ ẫ

ướ ự ướ ỗ ự ủ

ế ờ

ớ ự ố ắ ồ ủ ỏ ự ế ậ ạ ồ

ượ ủ ế ầ ạ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ậ c hoàn thi n h n. ệ ử công su t và ng d ng c a nó trong các lĩnh v c c a h th ng s n xu t hi n đ i. Vì ạ ự ế v y đ có th n m v ng ph n lý thuy t và áp d ng ki n th c đó vào trong th c t , ế ể ậ t k va ch t o m ch ngh ch chúng em đ ị ậ ể c giao, chúng em đã v n d ng ki n th c c a mình đ ”. V i đ tài đ l u m t pha ụ ớ ề ộ ư ế t tìm hi u và nghiên c u lý thuy t, đ c bi t chúng em tìm hi u sâu vào tính toán thi ể ứ k ph c v cho vi c hoàn thi n s n ph m. D i s h t tình ụ ụ ế cùng v i s c g ng n l c c a các thành viên trong nhóm c a th y ầ Nguy n Văn A ễ ủ ứ chúng em đã hoàn thành xong đ án c a mình. Tuy nhiên do th i gian và ki n th c còn h n ch nên không tránh kh i thi u sót khi th c hi n đ án này. Vì v y chúng em ế ệ r t mong s nh n đ c nhi u ý ki n đánh giá, góp ý c a th y cô giáo, cùng b n bè ẽ ấ đ đ tài đ ượ ể ề ề ơ ệ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

Chúng em xin chân thành c m n! ả ơ

TÊN ĐÊ TAI

̀ ̀

Thiêt kê va chê tao mach nghich l u môt pha

ư

́ ́ ̀ ́ ̣ ̣ ̣ ̣

c ướ ́ ̣

* Sô liêu cho tr

- Cac giao trinh va tai liêu chuyên môn ́ ́ ̀ ̀ ̀ ̣

- Cac trang thiêt bi đo, kiêm tra tai x ng th c tâp, thi nghiêm. ̣ ưở ự ́ ́ ̣ ̉ ̣ ́ ̣

*N i dung c n hoàn thành: ầ ộ

- Lâp kê hoach th c hiên. ự ̣ ́ ̣ ̣

ớ ộ i thi u m t s ng d ng và đ c đi m c a m ch ngh ch l u m t ộ ố ứ ư ủ ụ ệ ể ạ ặ ị - Gi

pha.

ệ ạ ố ị ư - Phân tích nguyên lý làm vi c và các thông s trong m ch ngh ch l u

m t và ba pha. ộ

ế ế t k , ch t o m ch ngh ch l u m t pha đ m b o yêu c u: ư ế ạ ạ ả ả ầ ộ ị - Thi

+ Đi n áp đ u vào m t chi u U = 12V. ệ ề ầ ộ

+ Đi n áp đ u ra xoay chi u U = 220V - f = 50HZ . ề ệ ầ

+ Bao vê qua điên ap đâu ra 10% ̉ ̣ ́ ̣ ́ ̀

+ Bao vê qua dong điên, qua nhiêt đô cho phân t công suât ̀ ử ̉ ̣ ́ ̀ ̣ ́ ̣ ̣ ́

GVHD: …………

SVTH:…………….

+ Thí nghi m, ki m tra s n ph m. ể ệ ả ẩ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử ả

ả ả ể ậ ậ ả ẩ ỹ ỹ ế - S n ph m ph i đ m b o yêu c u k thu t, m thu t. Quy n thuy t ầ

minh.và các b n v A đ y đ n i dung c a đ tài. ả ẽ o, Folie mô t ả ầ ủ ộ ủ ề

Giáo viên h ng d n ướ ẫ

Nguy n Văn A ễ

PH N IẦ

GI

Ớ

I THI U CHUNG V ĐI N T CÔNG SU T VÀ Ề Ệ Ử

Ấ

Ệ

CÁC VAN BÁN D NẪ

Đi n t công su t là m t chuyên ngành c a k thu t đi n - đi n t ộ ệ

bán d n công su t. ậ ố ệ ử ồ ấ ầ ử

c thành ngu n năng l ứ ớ ấ Nh m kh ng ch ngu n năng l ượ

ể ư ậ ẫ ổ ượ c đ cung c p cho các ph t ấ ổ

ể ng nghiên c u c b n c a đi n t ấ ố ượ ấ

bán d n công su t đ ổ ứ ơ ả ủ ấ ượ ử ụ ẫ

ệ ử ư ồ ầ ử ẫ ẫ ở ẫ

ể ệ ẫ ớ

ế ệ ạ ắ ệ ệ ị

ả ồ

ệ ấ ớ ế ẫ ệ

ắ c t o b i các m ch đi n t i đ ể đi u khi n chúng l ể ớ ệ ử ạ ượ ạ ạ ở ỏ

, nghiên ủ ỹ ệ ử ượ ng c u và ng d ng các ph n t ế ằ ứ ụ ng đi n v i các tham đi n v i các tham s không thay đ i đ ớ ệ ồ ố ệ i. Nh v y các b bi n đ i bán s có th thay đ i đ ộ ế ụ ả ố ổ ượ ộ công su t. Trong các b d n công su t là đ i t ẫ ọ c s d ng nh các khoá bán d n, còn g i bi n đ i các ph n t ế i vào ngu n, khi khoá thì không cho là các van bán d n, khi m d n dòng thì n i t ố ả ự có ti p đi m, các van bán d n th c dòng đi n ch y qua các van. Khác v i các ph n t ầ ử hi n đóng c t các dòng đi n mà không gây tia l a đi n, không b mài mòn theo th i ờ ử ữ gian, không gây ti ng n và có kh năng đóng c t v i t n s r t l n. Không nh ng ắ ớ ầ ố ấ ớ ư v y các van bán d n còn có th đóng c t các dòng đi n r t l n v i đi n áp cao nh ng ậ các ph n t công su t nh , nên ấ công su t tiêu th cũng nh . ỏ ầ ử ề ấ ụ

ụ ấ ổ

ể

GVHD: …………

SVTH:…………….

Quy lu t n i t i vào ngu n trong các b bi n đ i công su t ph thu c vào s đ các ộ ộ ế ậ ố ả ồ b bi n đ i và ph thu c vào cách th c đi u khi n các van trong b bi n đ i. Quá ộ ế ề ứ ụ ổ ộ ế ộ ấ c th c hi n v i hi u su t ng s d ng các van công su t đ trình bi n đ i năng l ớ ệ ơ ồ ổ ệ ấ ượ ử ụ ượ ự ế ổ

Đ án môn

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

ồ

ườ

ậ ư

ạ ọ ư ạ

ệ

ổ ấ ổ

ộ ế ệ ầ ấ ộ ế ế ấ ổ

ớ ệ ấ ấ

ệ ử ấ c hi u su t cao mà các còn có kh năng cung c p cho ph t ụ ả ỉ ề ặ

ng phù h p trong các h th ng t ấ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t ệ ử r t cao vì t n th t trong b bi n đ i ch là t n th t trên các khoá đi n t , nó không ỉ ổ ấ ữ đáng k so v i công su t đi n c n bi n đ i. Các b bi n đ i công su t không nh ng ổ ể i ngu n năng đ t đ ồ ả ạ ượ ể ng v i các đ c tính theo yêu c u, đáp ng các quá trình đi u ch nh, đi u khi n l ề ứ ớ ượ ự trong m t th i gian ng n nh t, v i các ch t l ệ ố ấ ượ ộ ờ ắ đ ng ho c t đ ng hoá. Đây là đ c tính c a các b bi n đ i bán d n công su t mà ủ ấ ặ ự ộ ộ các b bi n đ i có ti p đi m ho c ki u đi n t ệ ử

ầ ớ ặ ẫ

ợ ộ ế ổ không th có đ ể ộ ế ổ c ượ ế ể ể ặ

1.1 . L ch s phát tri n và ng d ng c a đi n t công su t: ệ ử ử ứ ụ ủ ể ị ấ

Trong m t th i gian dài ng d ng c a k thu t đi n t ch y u s d ng trong ủ ỹ ệ ử ủ ế ử ụ ứ ụ ậ ộ ờ

ệ lĩnh v c bi n đ i t n s cao và trong dân d ng. S phát tri n c a truy n đ ng đi n ổ ầ ố ể ủ ự ụ ự ế ề ộ

nó đã thúc đ y s ra đ i c a đi n t công nghi p t nh ng năm 1950. Tuy nhiên, ẩ ự ờ ủ ệ ử ệ ừ ữ

nh ng ng d ng c a chúng cũng b h n ch vì thi u nh ng linh ki n đi n t công ị ạ ệ ử ữ ứ ụ ủ ữ ế ế ệ

su t có hi u su t cao, kích th c nh và đ c bi ệ ấ ấ ướ ặ ỏ ệ ệ t là có đ tin c y cao. Các đèn đi n ậ ộ

chân không và có khí, các đèn th y ngân không đáp ng đ t ử ủ ứ ượ c các yêu c u kh t khe ầ ắ

c a đi u khi n công nghi p. ể ủ ề ệ

S phát minh ra tranzitor vào năm 1948 do Bardeen, Brattain và Schockly t i phòng ự ạ

thí nghi m Bell Telephone_Gi i th ng Nobel năm 1956_nó đánh d u b ệ ả ưở ấ ướ ể c phát tri n

cách m ng trong k thu t đi n t . Đ n nh ng năm 1960 do s hoàn thi n c a k ệ ử ạ ậ ỹ ữ ự ủ ế ệ ỹ

thu t bán d n, m t lo t nh ng linh ki n bán d n công su t nh diode, tiristor, ệ ữ ư ẫ ấ ậ ẫ ạ ộ

tranzitor công su t ra đ i. ấ ờ

Đ n nh ng năm 1970 thì k thu t vi m ch và tin h c ngày càng phát tri n t o nên ể ạ ữ ế ậ ạ ọ ỹ

nh ng thi công su t có đi u khi n v i tính năng ngày càng phong phú và ữ t b đi n t ế ị ệ ử ề ể ấ ớ

nó đã làm thay đ i t n g c ngành k thu t đi n. K t đây, k thu t đi n và đi n t ổ ậ ể ừ ệ ậ ố ỹ ệ ử ệ ậ ỹ

GVHD: …………

SVTH:…………….

cùng h i nh p và thúc đ y nhau cùng phát tri n. ẩ ể ậ ộ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ ấ ớ ặ

ệ ử ể

Đi n t công su t v i đ c đi m ch y u là chuy n m ch (đóng – c t) v i dòng ệ ử ủ ế ể ạ ắ ớ

đi n l n, đi n áp cao có th thay đ i v i t c đ l n. ể ổ ớ ố ộ ớ ệ ớ ệ

Cho đ n ngày nay đi n t ề ế ụ ế ượ ứ công su t h u h t đ ấ ầ

ỹ ệ ệ ậ

ụ ứ ư ẫ ộ

ườ ấ

ấ ệ ả ứ ấ ệ ấ ỏ

ụ

ộ ượ ậ ữ ế

ế ị ệ ế ạ ở ữ ộ ế ấ ế ạ ẫ ế ệ ẫ ổ ọ

c ng d ng r t nhi u trong ệ ử ấ các ngành công nghi p hi n đ i. Có th k ra các nghành k thu t mà trong đó có ạ ể ể ệ nh ng ng d ng tiêu bi u c a b bi n đ i bán d n công su t nh truy n đ ng đi n ề ể ủ ộ ế ữ ổ ng s t, n u luy n thép, gia nhi t c m ng, đi n phân nhôm đ ng, giao thông đ t ệ ệ ắ ự ộ ề qu ng m , các quá trình đi n phân trong công nghi p hóa ch t và trong r t nhi u t ệ ặ ừ t b công nghi p và dân d ng khác nhau... Trong nh ng năm g n đây công các thi ầ ệ t b c và ngày bán d n công su t đó có nh ng ti n b v ngh ch t o các ph n t ầ ử càng tr nên hoàn thi n, d n đ n vi c ch t o các b bi n đ i ngày càng g n nh , ẹ ệ nhi u tính năng và s d ng ngày càng d dàng h n. ử ụ ề ễ ơ

ự ế ộ ế ể ể b bi n đ i đ c nguyên lý c a các b bi n đ i, tr ổ ượ ộ ế c ch t o r t đa d ng đ có th hi u và phân tích ể ẫ bán d n c h t ta ph i tìm hi u các ph n t ế ạ ấ ướ ế ầ ử ạ ả ủ ể ổ Trong th c t đ ượ công su t.ấ

1.2.Các ph n t bán d n công su t và vi c đi u khi n chúng: ầ ử ệ ề ể ẫ ấ

1.2.1. Ch t bán d n ấ ẫ

ệ ng di n d n đi n, các ch t đ ệ ệ ẫ

ấ ẫ ấ ẫ

c chia thành hai lo i: ch t d n đi n (có ạ ấ ượ đi n tr su t nh ) và ch t không d n đi n (có đi n tr su t l n). Ch t không d n ẫ ở ấ ớ ệ ệ ấ đi n còn g i là ch t cách đi n hay là ch t đi n môi. V ph ươ ề ở ấ ọ ỏ ấ ệ ệ ệ ệ ấ

ấ ạ ữ ệ ấ

ộ ệ ộ ậ

t ổ Gi a hai lo i ch t này có m t ch t trung gian mà đi n tr su t c a nó thay đ i ở ấ ủ t đ tăng (theo quy lu t hàm mũ). Nói ẫ t đ cao và d n đi n kém ho c không d n ệ ộ ệ ẫ ặ ẫ

trong m t gi i h n r ng và gi m m nh khi nhi ả ớ ạ ộ cách khác, ch t này d n đi n t đi n nhi ộ ạ nhi ệ ố ở t đ th p. Đó là ch t bán d n (hay ch t n a d n đi n) ẫ ấ ấ ệ ộ ấ ấ ử ẫ ệ ở ệ

Trong b ng ả

ầ ố

ị

GVHD: …………

SVTH:…………….

tu n hoàn ẫ (Mendeleep) các nguyên t bán d n chi m v trí trung gian (Hình 1.2.1) gi a các kim lo i và á kim. Đi n hình ế ữ ể ạ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

III

VII

ở

B

C

ủ

S

Si

P

ế ồ ạ ộ ạ

Se

Ge

As

ớ phÂn nhóm IV, l p là Ge, Si… Vì ệ ử ngoài cùng c a Ge, Si có 4 đi n t (electron) và chúng liên k t đ ng hoá ề tr v i nhau t o thành m t m ng b n ị ớ v ng (Hình 1.2.1-2-a). ữ

Sn

Sb

I

Sb

Hình 1.2.1-1 Các nguyên t bán d n ố ẫ

t (nguyên t , nguyên t ộ ầ ử ừ

ẫ ẫ ế ữ ể

l ử ạ ạ ể ạ ữ ệ ạ

hay ion gi a các nút m ng, s phá v tinh th , r n v …) thì tr b nh h ế th a không liên k t t trong m ng tinh th : nút chân không, nguyên ng đi n tu n hoàn ệ ng, tính d n đi n ườ ưở ự ể ầ ẫ ủ ổ ộ

Khi có m t tâm không thu n khi ế trong bán d n, d n đ n nh ng khuy t t ế ậ t ỡ ỡ ử c a tinh th b bi n đ i và chuy n đ ng c a các đi n t ệ ử ị ả ể ị ế ủ c a bán d n cũng thay đ i. ẫ ủ ổ

ư ấ ơ

ộ ế ngoài cùng c a In ch có ba đi n t ệ ử ẳ ệ ử ể ạ ặ ộ ệ ử ỉ

N u tr n vào Ge m t ít đ n ch t thu c phân nhóm III ch ng h n nh In, thì do ạ ệ đ t o c p đi n Ge lân c n và làm ậ nên thi u 1 đi n t ế c a nguyên t ệ ử ủ ộ ủ ử ử

In có th s l y 1 di n t ể ẽ ấ ng tr ng (hole) d l p đi n t ớ đ ng hoá tr . Nguyên t t ị ử ồ xu t hi n m t l ệ ấ ộ ỗ ố ươ

tr ng này l i có th l y 1 đi n t c a nguyên t Ge khác đ ạ ể ấ ử

Ge sau thành m t l ế ộ ỗ ố

c g i là bán d n l tr ng hay bán d n d ễ ẫ ể ứ ế ế tr ng m i. Quá trình c th ti p ạ ng (bán d n lo i P ẫ ệ ử ủ ớ ẫ ươ ẫ ỗ ố

(Hình 1.2.1-b). Ion Ge l ỗ ố trung hoà và bi n nguyên t ử di n và bán d n Ge đ ượ ọ – Positive).

T ươ ơ ộ

ủ

Ge xung quanh, thì As th a ra 1 đi n t ộ ngoài cùng c a As có 5 đi n t ệ ử ừ ử

As và tr thành đi n t t , n u tr n vào Ge m t ít đ n ch t thu c phân nhóm V, ch ng h n ạ ẳ ấ ệ nên sau khi t o 4 c p đi n ặ ạ này . Đi n t ệ ử ệ ử do. Bán d n Ge tr thành bán ẫ ệ ử ự ử ở

hay bán d n Âm (bán d n lo i N – Negative). ng t ộ ự ế nh As, thì do l p đi n t ớ ư ệ ử đ ng hoá tr v i 4 nguyên t t ị ớ ử ồ d dàng r i kh i nguyên t ờ ễ ỏ d n đi n t ệ ử ẫ ẫ ạ ở ẫ

ộ t đ ch t bán d n tăng hay b ánh sáng chi u vào nhi u thì chuy n đ ng ể ẫ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ề ị mang đi n m nh lên nên ch t bán d n s d n đi n t t h n. Khi nhi c a các ph n t ủ ệ ộ ấ ầ ử ế ẫ ẽ ẫ ệ ố ơ ệ ấ ạ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

Hình 1.2.1-2 S t o ra các bán d n P(b) và N(c) ự ạ ẫ

ẫ ấ ấ

ể ấ

ư Các ch t bán d n có th là đ n ch t nh B, ơ C, Si, Ge, S, Se…các h p ch t nh ZnS, CdSb, ư ợ AlSb…các ôxyt nh Alư 2O3, Cu2O, ZnO, SiO2…các sulfua nh ZnS, CdS…. ư

Hi n nay, các ch t bán d n đ ệ

ượ ỹ ấ ự ẫ ọ ậ

c dùng r t ấ ờ nhi u trong các lĩnh v c khoa h c, k thu t và đ i ề s ng.ố

1.2.2.Diode công su tấ

a>C u t o đ c đi m và phân lo i: ấ ạ ặ ể ạ

ẫ

ề ặ ế i hàng tr c mm ệ ng, có th đ t t ơ ộ ế ườ ầ ử c ch t o l n h n so v i diode thông th ớ ể ạ ớ

ụ ị ậ ỡ

c mô t bán d n có m t ti p giáp PN. Di n tích b m t ti p giáp 2. M tậ 2 Do v y dòng đi n đ nh m c c a ứ ủ ệ i hàng trăm ampe, nh PK200, th m chí hàng nghìn ậ nh hình ư ấ ượ ệ ủ ư ả

GVHD: …………

SVTH:…………….

-Diode công su t là ph n t ấ đ ế ạ ớ ượ đ dòng đi n cho phép c a ti p giáp c 10A/mm. ế ủ ệ ộ m t s lo i diode có th đ t t ể ạ ớ ộ ố ạ ampe nh BB2-1250. C u t o và ký hi u c a diode công su t đ ấ ạ 1.2.2-1

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

A

K

Hình 1.2.2-1: C u trúc và ký hi u c a diode công su t ấ ệ ủ ấ

-Điode có 2 lo i th ng đ c dùng trong các m ch ch nh l u công su t l n: ạ ườ ượ ấ ớ ư ạ ỉ

*Diode ch nh l u Gecmani (Ge): ư ỉ

c ch t o b ng ph ế ớ ẫ t đ thích h p, trong bán d n Ge lo i N. Mi ng bán d n Ge đ ể ả ng pháp làm nóng ch y IN ươ ả c hàn ượ ế c đ t trong v b c h p kim cova đ b o v và ệ ợ ằ ạ ỏ ọ ế ạ ẫ ặ ượ ằ t. Ti p giáp c a diode Ge ph n l n đ ầ ớ ượ ủ (indi) v i nhi ợ ệ ộ v i n n b ng thép. Tinh th Ge đ ể ớ ề liên k t v i b ph n t n nhi ệ ế ớ ộ ậ ả

ặ ệ ủ ụ ư ự ị ả ệ ộ ỉ

ấ ượ ư ế ỉ i h n c a Diode Ge. t đ cho phép là nhi c kho ng 400V, nh ng s t áp trên -Đ c đi m c a Diode Ge là đi n áp ch u đ ng đ ượ ể c s d ng trong các b ch nh l u đi n áp th p. Diode Ge th ườ ng Diode nh nên đ ấ ư ượ ử ụ ỏ 0C, nên khi làm vi cệ t đ cho phép c a Diode Ge là 75 t đ . Nhi b đánh th ng do nhi ủ ệ ộ ệ ộ ủ ị ấ ng ch nh l u th p, c tăng lên đáng k d n đ n ch t l nhi t đ cao dòng đi n ng ể ẫ ượ ệ ệ ộ ở t đ t do v y ta có th coi nhi ệ ộ ậ ệ ộ ớ ạ ủ ể

*Diode ch nh l u silic (Si): ư ỉ

ư ượ ằ ả

c ch t o b ng cách làm nóng ch y nhôm trong tinh th Si ể ể ế ạ ợ ạ ố

-Diode ch nh l u Si đ ỉ lo i N, ho c làm nóng ch y h p kim thi c ph t pho, hay vàng antimoan trong tinh th ặ silic lo i P. Ngoài ra ng ng pháp khu ch tán ế ả i ta còn ch t o b ng ph ế ạ ườ ươ ế ằ ạ

ng đ c áp ố ệ ế ạ ể ể ế ạ ườ ượ

GVHD: …………

SVTH:…………….

Ph t pho vào tinh th Si lo i N. Công ngh ch t o ki u khu ch tán th d ng cho các lo i diode công su t l n. ụ ấ ớ ạ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ồ

ườ

ậ ư

ạ ọ ư ạ

ệ

ệ ử c b c b i v kim lo i, tinh th bán d n đ ạ ọ

c hàn ượ ế ể ẫ ượ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t -Tinh th Si và ti p giáp PN đ ở ỏ b ng h p kim b c- antimoan hay vàng- antimoan ằ

. ể ợ ạ

c cho phép c 2500V, nh ng đ x t di n áp trên Diode Si ệ ộ ụ ư ệ ỡ

- Diode Si có đi n áp ng ượ cũng cao h n Diode Ge. Nhi t đ cho phép c a Diode Si khá cao ơ ệ ộ ủ

tmax = 1250C, và hi n t ệ ượ ng đánh th ng ch y u cũng là do nhi ủ ế ủ t đ . ệ ộ

b>Nguyên lý làm vi c và đ c tính vôn – ampe: ệ ặ

c đ t đ ượ ặ ướ ế ệ ủ ụ

ủ ng ngoài cùng chi u v i đi n tr ệ

ớ ng đ c m ng E thì vùng nghèo đi n tích x đ ng c a diode càng l n và dòng đi n x không th ệ ươ ệ ế ẽ ượ ẽ ệ ớ

ộ ệ ạ ệ i tác d ng c a đi n áp bên ngoài, n u đi n ở ể ằ c đ t lênvùng nghèo đi n tích, ta nói r ng ẽ ượ ệ ặ

-Khi ti p giáp PN c a diode đ tr ườ ườ ề r ng ra, nên đi n tr t ủ ở ươ ộ ch y qua. Lúc này toàn b đi n áp x đ diode b phân c c ng c. Hình 1.2.2-2. ượ ự ị

ng ngoài ng ệ ề ượ c chi u v i đi n tr ớ ườ ệ

ệ ườ ế ớ ơ

ẽ ủ ệ ể

ẽ ị ng E thì vùng nghèo đi n tích x b ẹ i. N u đi n áp bên ngoài l n h n 0,65V thì vùng nghèo đi n tích x thu h p do qua c u trúc c a diode. m ch ngoài. Khi đó ta ệ ấ i ở ả ở ạ ị ạ ế

-Khi đi n tr ệ thu h p l ẹ ạ l i đ n b ng không, và các đi n tích có th di chuy n t ể ự ằ ạ ế Dòng đi n đi qua diode lúc này ch b h n ch do đi n tr t ệ ệ nói r ng diode đ c phân c c thu n. ự ỉ ậ ượ ằ

E n g

+ +

Hình 1.2.2-3.

H ng di chuy n các các đi n tích ướ ể ệ vùng nghèo các đi n tích ệ

GVHD: …………

SVTH:…………….

Hình 1.2.2-3. Hình 1.2.2-2.

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ

ệ ử

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t *Đ c tính vôn – ampe:

U n g , m a x

U D 0

m A

§ Æc t Ýn h t h ù c t Õ c ñ a d i o d e

§ Æc t Ýn h t u y Õn t Ýn h h ã a c ñ a d i o d e

§ Æc t Ýn h l ý t - ë n g c ñ a d i o d e

ặ

Hình 1.2.2-4.

Đ c tính V-A c a diode g m 2 nhánh, nhánh thu n(1) n m góc ph n t ằ ở ủ ậ ặ ồ th ầ ư ứ

AK > 0, nhánh ng

nh t ng v i U c (2) n m góc ph n t ấ ứ ớ ượ ằ ở ầ ư ứ th ba ng v i ớ ứ

UAK < 0 hình1.2.2-4.

AK đ

-Trên đ c tăng d n t 0 đ n v ậ ườ ng đ c tính thu n c a diode n u đi n áp U ủ ệ ế ượ ầ ừ ế ượ t

ề ậ ơ

ệ 0,6 – 0,7V, g i là đi n áp r i trên diode theo chi u thu n, thì dòng ư ọ i giá tr r t l n, nh ng đi n áp r i trên diode h u nh ệ ể ạ ớ ệ ị ấ ớ ư ầ ơ

ặ D0 » quá giá tr Uị đi n đi qua diode có th đ t t không đ i.ổ

AK đ

ng đ c tính ng 0 đ n giá tr c tăng d n t ặ ế ệ ượ ườ ượ ế

ỏ ọ

ộ

ộ c b phá v . Đây là hi n t ị AK đ tạ ngmax thì dòng đi n qua diode tăng đ t ng t, nh v y kh năng ả ị ng diode b ầ ừ ế ư ậ ệ ượ ệ ơ ệ ủ ượ ỡ ị

-Trên đ c diode n u đi n áp U Ungmax thì dòng đi n qua diode có giá tr r t nh , g i là dòng dò. Cho đ n khi U ị ấ đ n giá tr l n h n U ệ ế ị ớ c n tr dòng đi n c a diode theo chi u ng ề ở ả đánh th ng.ủ

i ta th ữ ng ự ế ườ ng dùng đ c tính g n đúng đã tuy n tính ầ ế ặ

GVHD: …………

SVTH:…………….

-Trong nh ng tính toán th c t hóa c a diode. Bi u th c toán h c c a đ ườ ng đ c tính này là: ọ ủ ườ ủ ứ ể ặ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ

ệ ử

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t u = UD0 + iDRD

). Trong đó: UD0(V); ID (A); RD (W

ặ ụ ệ

ng thì đi n tr t ủ c mà diode ch u đ ượ ự ế ị ượ là khác nhau, nó ph thu c vào dòng đi n cho phép ộ ở ươ c. Theo đ c tính lý t ng ặ ¥ -Đ c tính V-A c a diode th c t và đi n áp ng đ ệ ng c a diode b ng 0 theo chi u thu n và b ng ệ c. ươ ủ ề ậ ằ ằ ưở theo chi u ng ề ượ

c> Bi u th c gi i tích đ c tính V-A ứ ể ả ặ

- Đ c tính V-A c a diode đ c bi u di n g n đúng b ng bi u th c: ủ ặ ượ ễ ầ ứ ể ể ằ

. Uq e . Tk

- 1) I = Is(

Trong đó: Is - Dòng đi n rò kho ng vài tr c mA. ệ ụ ả

-19 C).

q - Đi n tích c a đi n t (q = 1,59.10 ệ ử ủ ệ

-23 J/K).

k - H ng s Boltzmann (k = 1,38.10 ằ ố

T = 2730 + t0 - Nhi t đ nhi ệ ộ ệ ố 0K). t đ i (

t0 - Nhi t đ môi tr ng ệ ộ ườ

u – Đi n áp đ t trên diode (V) ặ ệ

d>Các tham s c b n c a Diode ố ơ ả ủ

ị ạ ệ ủ ề ậ

ạ

ệ ấ ổ ệ

ệ ơ

D . Trong -Giá tr trung bình c a dòng đi n cho phép ch y qua diode theo chi u thu n, I quá trình làm vi c dòng đi n ch y qua diode s làm phát nóng tinh th bán d n c a ẫ ủ ệ ể ớ diode. Công su t t n hao c a diode khi đó s b ng tích dòng đi n ch y qua nó v i ạ ủ đi n áp r i trên diode. Diode ch d n dòng theo m t chi u t an t đ n catot. Đi u này ề ừ ố ế ề v i dòng đi n trung bình qua diode, Vì v y giá có nghĩa là công su t phát nhi ậ tr Iị D là m t thông s quan tr ng đ l a ch n m t diode trong m t ng d ng c th . ụ ể ọ

ẽ ẽ ằ ộ ệ

ỉ ẫ l t t ệ ỷ ệ ớ ể ự ộ ứ ấ ố ụ ộ ọ ộ

ng,max.

GVHD: …………

SVTH:…………….

c l n nh t mà diode có th chi u đ ng đ c, U -Giá tr đi n áp ng ị ệ ượ ớ ệ ự ể ấ ượ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t Ung,max là giá tr đi n áp ng

c, đây ấ ượ

ệ ử c l n nh t mà diode có th ch u đ ng đ ượ ớ ể ự

cũng là m t thông s quan tr ng đ l a ch n m t diode. Nh ự ị ể đ c tính ư ở ặ ọ ộ ị ệ ố ọ ộ

ỉ ượ c

khi l a ch n diode ph i luôn đ m b o U ị c, vì v y trong các ng d ng th c t ự ế ể ả ả ủ ự ụ ứ ả ả ậ ọ

vôn – ampe đã ch ra, quá trình diode b đánh th ng là quá trình không th đ o ng đ ượ <= Ung,max .

-T n s làm vi c c a diode. ệ ủ ầ ố

Quá trình phát nhi ệ ắ ủ ụ ầ ố ộ

ấ ổ ặ ạ ả ờ

ậ ơ ị

ặ ng h p th i gian đóng c t c a diode t trên diode còn ph thu c vào t n s đóng c t c a diode. ờ i công su t t n hao t c th i Trong các kho ng th i gian diode m ra ho c khóa l ứ u(t).i(t) có giá tr l n h n luc diode d n dòng ho c lúc đ ng b khóa. Vì v y n u t n ế ầ s đóng c t cao, ho c trong tr ố ạ ắ ủ ị ớ ặ ở ẫ ợ ườ ắ ờ

ớ ẫ ả ạ ị ặ ổ ị

ấ ị ứ ệ ệ

ượ ể

So sánh đ i b quy đ nh c v i kho ng d n dòng ho c khóa thì t n th t trên diode l ượ ch y u b i t n s làm vi c ch không ph i ch có giá tr dòng đi n trung bình. Các ả ở ầ ố ỉ ủ ế ự c ch t o đ phù h p v i các d i t n s làm vi c khác nhau, nên khi l a diode đ ệ ả ầ ố ợ ế ạ ch n diode c n ph i quan tâm d n t n s làm vi c c a diode. ả ớ ế ầ ố ệ ủ ầ ọ

ụ ồ r. -Th i gian ph c h i t ờ

Trong các b bi n đ i th ườ ng s y ra quá trình chuy n m ch gi a các ph n t ể

ạ này sang m t ph n t m t ph n t ổ ệ ữ ầ ử ầ ử ộ

i có dòng ng ượ ể ệ ạ

ả ờ ẫ ủ ể ọ

ầ ử , ẩ ộ ế nghĩa là quá trình dòng đi n chuy n t khác. Các ể ừ ộ c có th có biên đ r t l n đ di t n các đi n tích ra diode khi khóa l ộ ấ ớ r, g i là th i gian ph c h i. kh i c u trúc bán d n c a mình trong kho ng th i gian t ụ ồ ả ờ ờ Th i gian ph c h i cũng quy t đ nh t n th t công su t trong diode. Các diode có th i ấ ỏ ấ ờ ụ ồ ế ị ổ

ệ ả

ấ ỡ m s, g i là các diode c t nhanh. C n ph i phân bi ắ ộ t các ọ r là m t thông s c n quan tâm khi ch n ầ ố ầ ụ ắ ọ ầ ố ớ

gian ph c h i r t ng n c ắ ồ ấ diode c t nhanh v i các diode t n s cao, và t diode.

1.2.3. Tranzitor công su t - ấ (Bipolar Junction Transistor)- (BJT)

a> C u t o và đ c đi m chung ấ ạ ể ặ

Transitor công su t có c u t o, ký hi u t ng t ấ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ấ ạ lo i nh NPN hay PNP. Nó cũng đ nh Transitor th c c u t o b i ba mi n bán d n, đ ng v i các ớ c ghép liên ệ ươ ở ự ư ề ượ ấ ạ ư ẫ ạ ườ ượ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ

ệ ử ớ

ế ế ạ ớ

ở ữ ế ạ ạ ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t ti p nhau, mi n ề ở ữ PN. N u mi n bán ạ ề transitor thu n PNP. Ng ượ ạ ế ậ lo i N khi đó ta có lo i transitor ng

c l gi a luôn khác tên v i 2 mi n bên c nh, t o nên hai l p ti p giáp ạ gi a là lo i N thì 2 mi n bên c nh là lo i P khi đó ta có lo i gi a là lo i P thì 2 mi n bên c nh là ề ề i n u mi n bán ở ữ ề ạ ạ

ề c NPN. ượ ạ ạ

ấ ư ự ố ớ ớ ẫ ở ữ ọ ự

ự ố ớ ớ ệ ệ ơ

gi a g i là c c ự ượ c ng ngoài ng ng trong g i là c c phát E (Emitor), c c n i v i l p bán d n còn ườ ự ố ớ ớ ẫ ự ườ ẫ ọ

Collector

Baz¬

Emitor

ệ ề i là c c C (Collector). - Transior công su t đ a ra ngoài ba c c, c c n i v i l p bán d n g c B (baz ), c c n i v i l p bán d n mà khi làm vi c có đi n tr ố chi u v i đi n tr ớ l ự ạ

Hình 1.2.3-1: C u trúc và ký hi u c a tranzitor thu n - ng ệ ủ ậ ấ c ượ

ng là Transitor công su t th Đi m khác c b n v i Transitor th ng đ ơ ả ấ

ớ ắ ườ ế ườ ấ ớ ủ

ệ

c t n s đóng c t t ớ ố

ệ khu ch đ i chuy n m ch. Transitor có hai đi m làm vi c khác bi ượ ử c s ệ . Ti p giáp c a Transitor công su t l n có di n 2 và nó có th cho dòng đi n qua hàng ch c đ n hàng trăm Ampe, c ượ ệ t. ụ ế ệ ể ệ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ể d ng nh 1 khoá đóng - c t đi n t ư ụ tích hàng tr c mmụ ch u đ ượ ầ ố ị g i là ph n t ầ ử ọ Hình 1.2.3-2 mô t ệ ử ể ng đ i cao và đi n áp làm vi c khá l n, nó còn đ ắ ươ ể ạ ả ơ ồ ộ ộ ạ ế s đ m t b khu ch đ i chuy n m ch. ế ể ạ ạ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

+Us

Uout

Uin

Hình 1.2.3-2. B khu ch đ i chuy n m ch ế ộ ể ạ ạ

Nh v y, m t Transitor làm vi c tr ng thái khoá đi n t ư ậ ệ ở ạ ệ ử ộ ệ thì nó ch làm vi c ỉ

ở hai tr ng thái đóng ho c c t hay d n - không d n. ặ ắ ẫ ẫ ạ

b>. Đ ng đ c tính làm vi c ệ ặ ườ

Đ ng đ c tính làm vi c c a Transitor tr ng thái đóng - c t đ ặ ắ ượ ở ạ

ệ ủ ặ ư ể ầ ỉ

Ic (A)

Ucb = 0

+Ub

Uout

Uin

Uce Uce Uce

Uce

c trình bày ệ nh hình v 1.2.3-3. Trong vùng đ c tính đ u ra, Transitor ch có hai đi m làm vi c: đóng ho c c t hay d n ho c ng ng d n. ẫ ườ ẽ ặ ắ ư ẫ ặ

GVHD: …………

SVTH:…………….

Hình 1.2.3-3 Đi m làm vi c c a công t c Transitor ệ ủ ể ắ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

ẫ ở ể ừ ệ ẽ

ệ đi m làm vi c A1 (dòng đi n t đ c a l p bán d n. Hình v 1.2.3-3. cho th y Transitor ng ng d n ấ CEO ph thu c vào nhi IB = 0) ch có m t dòng đi n rò I ộ ộ ệ ộ ủ ớ ụ ệ ẫ ỉ

ể ừ ầ

N u Transitor d n, thì đi m làm vi c trong vùng đ c tính đ u ra tăng t ệ ẫ ệ C tăng tuy n tính v i dòng đi n I

A1 ặ ệ B khi dòng đi n Iệ B tăng t qua A3 đ n A4. Đ n đÂy dòng ế ớ A2 v ượ ế ể ừ ệ ẽ ớ

đÂy điên áp U ể ấ ị ề

CEsat chúng đ

ế đây dòng đi n I đ n A2. Ở ế càng l n thì đi m làm vi c s chuy n t ế đi n Iệ C tăng r t ít, có nghĩa là Transitor b đi u khi n quá m c. ứ ở UCErest gi m xu ng bé h n đi n áp bão hoà U ể c g i là: ượ ọ ệ ả ơ ố

c>S đi u khi n quá m c c a Transitor ứ ủ ự ề ể

ủ

C đ t t

t đ dòng I ể ạ ự ề ớ ạ ơ ầ ớ

S đi u khi n quá m c là tr ng thái ho t đ ng c a Transitor, mà khi có dòng ạ ớ ự i c c ế ể ả ệ C thay đ i không còn tuy n tính v i dòng I ớ đi u khi n quá m c thì dòng đi n I ứ ạ ộ ệ ổ ế ể

ứ đi n Iệ B quá l n ch y qua, nó l n h n c dòng đi n c n thi đ i. ạ Ở ề n a. Đi m đi u khi n quá m c đ t đ n n u ữ ứ ạ ế ế ề ể ể

c đi u khi n quá m c n u nó c n làm ượ ứ ế ề ể ầ

UBE = UCEsat có nghĩa là UCB = 0. Transitor đ vi c nh là m t công t c. ư ệ ắ ộ

ề ư ứ ể ể ệ ấ ư CErest r t nh , làm cho công su t ấ ỏ

S đi u khi n quá m c có u đi m là đi n áp d U ự t n hao bé. ổ

ể ể

và dòng đi n I M c đ đi u khi n quá m c đ ệ B th c t ứ ượ ự ế c tính toán theo h s đi u khi n quá m c ệ ố ề ầ ứ u ề t đ Transitor đi u ệ B’ c n thi ế ể

CB = 0.

i h n U ứ ộ ề nó chính là t s dòng đi n I ỉ ố khi n đ n gi ớ ạ ế ể

u = IB/IB’,

Thông th c ch n t u = 2-5. ườ ng t s này đ ỉ ố ượ ọ ừ

d> Khu ch đ i chuy n m ch v i t i là đi n tr ớ ả ệ ế ể ạ ạ ở

B khu ch đ i chuy n m ch b ng Transitor đ c ng d ng r ng rãi là b ộ ạ ế ể ượ ứ ụ ằ ộ

ng h p này t ạ ể ườ ế ả ấ

ủ ể ạ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ộ ạ ớ ự chuy n m ch công su t. Trong tr i có th m c tr c ti p v i c c ự ợ Collector. Hình 1.2.3-4 và 1.2.3-5 là s đ nguyên lí c a m t b chuy n m ch công su t v i t i là đi n tr thu n và mi n đ c tính lí t ể ắ ộ ộ ng c a m ch. ạ ơ ồ ặ ấ ớ ả ưở ủ ệ ề ầ ở

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ ng làm vi c trên hình 1.2.3-5 đ

ệ ử ệ

ượ ườ

B = 0A) Transitor không d n. CErest t

đi m làm vi c A1 (I Đ d c c a đ ộ ố ủ i. t ở ả Ở ể

ẫ ể ệ ề ị ẫ ở ể ươ

ạ ư

ờ ệ ữ ứ ắ ọ ư ậ ể ứ ệ ủ ệ

ế ự ế

ầ ệ ạ ặ

ơ ạ ế ủ ộ ở

ệ ữ ế ạ

ắ ộ ự ả ể ớ ệ ệ ặ ơ ỉ

i tình tr ng phá h ng Transitor. Vì v y c n có bi n pháp b o v ự ắ ồ ậ ầ ệ ạ ệ ả ỏ

+Us

Rload

Uin

A 0

Uce

ủ c xác đ nh qua đ l n c a ộ ớ đi m A2 thì đi n tr ệ ng ng nh . Transitor d n. Vì Transitor đi u khi n quá m c nên đi n áp U ỏ ệ ạ Nh v y trong khi đóng cũng nh trong khi c t m ch đi n, đi m làm vi c c a m ch ể ệ ượ ng th ng làm vi c đã đ chuy n d i gi a đi m làm vi c A1 đ n A2 d c theo đ c ẳ ườ ể đi n tr thu n xác đ nh. Trong th c t i đi n tr thu n mà có khi không ch có các t ả ở ầ ở ệ ỉ ị ệ ặ i đi n dung ho c đi n c m m c trong m ch, ví d nh cu n dây R le ho c còn có t ụ ư ộ ệ ả ả c m c a chúng tr c ti p làm tr ng i đ n quá cu n dây c a nam châm đi n, đ t ủ ế ệ ả trình chuy n m ch ti p gi a các đi m làm vi c. Khi ng t m ch nhanh các đi n c m ể ạ này có th xu t hi n đ nh đi n áp l n h n đi n áp ngu n nuôi đ t vào Transitor, do ấ ệ ể v y mà có th d n t ệ ể ẫ ớ ậ cho các van công su t.ấ

Hình 1.2.3-4 Hình 1.2.4-5

e> Khu ch đ i chuy n m ch v i t i là t đi n ớ ả ế ể ạ ạ ụ ệ

i là t ươ ứ ể ạ

đi n và đ ạ ế 1.2.3.-6 và 1.2.3 -7 M ch này c n thi trên hình ượ c i vì ng đ c tính t ặ ả ắ ụ ệ ầ ớ ả ạ ả ở ả

GVHD: …………

SVTH:…………….

M ch khu ch đ i chuy n m ch v i t ạ mô t n u không s không có đi m làm vi c A2 trong ch đ tĩnh. ế ng ng đ ườ t ph i l p thêm điên tr t ế ế ộ ẽ ể ệ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

+Us

Rload

Cload

Ib= 0A

Uin

Uce

Hình 1.2.3.-6 Hình 1.2.3-7

Chuy n m ch công su t v i t i t Đ ng đ c tính làm vi c v i t đi n i t ấ ớ ả ụ ể ạ ệ ớ ả ụ ệ ườ ặ

đi nệ

f> Khu ch đ i chuy n m ch v i t ớ ả ể ế ạ ạ i là cu n dây ộ

S ho t đ ng c a b khu ch đ i chu n m ch công su t v i t ạ ấ ớ ả ạ i là cu n dây và ộ ể

ủ ộ ng ng mô t đ ự ạ ộ ng đ c tính t ặ ế trên hình 1.2.3-8 và 1.2.3-9. ả ươ ứ ườ

ệ ể

năng l ẫ ng t tr ừ ườ ượ

qua Rload và Lload Cu n dây không d tr ộ đóng m ch khi có dòng đi n I ạ ệ ộ

ng. Lúc đ u nó nh h n đi n áp ngu n nuôi U ệ ả ộ ệ ỏ ầ ệ ứ ầ

ự ữ ấ ồ ề ệ ệ ớ

ạ Trong đi m làm vi c A1, Transitor không d n nên không có dòng đi n ch y ng. Trong kho nh kh c ắ ả ệ B thì xu t hi n trong cu n dây m t s c đi n đ ng c m ộ ứ ộ S và nó nh d n. Chính s c đi n đ ng C, nên dòng IC b tác c v i chi u dòng I ị ề ặ ng đ c ượ . Đi m làm vi c chuy n d i trong pham vi quá đ trên đ ờ ườ ệ ộ

GVHD: …………

SVTH:…………….

t ừ ừ là phía d ứ ỏ ơ c m ng này sinh ra dòng đi n có chi u ng ả ứ đ ng ch tăng t ỉ ộ tính mô t ả ể ể i theo chi u mũi tên t ề i làm vi c A2. ệ ướ ớ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

+Us

Rload

Lload

Khong co Diode bao ve

Co Diode bao ve

Ib= 0A

Uce

Uin

Hình 1.2.3-8 Hình 1.2.3-9

Chuy n m ch công su t v i t Đ ng đ c tính làm vi c v i t i đi n c m ấ ớ ả ệ i đi n ể ạ ệ ớ ả ệ ả ườ ặ

c mả

ẫ ệ Ở ể

load và Lload. Trong cu n dây lúc này d tr ộ

m t năng l ng t ạ ấ ị ượ

ắ ạ

tr ng d tr c gi tr ừ ườ ộ ự ệ ấ

ng và năng l c m U ượ L mà c c d ự ủ ự ự ệ ế

ượ ụ ệ ộ

ắ

ng đ c tính phía trên theo h ự ữ ộ ẫ s đ ự ữ ẽ ượ ươ c m này ph thu c vào năng l ự ả ắ ộ ườ ặ ạ

GVHD: …………

SVTH:…………….

đi m làm vi c A2 Transitor d n m t dòng collector nh t đ nh. Dòng này ộ ch y qua R ng. Trong kho nh kh c ng t m ch, Transitor không d n, nh v y kéo theo m t s cùng ư ậ ắ ả i phóng. Nó xu t hi n m t đ v c a t ộ ả ổ ỡ ủ ừ ườ ủ ng c a nó đ t tr c ti p vào c c C c a s c đi n đ ng t ặ ự ả ứ ộ ự ữ Transitor, đ l n c a s c đi n đ ng t ng d tr và ộ ớ ủ ứ ộ s nhanh hay chóng c a quá trình ng t (th i gian quá trình ng t). Lúc này đi m làm ể ờ ủ ự ng mũi vi c chuy n d i trong ph m vi quá đ trên đ ướ ệ tên t ờ i đi m làm vi c A1. ể ể ệ ớ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

+Us

ng t Qua hi n t ự ả

Rload

ấ ệ ệ ượ ạ

ắ ủ

Lload

ể ẽ ộ S. Đi u này có th ệ ề

ả ệ ạ

ả ộ

Uin

c m, trong quá trình ng t m ch có th s xu t hi n trên c c C c a Transitor m t đi n áp quá cao, ự ể cao h n c đi n áp U ơ i tình tr ng làm h ng Transitor, do d n t ỏ ẫ ớ đó các m ch có t i là các cu n dây ạ th ng c n có bi n pháp b o v . ả ệ ườ ệ ầ

ệ

M t trong nh ng bi n pháp b o ả ữ i ta th c hi n theo s đ ơ ồ ệ ộ ườ ự v là ng ệ

hình 1.2.3-10

ả ệ ằ ể ạ ạ ế ạ

Hình 1.2.3-10 M ch b o v b ng Diode ạ cho m ch khu ch đ i chuy n m ch công su tấ

1.2.4. TRANSITOR TR NG – FIELD EFFECT TRANSISTOR ƯỜ

1.2.4.1. Khái ni mệ

Tinh th bán d n lo i N

ể

ạ

c vi ng đ ượ

ạ

ử ẫ t n ệ đ g n ờ ư Đ

ổ ớ

Điện trường

-U1

ế t Transitor tr ườ t là FET (Field effect Transitor) t ắ ở ầ là lo i Transitor có t ng tr đ u vào r t l n khác v i Transitor l ưỡ ấ ớ ng c c BJT ự

( Bipolar Junction Transitor) lo iạ NPN hay PNP có t ng tr đ u vào ở ầ t cách l p ráp ắ ươ ng ki u E chung. thông th ng đ i nh ố ườ ổ ỏ ở ể

ơ ồ ạ ộ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ủ Hình 1.2.4-1. S đ nguyên lí ho t đ ng c a FET

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ

ệ ử FET thông qua m t đi n tr

ệ ở ằ ộ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t S đi u khi n dòng đi n ể ệ

c phát hi n ra t ự ề ng dòng đi n. Đi u này th c ra đã đ ề ườ ừ ệ ệ ự

ng n m vuông góc ư năm 1928. Nh ng ch x y ra sau khi s phát tri n c a nhi u lo i bán d n khác nhau ra ự ế ỉ ả ề ẫ ạ

ượ ể ủ ự nguyên lí làm vi c c a FET. ệ ủ v i đ ớ ườ ng d ng th c t ứ ụ đ i. Hình 1.2.4-1 mô t ờ ả

Trong khi ở ệ

ẫ ạ ệ ưỡ ở

ẫ

ạ c g i là kênh P. S ệ c c u t o t ạ ở ch t bán d n lo i N đ ẫ ượ ọ

ẫ i đây mô t ạ ng. ng c c thì dòng đi n chính luôn luôn ch y qua hai v t ậ Transitor l ạ ự ạ ng dòng đi n ch ch y 1 trong 2 lo i Transitor tr li u bán d n lo i N và P, thì ỉ ườ ệ c c c u t o t bán d n nêu trên. Đ ng c a dòng đi n đ ượ ượ ấ ạ ừ ấ ườ ủ g i là bán d n kênh N. Lo i đ ơ bán d n lo i P đ ọ ẫ ạ ượ ấ ạ ừ các lo i khác nhau c a Transitor tr đ d ồ ướ ườ ủ ả ạ

Các Transitor tr ng có 3 chân: ườ

C c máng D (Drain), ự

C c ngu n (Source), ồ ự

C c c ng (Gate). ự ổ

Các c c c a Transitor tr ng so sánh v i Transitor BJC ự ủ ườ ớ

C c S t ng đ ng v i c c Emitter ự ươ ươ ớ ự

C c G t ng đ ự ươ ươ ng v i c c Base ớ ự

C c D t ng đ ng v i c c Collector ự ươ ươ ớ ự

M i lo i Transitor tr c tóm t t trên ạ ỗ ườ ng có m t kí hi u riêng. Nó đ ệ ộ ượ ắ

GVHD: …………

SVTH:…………….

hình 1.2.4-2

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

Transitor trường (FETs)

JFETs (PNFETs)

MOSFETs (IGFETs)

MOSFETs

Loại5

JFETs kênh P

ả ứ

đặc biệt 9W

ạ ườ ng MOSFETs Hình 1.2.4-2 Các lo i Transitor tr JFETs kênh N

kênh đ t s n ặ ẵ ố ớ

kênh c m ng ị

Vì đ c tính t ng tr đ u vào r t l n (đ i v i JFETs có giá tr kho ng 10 ấ ớ ở ầ ả ặ ổ , ở

ệ ậ ả

15 W ầ

ng có công su t t n hao g n b ng không. Vì v y vi c ng d ng Transitor tr ) cho nên s đi u khi n dòng đi n trong Transitor ườ ng ự ề ậ ể ệ ứ ụ ằ

MOSFETs

VMOSFETs

Kênh N

Kênh P

C ng đôi

ổ

SIPMOSFETs

MOSFETs th m chí kho ng 10 tr ườ r t r ng rãi đ c bi ấ ộ ặ ấ ổ t v i k thu t MOSFETs. ậ ệ ớ ỹ Kênh P

Lo i kênh N Lo i kênh P ạ ạ Lo iạ

JFETs

MOSFETs lo i kênh liên t c ụ ạ

MOSFETs lo i kênh gián đo n ạ ạ

Hình 1.2.4-3. Ký hi u Transitor tr ng ệ ườ

1.2.4. 2. Transitor JFET (Junction FET)

a, C u t o, nguyên lí làm vi c ệ ấ ạ

JFET còn đ c g i là Transitor ti p xúc P-N hay FET n i. G i t t là FET. ượ ọ ắ ế ọ ố

GVHD: …………

SVTH:…………….

JFET có hai lo i là JFET kênh N và JFET kênh P. ạ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t C u t o c a JFET kênh N đ

ệ ử ượ

ấ ạ ủ ộ ấ ẽ ấ ạ ủ ườ ể ẫ ẫ

ạ ồ ộ ớ ạ ư ẫ ạ ẫ ơ ớ

c cho nh trên hình v . C u t o c a nó bao i ta t o xung quanh g m có m t t m bán d n lo i N, trên tinh th bán d n Si-N ng ồ nó m t l p bán d n P (có n ng đ cao h n so v i bán d n lo i N) và đ a ra đi n c c ệ ự ộ là c c ngu n S (Source), c c máng D (Drain), và c c c ng G (Gate). ự ổ ự ự ồ

Nh v y hình thành m t kênh ư ậ ộ

Dßng ®iÖn tö

d n đi n lo i N n i gi a hai c c D ố ẫ ữ ự ệ ạ

Vï ng ch¾n

UD S

và S, cách li v i c c c ng G dùng ớ ự ổ

a n a K

ế làm c c đi u khi n b i m t l p ti p ể ộ ớ ự ề ở

ớ xúc bao quanh kênh d n. Đ i v i ẫ ố

-UGS

JFET kênh P thì hoàn toàn t ng t ươ ự .

Ký hi u và c c tính đi n áp phÂn ự ệ ệ

c c cũng nh dòng đi n và đ c tính ự ư ệ ặ

đi u khi n cho các JFET lo i kênh N ề ể ạ ộ và kênh P nh hình 1.2.4-5. ư Hình 1.2.4 -4. M t c t c a m t JFET kênh ặ ắ ủ N

b, Nguyên lí ho t đ ng ạ ộ

Đ phân c c JFET kênh N ng i ta dùng hai ngu n đi n áp ngoài là U ồ ệ ể ự

ườ ố ớ ệ

i sao cho ti p giáp P-N bao quanh kênh d n luôn đ

ế ệ

DS > 0 và ẽ Hình 1.2.4 -4 (đ i v i JFET kênh P, các chi u đi n áp phân c c ự ượ c). ự ng này, trên kênh d n xu t hi n m t dòng đi n (là dòng ệ ệ ự c g i là dòng đi n c c DS và UGS vì đ d n đi n c a kênh

c c D t ng t ệ ượ ừ ự

GVHD: …………

SVTH:…………….

Đi u này có th gi ng này. UGS < 0 nh hình v ư c l s ng ượ ạ ẽ Do tác d ng c a các đi n tr ụ ườ ủ đ i v i lo i kênh N) h đi n t ướ ạ ệ ử ố ớ máng ID. Dòng IĐ có đ l n tuỳ thu c và các giá tr U ộ ph thu c m nh vào c hai đi n tr ườ ề c phân c c ng ượ ộ ọ ệ ủ ộ ẫ i thích nh sau: ư ẫ ẫ ấ i c c S, đ ớ ự ị ề ộ ớ ả ể ả ụ ệ ạ ộ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

I D

- I D

U D S

- U D S

- U D

- U G S

U G S

- I D

I D

- U G S

U G S

Hình .1.2.4-5. Ký hi u, đ c tính đi u khi n c a FET kênh N và FET kênh P ể ủ ệ ề ặ

Khi đ t đi n áp -U ự ế ả

ị ặ ự ắ ầ

GS gi a c c G và c c S (hình 1.2.4-4) thì c hai ti p giáp PN ắ c. Trong ch t bán d n lo i P và N b tđ u hình thành vùng ch n ạ ự c gi a hai vùng ti p giáp PN phân c c ế c. Khi vùng ch n c r ng mãi ra thì dòng đi n trong kênh nh d n đi. Trong

ữ ự ấ ạ ượ ữ ệ

ỏ ầ ượ ệ ắ

ệ đ u b phân c c ng ẫ ượ ề làm cho dòng đi n không còn ch y qua đ ng kênh g n c c Source là r ng nh t và phía c c Drain thì nh h n. ấ ứ ộ ộ ầ ự ỏ ơ ự

Đi n áp -U ớ ệ ớ

ệ ộ ớ ủ

ấ ộ ớ ủ ệ

ụ ộ c đi n tr R ệ ư ậ ớ ệ ắ ệ

ế i. Dòng đi n I ị ắ ạ

ể ệ ẽ ị ế ẽ ằ ạ ộ ỏ ỉ

GS càng l n bao nhiêu thì vùng ch n trong kênh càng l n b y nhiêu ắ ở DS gi aữ GS. Nh v y đi n áp có ở DS. Khi các vùng ch n ti p xúc v i nhau thì dòng ệ D lúc này s b ng không. c nên ch có m t dòng đi n r t nh ch y qua, do đó ệ ấ GS có công su t t n hao r t nh . ỏ ấ ổ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ấ và dòng đi n ch y trong kênh càng nh đi b y nhiêu. Đ l n c a đi n tr R ạ ỏ Source và Drain c a JFET ph thu c vào đ l n c a đi n áp U ủ th làm thay đ i đ ổ ượ đi n s b gián đo n và kênh lúc này b th t l ạ Vì ti p giáp PN phÂn c c ng vi c đi u khi n dòng đi n I ể ự ệ D b ng đi n áp -U ượ ằ ệ ề ệ ấ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t ệ ử c, Đ ng đ c tính ra c a JFET

ườ ủ ặ

D và

Đ ng đ c tính đ u ra bi u di n s ph thu c gi a dòng đi n c c máng I ễ ự ụ ệ ự ườ ữ ộ ặ ầ

đi n áp U ể DS khi UGS b ng h ng s . ố ằ ằ ệ

DS và ít ph thu c vào U ụ i lúc đ

Vùng tuy n tính ế

GS. Đây là ị ố ng cong b u n

thu n cho t Khi UDS nh , Iỏ D tăng m nh tuy n tính theo U ạ ầ ố ế ư ệ ệ ở ộ ườ ớ

vùng làm vi c mà JFET gi ng nh đi n tr m nhạ

Vùng bão hoà

Khi UDS đ l n, I ủ ớ ụ ạ

DS và ph thu c m nh vào U ộ khu ch đ i, dòng đi n I ạ

GS. Đây cượ D đ

D ph thu c r t y u vào U ộ ấ ế là vùng làm vi c mà JFET gi ng nh m t ph n t ư ộ đi u khi n b ng đi n áp U

GS.

ệ ố ầ ử ụ ế ệ

ể ằ ệ ề

Vùng đánh th ngủ

Khi UDS có giá tr khá l n, I ủ ế ế ộ ị

D tăng đ t bi n do ti p giáp PN b đánh th ng, hi n ệ ạ i

ị i khu v c g n c c D do đi n áp ng ả ạ ớ ự ầ ự c đ t lên ti p giáp PN t ế ượ ặ ệ

t ng thác lũ x y ra t ượ vùng này là l n nh t. ấ ớ

2 = 0

d, Ph ng pháp l y đ ng đ c tính đ u ra: ươ ấ ườ ầ ặ

ỉ ồ ề ệ

1 và đi u ch nh U

gái tr mong mu n gi a 0 và -6V và gi b ng h ng s ố ở ữ ữ ằ ằ ố

2 các giá tr khác nhau ị

ề ỉ

2 v không và U

1 thay đ i các giá tri khác nhau

1, ch nh Uỉ

m i giá tr U ở ỗ ị

ề ổ

m i giá tr U ở ỗ ị

2 đi u ch nh thay đ i U 1

nguyên U ề ổ ỉ

GVHD: …………

SVTH:…………….

m i giá tr U • Đi u ch nh ngu n đi n áp U • Đ t Uặ 1 ị • Đóng công t c Sắ • Đ c dòng I ọ • M công t c S ắ ở • Đ c dòng I ọ • Gi ữ • Đ c dòng I ọ ở ỗ ị

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

I D

S 1

UDS

-UGS

RGS

Vung tuyen tinh

Vung bao hoa

Vung danh thung

UGS = 0

UDS Rest

ID 20

UGS = -1

UDS Rest

UGS = -2

UDS Rest

UGS = -3

UDS Rest

UGS = -4

UDS Rest

0 5 10 15 20 VDS

Ph ng pháp l y đ c tính ra c a MOSFETs ươ ủ ấ ặ

Đ c tuy n đ u ra c a JFET ế ầ ủ ặ

e, Các tham s c a JFET ố ủ

GS =0)

Tham s gi i h n ố ớ ạ

Dòng đi n Iệ Dmax là dòng đi n máng c c đ i cho phép ( ng v i U ự ạ ứ ệ ớ

DSmax là đi n áp máng ngu n c c đ i cho phép

Đi n áp U ệ ồ ự ạ ệ

GSmax là đi n áp c ng ngu n c c đ i cho phép

Đi n áp U ệ ồ ự ạ ệ ổ

GS(P) là đi n áp c ng ngu n làm cho dòng I

D = 0

GVHD: …………

SVTH:…………….

Đi n áp khoá U ệ ệ ổ ồ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

Tham s làm vi c ệ ố

DS: RDS = UDS/ID

Đi n tr đ u ra dòng m t chi u R ở ầ ề ệ ộ

ID, rDS th hi n đ d c c a đ ề DS: rDS = D UDS/D ộ ố ủ ườ ng ể ệ

Đi n tr đ u ra dòng xoay chi u r ệ đ c tính đ u ra trong vùng bão hoà. ặ ở ầ ầ

D ID/ D UGS cho bi ề ẫ ế ể ủ t tác d ng đi u khi n c a ề ụ

H d n c a đ c tính truy n d n S: S = ỗ ẫ ủ ặ đi n áp c c c ng t ự ổ ệ i dòng c c máng. ự ớ

1.2.4.3. Transitor MOSFET (Transitor tr ng c c c ng cách li) ườ ự ổ

ể ộ ớ ắ

ự ề ề ấ ạ ừ ạ ắ

ệ MOSFETs, s đi u khi n không thông qua l p ch n mà qua m t l p cách đi n. ớ oxýt kim lo i cũng chính vì v y mà i ta i ta g i la MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor FET). Khi vi t ng ậ ườ t t ế ắ

Ở L p cách đi n này v nguyên t c có c u t o t ớ ng ườ cũng th t IFET (I: insulated) ho c IGFET (IG: insulated gate). ệ ọ ng hay vi ườ ế ặ

MOSFETs đ ượ ụ ạ ọ

ặ ẵ

c chia làm hai lo i: Lo i có kênh liên t c hay còn g i là ạ MOSFETs có kênh đ t s n và lo i có kênh gián đo n còn g i là MOSFETs có kênh ọ c m ng. MOSFETs có kênh liên t c có kh năng d n đi n khi ả ứ ạ ẫ ạ ụ ệ ả

UGS = 0V.

i, khi U c l ượ ạ

GS = 0V thì nó không d n.ẫ M i lo i kênh liên t c hay gián đo n đ u có phân lo i theo ch t bán d n là kênh N ẫ hay kênh P.

Ở MOSFETs có kênh gián đo n thì ng ạ ạ ạ ụ ề ạ ấ ỗ

a C u trúc và ký hi u: ệ ấ

c gi ố ư ườ ượ ớ ượ ượ ỏ c đi u i thi u ề ệ ở ấ c đi u khi n b ng đi n áp nên công su t ể ề các đ u ra ầ ề ể ượ ầ ằ c đi u khi n tr c ti p t ể ph n trên, chúng đ ệ ự ế ừ -Không gi ng nh Transitor th ng đ khi n b ng dòng đi n. Còn MOSFET đ ể ệ đi u khi n r t nh , do v y MOSFET có th đ ề c a các vi m ch công su t nh . ỏ ủ ằ ể ấ ạ ậ ấ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ể ễ ấ ể ộ ể ề ự ệ ẫ ở ớ ể ẫ ẫ ư ế ạ ủ ự ự ệ ẽ ng, còn c c g c th -Trên hình: 1.2.4-6. bi u di n c u trúc c a m t MOSFET kênh d n ki u n. trong đó G ủ ỏ là c c đi u khi n cách ly hoàn toàn v i c u trúc bán d n b i l p đi n môi m ng ớ ấ silicđioxit (SiO2) nh ng có cách đi n r t l n. N u kênh d n là ki u n thì các h t mang đi n x là các electron (các h t đi n t ) do đó c c tính đi n áp c a c c máng là c c ự ệ d ươ ệ ấ ớ ạ ệ ử ng n i v i đ P. ố ớ ế ự ố ườ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ườ

ậ ư

ạ ọ ư ạ

ồ

ệ

ệ ử ạ ệ

ữ

ể

ấ

ườ

ữ

ằ

ố

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t -Trên c u trúc ký hi u g ch chéo gi a D&S đ ch ra r ng bình th

ỉ ẫ ng không có kênh d n n i gi a D và S.

s o u r c e ( S )

G

b >

D r a i n ( D )

a >

Hình1.2.4-6: C u trúc bán d n và ký hi u c a MOSFET ẫ ệ ủ ấ

b>Nguyên lý làm vi c:ệ

s o u r c e ( S )

G

-

+

D r a i n ( D )

a >

b >

c

Hình1.2.4-7: S t o thành kênh d n trong c u trúc bán d n c a MOSFET ẫ ủ ự ạ ẫ ấ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ườ ệ ả ử GS = 0.khi đó kênh d nẫ DS > 0. Gi ng U ự hoàn toàn không xu t hi n và gi a c c S và c c D lúc này là ti p giáp p-n b phân c c ự Trong ch đ làm vi c bình th ữ ự s U ế ế ộ ấ ệ ị

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ

ệ ử ế

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t ng ệ ượ s r t nh . ỏ ẽ ấ

c, đi n áp x r i hoàn toàn trên ti p giáp này, còn dòng qua c c g c và c c máng ẽ ơ ự ố ự

GS < 0 thì vùng b m t giáp c c đi u khi n x tích t

(P) do đó dòng ề ặ ụ ẽ ể - N u Uế đi n gi a c c g c và c c máng v n h u nh không có (hình các l ỗ 1.2.4-7 a.). ữ ự ố ự ầ ề ư ự ệ ẫ

GS > 0 và đ l n thì vùng b m t giáp c c đi u khi n x tích t ẽ ữ ự

DS (hình 1.2.4-7 b.)

các đi n t ề ặ ự ụ ề , ệ ử ự c hình thành, lúc này dòng đi n gi a c c máng và c c ể ệ ủ ớ ẫ -N u Uế nh v y m t kênh d n đã đ ượ ư ậ g c ch ph thu c vào đi n áp U ộ ố ộ ỉ ụ ệ

1.2.4-7 c.) ta th y r ng gi a c c g c và c c máng ữ ự ố c n i gi a D và S, đó ố ượ ươ

ấ ằ ự ng v i m t diode ng ộ ữ ớ -Trên c u trúc MOSFET hình (hình ấ t n t ng đ i m t ti p giáp p-n, t ươ ồ ạ chính là u đi m c a MOSFET. ộ ế ể ủ ư

c> Đ c tính ra c a transistor MOSFET kênh N: ủ ặ

I D

V G S = 9 V V G S = 7 , 5 V

V G S = 6 V

V G S = 4 , 5 V

V G S = 3 V

V S

Hình 1.2.4-8: H đ c tính ra c a MOSFET kênh N ọ ặ ủ

ấ ườ ứ ể ộ Trên đ ỡ ệ ệ ặ ố ự ầ ng ng ặ ữ ự ỡ ườ ệ ườ ự ể ả ề ệ ỡ ơ ệ v i dòng I ng đ c tính ta th y khi đ t đi n áp đi u khi n nh h n m t m c nào ỏ ơ ề ằ r t l n dòng qua đó g n b ng đ y c 3V thì gi a c c máng và c c g c đi n tr ở ấ ớ ấ không. Khi đi n áp c 6-7V thì MOSFET s trong ch đ d n, thông th i ta ế ộ ẫ ẽ đi u khi n MOSFET b ng di n áp c 15V đ gi m đi n áp r i trên 2 c c D và S. khi ể đó UDS g n nh t ầ ằ l ư ỷ ệ ớ

ể ấ ộ W MOSFET tác đ ng r t nhanh có th đóng, m v i t n s trên 100KHZ. Khi đ i v i MOSFET -1000V và ả ở ớ ầ ố ố ớ ỏ ở ấ W ẫ v i MOSFET -500V. MOSFET d n dòng thì đi n tr r t nh kho ng 0,1 ệ kho ng 1 ả ớ

DS t

D t vì ch u đ

GVHD: …………

SVTH:…………….

Ngày nay ng i ta đã ch t o đ i 500V và I ườ ượ ớ ớ ệ ử ị i hàng ớ ượ ầ c t n c MOSFET v i U c dùng nhi u đ làm khóa đi n t ể t b bi n t n có khâu trung gian. ế ạ tr c ampe. Vì v y MOSFET đ ậ ề ượ ụ vai trò quan trong trong các thi s cao và nó gi ữ ố ế ị ế ầ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

1.2.5. Thyristor:

1.2.5.1.C u t o và kí hi u: ấ ạ ệ

1, J2, J3 .

g m có b n l p bán d n p-n-p-n t o ra ba ti p giáp J ố ớ ế ẫ -Thyristor là ph n t ạ Thyristor có ba c c anôt (A), catôt (K), và c c đi u khi n G. ầ ử ồ ự ự ể ể

i

I v

p

j 1

IG2 > IG1 > IG0

n

IG0 = 0

j 2

G

K

I d t

p

U n g , m a x

j 3

U

0 U t h , m a x

U v , t h

n

§ o n g d ß

a > C Ê u t r ó c v µ k ý h i Ö u c ñ a t h y r i s t o r

b > § Æc t Ýn h v « n - a m p e c ñ a t h y r i s t o r

Hình1.2.5-1

1.2.5.2.Đ c tính vôn – ampe. ặ

AK > 0, còn

th nh t v i U ầ ấ ớ góc ph n t ầ ư ứ AK < 0. -G m hai ph n: Ph n đ c tính thu n n m ặ ầ ằ ở ậ c n m ph n đ c tính ng th ba v i U ầ ư ứ ượ ằ ở ặ góc ph n t ớ ồ ầ

a>Tr ng h p I ườ ợ G = 0:

ng,max thì dòng đi n qua thyristor cũng

ế ị ượ c còn J2 phân c c thu n, khi đó ự ậ *Khi UAK < 0 thì ti p giáp J1 và J3 b phân c c ng dòng đi n qua thyristor r t nh . G i là dòng đi n dò. ấ ỏ ọ ự ệ ệ

AK đ n giá tr nh h n U ị ế

AK > Ung,max thì x ẽ

ự ệ ệ -N u th c hi n tăng U ế v n r t nh . N u c ti p t c tăng đ n giá tr U ẫ ấ ế ỏ ế ứ ế ụ ỏ ơ ị

ệ ượ ấ ớ ng thyristor b đánh th ng, dòng đi n qua thyristor x tăng lên r t l n, ệ ẽ s y ra hi n t ẩ quá trình này không đ o ng ị c l i đ c. ả ủ ượ ạ ượ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ượ ự ự ế ậ ị ượ c, *Khi UAK > 0 khi đó ti p giáp J1 và J3 đ lúc này dòng đi n qua thyristor cũng r t nh , g i là dòng đi n dò. ấ c phân c c thu n còn J2 b phân c c ng ỏ ọ ệ ệ

Đ án môn

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

ồ

ườ

ậ ư

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t ệ AK đ n giá tr l n h n đi n áp thu n l n nh t U -N u ta th c hi n tăng U th,max thì xẽ ế ự ễ s y ra hi n t ộ ở ươ ệ ượ ẩ ệ dàng ch y qua thyristor, và giá tr c a nó ch ph thu c vào đi n tr m ch ngoài. N u ế ỉ ụ ả ườ khi đó dòng qua thyristor l n h n dòng đuy trì I ng ớ c đ c tr ng b i tính ch t dòng đ c tính thu n ( gi ng nh diode). Đ c tính thu n đ ở ặ ư ặ đi n có th thay đ i l n nh ng đi n áp r i trên thyristor g n nh không đ i. ệ

ệ ử ị ớ ng A- K đ t ng t gi m xu ng và đòng đi n d ệ dt thì thyristor x d n dòng trên đ ẽ ẫ ấ ư ậ ượ ặ ư ầ

ế ệ ấ ơ ệ ng đi n tr t ệ ậ ớ ố ươ ả ộ ng đ ị ủ ở ạ ộ ơ ậ ố ổ ớ ư ệ ể ơ ổ

b> Tr ng h p I ườ ợ G > 0 .

ặ ế ể ể ể ệ ự ậ ề ặ ơ ng đ c tính thu n x càng x m h n v i U ẽ ề ẽ ớ ườ ớ ớ ệ ậ ặ ớ ơ G > 0 thì quá trình chuy n đi m làm *Khi UAK > 0 n u đ t vào c c đi u khi n dòng I ng đ c tính thu n x x m h n. N u dòng đi u khi n càng l n thì quá vi c lên đ ể ế ườ trình chuy n đi m làm vi c lên đ AK nhỏ ể ể h n.ơ

ng t ng h p I *Khi UAK < 0 thì quá trình s y ra cũng t ẩ ươ tr ự ườ ợ G = 0.

+ E

R 1

R t

R 1

R 2

I V

U C

1.2.5.3.M và khóa thyristor: ở

-

+

I G

T 1

T 2

G 1

G 2

R 2

Hình 1.2.5-2: M thyristor ở Hình 1.2.5-3: Khóa thyristor

a>M thyristor: ở

-Có 2 ph ng pháp kích m thyristor: ươ ở

AK > Uth,max khi đó đi n tr t ỉ ụ

ươ ở ươ ươ ệ ng đ ộ ệ ộ ệ c s d ng trong th c t ng trong m ch ng pháp th nh t là tăng U * Ph ạ ứ ấ ở ạ A – K gi m đ t ng t, dòng đi n qua thyristor lúc đó ch ph thu c vào đi n tr m ch ộ ả ng pháp này ít đ ngoài. Ph ươ ượ ử ụ . ự ế

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng pháp th hai là: phân c c cho U ươ ư ự ứ ệ AK >0, sau đó th c hi n đ a m t dòng đi n ộ ệ tr ng thái tr kháng cao ở ể ừ ạ ấ ị ẽ *Ph ự có giá tr nh t đ nh vào c c G. Khi đó thyristor x chuy n t sang th p, nên có dòng đi n đi qua thyristor. ự ệ ị ấ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ườ

ậ ư

ạ ọ ư ạ

ồ

ệ ử

ệ ớ ể

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t -N u dòng qua thyristor l n h n dòng duy trì thì thyristor ti p t c duy trì d n dòng mà ế ụ ng pháp này ch c n m ch đi u khi n có công không c n xung đi u khi n n a. Ph ạ su t r t nh so v i m ch l c. ớ

ế ẫ ể ỉ ầ ơ ữ ươ ề ề ầ ấ ấ ự ạ ỏ

b>Khóa thyristor:

dt), và

i m c dòng duy trì (I ể ả ả ứ i c n ph i gi m dòng qua A-K v d c lên thyristor trong th i gian t thyristor l -Đ khoa đ t m t đi n áp ng ệ ặ ộ ạ ầ ượ ề ướ i thi u. ể ờ ố

1.2.5.4.Các thông s c b n c a Thyristor: ố ơ ả ủ

V,trb.

-Giá tr dòng trung bình cho phép qua thyristor, I ị

ị ạ ệ ẫ ủ ộ ạ ộ ả ng. Thyristor có th đ nhiên, ngoài ra Thyristor còn có th đ c làm mát c t đ môi tr ự ể ượ ể ự ạ ặ ơ Đây là giá tr dòng trung bình cho phép ch y qua Thyristor v i đi u ki n nhi c u trúc tinh th bán d n c a tinh th Thyristor không đ ể ấ ể phép. Trong th c t ệ ự ế làm mát và nhi ườ ệ ộ chu n đ làm mát t ể nh qu t gió ho c dùng n đi n qua Thyristor theo các đi u ki n làm mát sau: ệ ộ ủ t đ c a ớ ề t quá m t giá tr cho c v ượ ượ ị dòng đi n ch y qua Thyristor còn ph thu c vào các đi u ki n ệ ề ộ ụ c g n lên các b t n nhi t tiêu ệ ể ượ ắ ứ ng b c ưỡ c đ làm mát nhanh h n. Nói chung có th l a ch n dòng ọ ướ ể ề ẩ ờ ệ ệ

V,trb.

+Làm mát t nhiên dòng s d ng cho phép đ n 1/3 I ự ử ụ ế

V,trb.

+ Làm mát c ng b c b ng qu t gió dòng s d ng cho phép đ n 1/2 I ưỡ ứ ằ ử ụ ế ạ

V,trb.

+ Làm mát c c dòng s d ng cho phép đ n 100% I ưỡ ng b c b ng n ứ ằ ướ ử ụ ế

ng,max.

-Đi n áp ng c cho phép l n nh t U ệ ượ ấ ớ

AK luôn nh h n U

ượ ớ ặ ấ i b t kỳ th i đi m nào U ạ ấ ụ c l n nh t cho phép đ t lên thyristo. Trong các ng d ng ứ ng,max. Ngoài ra còn c ít nh t là b ng 1,2 ể đi n áp, nghĩa là U ỏ ơ ả ượ ấ ằ Đây là giá tr đi n áp ng ị ệ ph i đ m b o r ng t ờ ả ằ ả ả ng,max ph i đ ph i đ m b o m t đ d tr ộ ộ ự ữ ệ ả ả ả đ n 1,5 l n giá tr biên đ l n nh t c a đi n áp trên s đ . ơ ồ ộ ớ ị ế ấ ủ ệ ầ

-Th i gian ph c h i tính ch t khóa c a thyristor. t ờ ấ ủ ụ ồ

AK d

r (m s). i thi u ph i đ t đi n áp âm lê gi a anot – catot c a thyristor sau khi Đây là th i gian t ữ ờ ng mà dòng qua thyristor đã v b ng không, tr r là thông s r t quan tr ng c a thyristor, nh t là khi s d ng thyristor v n khóa. T ử ụ ố ấ ủ ẫ trong các b ngh ch l u ph thu c, ho c ngh ch l u đ c l p. Trong đó luôn ph i đ m ả ả ộ ư ộ ậ ộ ư ầ r. b o r ng th i gian dành cho quá trình khóa ph i b ng 1,5 – 2 l n t ờ ả ằ

ố ả ặ ủ ể ệ c khi có th có đi n áp U ề ằ ươ ướ ể ệ ấ ọ ụ ặ ị ị ả ằ

du dt

GVHD: …………

SVTH:…………….

(v/ m s) -T c đ tăng đi n áp cho phép ệ ố ộ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ

ệ ử c s d ng nh m t ph n t ầ ử ả c phân c c thu n ph n l n đi n áp đ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t Thyristor đ phân c c thu n (U ậ ẫ ự dòng đi n ch y qua. Khi thyristor đ ạ ệ 2 nh trên hình v sau: lên ti p giáp J ư

2 b phân c c ng

a n o t

ượ ử ụ ề ặ ư ộ ư ể ề ớ ượ c AK > 0) nh ng v n ph i có tín hi u đi u khi n thì nó m i cho phép ệ ặ c đ t có đi u khi n, nghĩa là m c dù khi đ ể ầ ớ ượ ượ ự ệ ậ ế ẽ

ượ ủ ị ộ ự ạ ở ả

p

i = C J 2 ( d u / d t )

j 1

n

C J 2

ệ ể đi n có đi n dung C ệ ư ộ ụ ệ ệ

j 2

ể

p

j 3

ể ả

n

c a t o t

ề ở ự ề ệ ể L p ti p giáp J c nên ế ớ đ d y c a nó r ng ra, t o nên vùng ộ ầ không gian nghèo đi n tích, c n tr dòng ệ đi n ch y qua. Vùng không gian này có ạ th coi nh m t t J2. ớ ố ộ ớ Khi đó đi n áp bi n thiên v i t c đ l n, ế có th có giá tri đáng dòng đi n c a t ủ ụ ệ ể k , nó đóng vai trò nh dòng đi u khi n. ể K t qu là thyristor có th m ra khi ế ch a có tín hi u đi u khi n vào c c đi u ề ư khi n G. ể

Hi u ng du/dt tác d ng nh ệ ứ ụ ư

dòng đi u khi n ể ề

ố ấ ầ ớ ố ộ ộ ệ ố

‚ t các thyristor t n s th p v i các 200V/m s. V i các thyristor t n s cao. thyristor t n s th p vào kgo ng 50 ả ớ ầ ố ấ ầ ố ở

dU dt

‚ T c đ tăng đi n áp là m t thông s phân bi ệ dU dt 2000 V/m s thyristor t n s cao có th đ t đ n 500 ể ạ ế ầ ố

di dt

-T c đ tăng dòng đi n cho phép (A/ m s). ố ộ ệ

ở ể ể ế ẫ ề ắ ầ ồ ọ ả ệ ẽ ả ể ể ẽ ấ

t di n tinh th bán d n c a nó ẫ ủ c c m t s đi m g n ầ ở ự ế t di n. N u ệ ộ ế các đi m d n đi n ban ể ệ ở ệ ẫ ụ t có th d n đ n h ng c c ế ể ẫ ệ ớ ỏ ớ ế ự đó có th d n đ n h ng toàn b ti t di n tinh th bán d n. Khi thyristor b t đ u m không ph i m i đi m trên ti ệ đ u d n dòng đ ng đ u. Dòng đi n s ch y qua b t đ u ề ắ ầ ở ộ ố ể đi u khi n nh t, sau đó s lan t a d n sang các đi m khác trên toàn b ti ỏ ầ ề t c đ tăng dòng quá l n có th d n đ n m t đ dòng đi n ể ẫ ố ộ đ u quá l n, d n đ n s phát nhi ẫ ầ b , t ể ẫ ộ ừ ậ ộ t c c b quá mãnh li ể ệ ế ệ ụ ộ ộ ế ế ỏ ẫ

GVHD: …………

SVTH:…………….

T c đ tăng dòng đi n cho phép cũng phân bi ố ộ ệ t ệ ở thyristor t n s th p có giá tr ầ ố ấ ị

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

di dt

‚ 100A/m s. v i các thyristor t n s cao có ớ ầ ố kho ngả kho ng 50 ả

ổ ả ệ ả ờ ắ ạ ượ ộ ế ị ệ ữ ỏ

di dt 500 ‚ 2000A/m s. Trong các b bi n đ i ph i luôn có bi n pháp đ m b o t c đ tăng ả ố ộ dòng đi n luôn nh h n giá tr cho phép. Đi u này đ t đ c nh m c n i ti p các ỏ ơ ố ế ề ệ bán d n v i nh ng đi n kháng nh , lõi không khí, ho c đ n gi n h n là các ph n t ả ặ ơ ớ ầ ử ẫ ơ c dùng r t ph bi n vì c u lõi xuy n ferit đ ấ c l ng lên nhau. Các lõi xuy n ferit đ ấ ổ ế ế ượ ồ ế t o đ n gi n, d thay đ i đi n c m b ng cách thay đ i s xuy n l ng lên thanh d n. ẫ ế ồ ễ ạ ỏ Xuy n ferit còn có tích ch t c a cu n c m bão hòa, khi dòng qua thanh dân xcòn nh ừ đi n kháng s l n đ h n ch t c đ tăng dòng. Khi dòng đã l n ferit b bão hòa t , đi n c m gi m g n nh b ng không. Vì v y đi n kháng ki u này không gây s t áp ậ trong ch đ dòng đ nh m c đi qua dây d n.

ượ ổ ố ệ ả ả ổ ơ ế ấ ủ ằ ộ ả ộ ể ạ ế ố ớ ị ệ ệ ụ ể ệ ả ầ

ẽ ớ ả ế ộ ư ằ ứ ẫ ị

1.2.5.5 Đ c tính đi u khi n ề ể ặ

G theo dòng đi n Iệ G có d ngạ

Đ c tính đi u khi n cho quan h gi a đi n áp U ệ ữ ệ ể ặ

ề Diode. g n gi ng nh ố ầ ư ở

ố ớ ặ

Đ i v i các Thyristor có cùng m t series, do s phân tán c a các đ c tính trong i h n max và min ủ ộ 2 và N2, các đ c tính này t o nên m t mi n gi a các gi ạ ớ ạ ự ề ữ ặ ộ

max

UGM

min

PGM

IGM

GVHD: …………

SVTH:…………….

các mi n Pề c a đi n tr . ở ệ ủ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

Hình 1.2.5 -4. Đ c tính đi u khi n c a Thyristor

ệ ặ

ệ ử ề

ể ủ

Trên đ c tính đi u khi n mi n g ch chéo đ m b o Thyristor đ ả ạ ắ c m i ch c ặ

ề ch n. Đ ng nét đ t là đ ể ng gi ườ ứ ắ ườ ề ớ ạ i h n công su t đi u khi n (U ấ ể ả ề ồ ượ GM.IGM) c c đ i. ự ạ

UGM gi ớ ạ i h n đi n áp đi u khi n c c đ i ể ự ạ ề ệ

IGM gi ớ ạ i h n dòng đi n đi u khi n c c đ i ể ự ạ ề ệ

nhi t đ b t kỳ IG dòng đi n đi u khi n nh nh t ỏ ấ ở ể ệ ề ẹ ộ ấ

nhi t đ b t kỳ UG đi n áp đi u khi n nh nh t ỏ ấ ở ể ệ ề ệ ộ ấ

Đ c tính dòng - áp c a Thyristor ủ ặ ở ạ tr ng thái d n có th đ ẫ ể ượ ằ c làm g n đúng b ng ầ

đo n th ng, nên ta có: ẳ ạ

UT = UO + r.iT

O gi m.ả

Khi nhi t đ tăng thì r tăng còn U ệ ộ

1.2.6. Triac (Triode Alternative Current)

T 2

J 1

J 2

J 3

N 2

a. C u trúc và ký hi u ệ ấ

i

N 1

P 1

P 2

N 3

( + )

( - )

T 2

T 1

IG2 > IG1 > IG0

( + )

( - )

( + )

IG0 = 0

I d t

T 1

N 2

U

P 2

N 1

P 1

0 § o n g d ß

IG0 = 0

GVHD: …………

SVTH:…………….

Hình 1.2.6-1: C u trúc và ký hi u c a Triac ệ ủ ấ Hình 1.2.6-2: Đ c tính vôn - ampe c a Triac ủ ặ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

-Triac là thi t b bán d n ba c c, b n l p ti p giáp, có đ ng đ c tính vôn – ế ự ườ ế ị ố ớ ặ

ậ ả ố ứ ượ ể

ệ ấ

c đ u không có ý nghĩa, t ề ậ

trong c hai chi u. Nh v y triac đ ề ư ậ ư ụ ượ ề ự ạ ị ệ ệ ờ

ệ ể ề ể ắ ổ

ẫ ở a ampe đ i x ng, nh n góc m c dùng đ làm vi c trong các m ch đi n xoay chi u, và có tác d ng nh hai thyristor đ u song song ệ ng t c.ượ Vì v y đ nh nghĩa dòng thu n hay dòng ng ng ự ậ ươ ệ ư c. Vi c kích d n Triac th c hi n nh xung dòng đi n đ a cho khái ni m đi n áp ng ẫ ượ ệ vào c ng đi u khi n G. Gi ng nh Thyristor, không th đi u khi n ng t dòng qua ố Triac. Triac s ng t theo quy lu t nh đã gi ể i thích đ i v i Thyristor. ề ẽ ắ ư ư ố ớ ả ậ

b. Đ c tính V-A ặ

Đ c tính V-A c a Triac t ng t nh c a Thyristor do kh năng d n đi n theo ệ ẫ

ươ c hai chi u đ c tính c a Triac có d ng đ i x ng qua tâm to đ . ả ự ư ủ ố ứ ặ ề ặ ả ạ ộ ủ ủ ạ

Vi c kích m Triac có th chia ra làm các tr ể ệ ở ườ ng h p: ợ

GT1> 0 khi UT2T1> 0 GT1< 0 khi UT2T1> 0 GT1< 0 khi UT1T2> 0 GT1> 0 khi UT1T2> 0

- M b ng xung đi u khi n U - M b ng xung đi u khi n U - M b ng xung đi u khi n U - M b ng xung đi u khi n U ở ằ ở ằ ở ằ ở ằ ể ể ể ể ề ề ề ề

M c dù có th t o dòng kích có d u tuỳ ý, nh ng th c t ư ấ

ng cho tr ng h p dòng qua triac d ậ ợ vi c kích thu n l i ng và dòng kích âm khi ườ ợ ự ế ệ ươ ể ạ ươ

ặ h n khi dòng kích d ơ dòng qua triac âm.

c> Các tham s c b n ố ơ ả

-Dòng đi n đ nh m c I ờ ứ đm (A):dòngđi n hi u d ng cho phép đi qua triac trong m t th i ệ ụ ệ ệ ộ ị

gian dài khi triac m .ở

ngmax (V): đi n áp ng

- Đi n áp ng c c c đ i U c c c đ i cho phép đ t vào triac ệ ượ ự ạ ệ ượ ự ạ ặ

GVHD: …………

SVTH:…………….

trong m t th i gian dài khi triac khoá. ờ ộ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ D U (V): đi n áp r i trên triac khi triac m v i dòng qua triac

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t - Đi n áp r i trên triac ơ

ệ ử ệ

ệ ở ớ ơ

b ng dòngđi n đ nh m c. ệ ằ ứ ị

-Dòng đi n đi u khi n I ể g:dòng đi n đi u khi n đ m b o m triac. ề ệ ể ề ệ ả ả ở

1.2.7. Diac

ề ấ ạ ư ộ ơ

ố ự ề ả ấ ạ ệ

ng c a DIAC. ng đ ộ V c u t o, DIAC gi ng nh m t SCR không có c c c ng hay đúng h n là m t ổ ự transistor không có c c n n. Hình 1.2.7 -1 sau đây mô t ạ c u t o, ký hi u và m ch t ươ ươ ủ

Hình1.2.7- 1

ệ ệ ề ề ấ ị

ẫ ệ ế ộ ệ ộ ộ

ị ố ế ế BO, DIAC d n đi n và khi đ t m t hi u th theo chi u ng c l ượ ạ ặ ở ệ ế ệ ẫ ộ

ế ể ệ ừ ề ệ ấ ệ

ả ng v i hai Diode Zener m c đ i đ u. Th c t ng đ ự ế ắ ớ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ị Khi đ t m t hi u đi n th m t chi u theo m t chi u nh t đ nh thì khi đat đ n giá tr ộ ặ i và khi đi n th V ệ ế BO, DIAC cũng d n đi n, DIAC th hi n m t đi n tr âm (đi n th tăng đ n tr s -V ể hai đ u DIAC gi m khi dòng đi n qua DIAC tăng). T các tính ch t trên, DIAC có th ầ , khi không có DIAC coi t ươ i ta có th dùng hai Diode Zener có đi n th Zener thích h p đ thay th trong ng ệ ố ầ ế ươ ể ườ ế ể ợ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t ng d ng (Hình 1.2.7-1), DIAC th

ệ ử ườ

ề ng dùng đ m Triac. Thí d nh m ch đi u ư ạ ể ở ụ

ứ ch nh đ sáng c a bóng đèn (Hình 1.2.7-2) ụ ộ ủ ỉ

Trên s đ hình1.2.7-2 ta th y ng thì t ươ ơ ồ ấ ở ử ệ

ẫ ạ ị ệ ẫ

c l ư ụ ệ ế ạ ẫ

C n p đi n theo chi u ng BO, DIAC d n đi n kích cho Triac d n đi n. Ta thay đ i V ệ ể ẫ

C, do đó thay đ i góc d n c a Triac đ a đ n làm thay đ i đ n a chu kỳ d n p đi n cho đ n giá ế ng, ế BO thì DIAC d n, t o dòng kích cho Triac d n đi n. H t bán kỳ d ươ ế ệ i đ n đi n ượ ạ ế R đ thay đ i th i ờ ổ ổ ộ ụ ạ ệ ề ổ ư ế ệ ẫ ủ ệ ủ ụ ổ

tr đi n th V Triac ng ng d n đi n. Đ n bán kỳ âm t ệ th -Vế ẫ gian n p đi n c a t ạ sáng c a bóng . ủ

Hình 1.2.7-2

1.2.8. Diode đ mệ

Diode đ m (còn g i là Diode phóng đi n, Diode hoàn năng l ệ ệ

ng) là Diode i đi n m t chi u có tính ch t c m kháng ượ ấ ả ề ộ ượ ắ c v i m t ph t ộ

ọ m c song song ng ớ (hình1.2.8-1). Diode đ m Dệ ệ 0 có hai nhi m v : ụ ụ ả ệ

0 ch u đi n áp ng ệ

- Khi ph t c và ượ ị

i làm vi c, Diode đ m D c c p t i đ ệ ộ ồ ồ

GVHD: …………

SVTH:…………….

c m c a c a c m kháng ph t Dòng đi n t do s.đ.đ t tr ng thái khoá. ệ ụ ả ngu n m t chi u (hình 1.2.8-1a). Khi ng t ngu n (U= 0), ệ ả ượ ấ ừ ụ ủ ủ ả ự ả ề i lúc ng t m ch, dòng c m ng trong ph ụ ả ở ạ ắ ả ứ ắ ạ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ ử

ệ ả ứ

ệ 0 (hình 1.2.9-1a). N u không có Diode D i khép kín qua Diode D ế ỏ

ớ 0, đi n c m ng l n ngu n và có th phá h ng chúng, đánh th ng cách đi n và nguy ầ ử ể ồ ủ ệ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t t ả s đ t lên các ph n t ẽ ặ hi m cho ng ể

i. ườ

U=0

U>0

- Đ m b o dòng đi n liên t c cho t i. ụ ệ ả ả ả

Hình 1.2.8-1 Diode đ m n i vào m ch có tính ch t c m kháng đ tránh s ự ấ ả ố ể ệ ạ

gi m v 0 đ t ng t c a dòng đi n ộ ủ ộ ệ ề ả

ng, dòng đi n ph t ệ ườ

i có, trong ph t ả ệ ụ ả ấ ả ắ ồ ạ ồ ụ ả ẽ

ệ ặ ị ế ể ẫ

ả ồ

tích lu trong cu n dây ph ng đi n t ả ứ 0 s cho dòng c m ng khép kín qua nó và duy trì dòng t ẽ 0 có đ l n tuỳ thu c năng l ụ ả ộ ộ ộ ấ ớ ả ứ ộ ượ ộ ỹ

Bình th Khi dòng đi n ph t i gi m (đ t ng t) ho c b ng t r i l hi n đi n áp c m ng qúa đ r t l n, d n đ n các nguy hi m đã nêu cho thi ệ ngu n. Diode D ng phóng qua D i t c là tuỳ thu c tr s đ t i có tính ch t c m kháng do ngu n cung c p. ấ i s xu t ấ t b và ế ị i. Dòng c m ả ụ ả c m L nh hay l n. C ng đ dòng đi n phóng gi m ộ ớ ị ố ộ ự ả ứ t ả ứ ệ ừ ườ ệ ộ ớ ộ

theo hàm mũ v i h ng s th i gian: ỏ t = L/R ớ ằ ố ờ

ng đ dòng đi n qua t i coi N u ế t >> T (T- chu kỳ đi n áp hình sin) thì c ệ ườ ệ ộ ả

nh không đ i. ư ổ

1.2.9. MOSFET ((Insulated Gate Bipolar Transitor)

a>C u trúc và ký hi u: ệ ấ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ầ ử ế ợ ủ ắ ả ả - MOSFET là ph n t ch u t i c a transistor th ng. MOSFET cũng là ph n t đ ị ả ủ k t h p kh năng đóng c t nhanh c a MOSFET v i kh năng ớ ệ c đi u khi n b ng đi n ể ầ ử ượ ườ ề ằ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ườ

ậ ư

ạ ọ ư ạ

ồ

ệ ử

ệ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t áp, do đó công su t đi u khi n r t nh , d ng tín hi u th – 15V.

ng là các xung đi n áp ể ấ ỏ ạ ệ ề ấ ườ ệ

ủ ự ự ư ề ch gi a E & C là c u trúc bán d n p-n-p ch ấ ư ấ ớ ư ộ ẫ ề ượ ể ể ả -C u trúc c a MOSFET cũng đ a ra ba c c Emitor, colector, và c c đi u khi n. ể ứ Nh ng MOSFET khác v i MOSFET ở ỗ ữ ở c đi u khi n b i không ph i n-n. Có th coi MOSFET gi ng nh m t transtor đ ố m t MOSFET. ộ

Emitor

G

Colector

c>

a>

b>

t ng đ ấ ấ ươ ươ ộ ng m t Hình 1.2.9-1 a> C u trúc MOSFET, b> C u trúc MOSFET tranzitor v i m t MOSFET, c> Ký hi u MOSFET ệ ớ ộ

b>Nguyên lý làm vi c:ệ

ệ ấ ộ ẫ ộ ớ ộ di chuy n v phía c c C, v ượ ề ệ ử ự ể ề -Phân c c cho MOSFET sao cho U CE > 0, sau đó c p vào c c G m t đi n áp đi u ự ự GE > 0 v i m t giá tr đ l n. Khi đó hình thành m t kênh d n v i các h t là khi n Uể ị ủ ớ ớ ạ ớ t qua l p gi ng nh MOSFET. Các h t đi n t đi n t ạ ư ệ ử ố ti p giáp p-n t o nên dòng colector. ế ạ

ắ ủ ườ ễ

khi khóa kho ng 1 ơ ấ ễ ấ ả

ng, tr khi m kho ng ả ở ỏ ườ ng ng c p tín hi u +15V, đ khóa m s. công su t đi u khi n MOSFET r t nh th ể ề – 15V. Đ m th ể ấ ể ở ườ ể ệ ng c p tín hi u là -15V. -Th i gian đóng c t c a MOSFET nhanh h n transistor th ờ 0,15m s , tr d ng đi n áp đi u khi n là ệ ạ th ấ ườ ề ệ

1.2.10. GTO (GATE TURN-OFF Thyristor )

GVHD: …………

SVTH:…………….

a> C u trúc và ký hi u: ệ ấ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

anot

P+

An«t

j1

j2

p n+

j3

Cat«t phô

Cat«t

Cùc ®iÒu khiÓn

canot

Hình 1.2.10-1 C u trúc GTO ấ Hình 1.2.10-2 Ký hi u GTO ệ

ườ ớ ng, và ký hi u c a GTO cũng ệ ủ c tính ch t đi u khi n hoàn toàn c a nó. Đó là dòng đi u khi n đi vào ề ủ ứ ạ ấ ơ ề ượ ể ể - C u trúc GTO ph c t p h n so v i các thyristor th ấ th hi n đ ể ệ dùng đ m GTO, còn dòng đi u khi n đi ra dùng đ khóa GTO. ể ở ề ể ể

ớ ẫ ấ ượ ẫ ổ

ạ ệ ấ ậ ộ ệ ỗ

ặ ế ỉ ệ

c b sung các ph n bán d n ki u n. D u + ầ ể c ch ra r ng m t đ các ệ ử ượ ẫ ấ c làm giàu thêm. K t qu các vùng đó đi n tr su t riêng r t c chia nh và c n i vào l p p th ba, nh ng đ ằ ở ấ ượ ả ớ ệ ề ượ ứ ư ố ỏ

- C u trúc bán d n GTO l p P, anôt đ bên c nh ký hi u ki u d n đi n p (l ), ho c n (đi n t ) đ ể h t mang đi n tích đ ượ ạ nh . C c đi u khi n c a GTO đ ể ủ ỏ ự ớ + c a anot phân b đ u so v i n ủ ố ề

b> Ph ng pháp kích m ươ ở và ng d ng ứ ụ

M t tiristor thông th ng khi đã đ c kích m cho dòng đi n ch y qua v n ti p t c ộ ườ ượ ế ụ ở ệ ả ẫ ở

ệ tr ng thái m ch ng nào dòng đi n ch y qua nó hãy còn l n h n hay b ng dòng đi n ở ừ ệ ả ằ ạ ớ ơ

duy trì IH.

ệ Đ i v i GTO, vi c kích m cho dòng đi n ch y qua nó và vi c c t dòng đi n ệ ắ ố ớ ệ ệ ả ở

này, đ u đ c th c hi n t c c đi u khi n G. Do đó, trong các thi t b bi n t n và ề ượ ệ ừ ự ự ề ể ế ị ế ầ

các thi t b băm đi n áp, thay vì các tiristor thông th ng, ng i ta dùng các GTO thì ế ị ệ ườ ườ

có th lo i b đ c các ph n t ể ạ ỏ ượ ầ ử ể ị chuy n m ch. GTO - trong th p k 80, có th ch u ể ạ ậ ỷ

GVHD: …………

SVTH:…………….

đ c dòng đi n 800A (tr hi u d ng) và đi n áp 4500V (tr c c đ i). ượ ị ệ ụ ị ự ạ ệ ệ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ

ệ ử

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t *) u đi m c a GTO:

Ư ể ủ

- C u hình m ch công su t đ n gi n h n. ấ ơ ả ấ ạ ơ

- Th tích và tr ng l ng nh h n. ể ọ ượ ỏ ơ

- Không gây ra nhi u đi n và nhi u âm. ễ ễ ệ

- Không có t n th t chuy n m ch, và hi u su t cao. ể ệ ạ ấ ấ ổ

So v i tranzitor công su t thì GTO ch u đ ị ượ ấ ớ c dòng và áp l n h n nhi u. ớ ề ơ

*) Kích m GTO: ở

ng. Th i gian kích Kích m GTO đ ở ượ c th c hi n nh đ i v i tiristor thông th ư ố ớ ự ệ ườ ờ

m tở on r t ng n so v i tiristor. ấ ắ ớ

*) Khoá GTO:

RG vào c c đi u khi n.

Đ khoá GTO, ng i ta đ t m t đi n áp âm U ể ườ ệ ặ ộ ự ể ề

M ch đi n đ n gi n đi u khi n kích m và khoá GTO đ c trình bày ể ề ệ ả ạ ơ ở ượ

GTO

( 12V)

DZ1

theo hình v sau: ẽ

Hình 1.2.10-3. M ch đi u khi n m và khóa GTO. ở ề ể ạ

1 m , dòng đi n t

1, R1, C1. GTO m cho dòng ch y qua. T đi n C

1 đ

ng, tranzitor T ngu n E ch y vào Khi Uc là m t xung áp d ộ ươ ệ ừ ở ả ồ

c c G qua T ự ụ ệ ả ở ượ ạ c n p đ n đi n áp ế ệ

GVHD: …………

SVTH:…………….

12V.

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

1 b khoá, T

2 m , t

ệ i ta cho U ườ

ệ ử c là m t xung áp âm, T ộ

Đ khoá GTO, ng ể ị ở ụ

2 - K - G - C1. GTO b khoá l

1 phóng đi n qua T ệ

i. đi n Cệ ị ạ

*) ng d ng c a GTO: Ứ ụ ủ

GTO đ c ng d ng trong đi u khi n t c đ đ ng c đi n m t chi u, trong ượ ứ ơ ệ ể ố ộ ộ ụ ề ề ộ

m ch ch nh l u c u m t pha và trong m ch báo đ ng khi quá nhi t, quá áp su t… ư ầ ạ ạ ộ ộ ỉ ệ ấ

PH N 2Ầ

I THI U CHUNG V NGH CH L U Đ C L P

Ớ

Ư Ộ Ậ

Ề

Ệ

Ị

2.1. Ngh ch l u đ c l p.

ư ộ ậ

ị

2.1.1. Các khái ni m c b n:

ơ ả

ệ

Trong công ngh , ta th

ệ

ườ

ề ng g p v n đ bi n đ i đi n áp m t chi u

ề ế

ệ

ấ

ặ

ổ

ộ

i b ng các thi

c l

t b đó

thành đi n ệ xoay chi u và ng

ề

ượ ạ ằ

ế ị ắ

t b n n đi n. Các thi ệ

ế ị

c g i là ngh ch l u.

đ ượ ọ

ị

V y ngh ch l u là quá trình bi n đ i năng l

ế

ậ

ổ

ị

ượ

ng m t chi u thành năng ề

ộ

ng xoay chi u. Các s đ ngh ch l u đ

l ượ

ơ ồ

ề

ị

ượ

c chia làm hai lo i: S đ ngh ch ạ

ơ ồ

ị

ch đ ph thu c vào l

l u làm vi c ư

ệ ở ế ộ ụ

ộ

ướ

i xoay chi u và s đ ngh ch l u làm ơ ồ

ề

ị

vi c

ệ ở

ộ ch đ đ c l p (v i các ngu n đ c l p nh c quy, máy phát m t

ế ộ ộ ậ

ộ ậ

ư ắ

ớ

ồ

chi u ....). Ngh ch l u làm vi c ị

ệ ở ế ộ

ố ch đ ph thu c có s đ nguyên lý gi ng

ơ ồ

ụ

ề

ộ

nh ch nh l u có đi u khi n.

ư ỉ

ề

ể

ộ M ch ngh ch l u ph thu c là m ch ch nh l u trong đó có ngu n m t

ụ

ạ

ồ

ộ

ị

ỉ

c a các tiristo tho mãn

chi u đ ề

ượ

ở (cid:181) c đ i d u so v i ch nh l u và góc m ỉ

ổ ấ

ớ

ủ

ả

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

đi u ki n (

) lúc đó công xu t c a máy phát đi n m t chi u tr v

ệ p /2 < a

ề

ấ ủ

ả ề

ề

ệ

ộ

l ướ

ầ ố ệ i xoay chi u.T n s và đi n áp ngh ch l u này ph thu c vào t n s đi n ị

ầ ố

ụ

ề

ệ

ộ

áp l

i xoay chi u.

ướ

ề

Ngh ch l u đ c l p làm nhi m v bi n đ i đi n áp m t chi u t

các

ụ ế

ộ ậ

ề ừ

ệ

ổ

ộ

ị

ngu n đ c l p (không ph thu c vào l

ộ ậ

ụ

ồ

ộ

ướ

ớ i xoay chi u) thành xoay chi u v i

ề

t n s pha tuỳ ý. T n s và đi n áp ngh ch l u. Nói chung có th đi u ch nh ầ ố

ầ ố

ể ề

ệ

ỉ

ị

ế tuỳ ý. Có hai d ng s đ ngh ch l u đ c l p là m ch c u và m ch dùng bi n

ộ ậ

ơ ồ

ạ

ầ

ị

áp có trung tính.

c chia là ba lo i c b n:

S đ ngh ch l u l p đ ị

ư ậ ượ

ơ ồ

ạ ơ ả

- Ngh ch l u đ c l p đi n áp. ư ộ ậ

ệ

ị

- Ngh ch l u đ c l p dòng đi n.

ư ộ ậ

ệ

ị

- Ngh ch l u đ c l p c ng h

ng.

ư ộ ậ ộ

ị

ưở

c cung c p t

ngu n áp đ c l p. S

Ngh ch l u đ c l p đi n áp đ ộ ậ

ệ

ị

ượ

ấ ừ

ộ ậ

ồ

ự

hình thành đ

ng cong xoay chi u khoá t

ườ

ề

ươ

ấ ng ng theo m t thu t toán nh t ộ

ứ

ậ

đ nh các khoá có th là tiristo, tranzito.... ể ị

Ngh ch l u đ c l p ngu n dòng là lo i ngh ch l u mà đ

c cung c p t

ư ộ ậ

ạ

ồ

ị

ượ

ấ ừ

ngu n dòng m t chi u.

ề

ộ

ồ

Ngh ch l u c ng h ư

ộ

ị

ưở

ng, khác v i hai d ng ngh ch l u trên ạ

ớ

ị

ở

ch các ỗ

quá trình x y ra trong m ch qua các khoá đ

ẩ

ạ

ượ

ấ c đ c tr ng b i ngu n cung c p

ặ

ở

ồ

và các cu n c m

c m c thêm vào hay có s n c a t

i. Chính vì th mà dòng

ộ ả đ

ượ

ẵ ủ ả

ắ

ế

ở

i có d ng g n sin.

m ch t ạ

ả

ầ

ạ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ ử

ệ 2.1.2. Ngh ch l u dòng m t pha. ư

ộ

ị

Ngh ch l u dòng là thi

t b bi n đ i ngu n dòng m t chi u thành dòng

ị

ế ị ế

ề

ộ

ồ

ổ

xoay chi u có t n s tùy ý.

ầ ố

ề

ồ Đ c đi m c b n c a ngh ch l u dòng là ngu n m t chi u c p ngu n

ơ ả ủ

ề

ể

ặ

ấ

ồ

ộ

ị

cho b bi n đ i ph i là ngu n dòng, do đó đi n c m đ u vào (L

d) th

ng có

ộ ế

ệ

ả

ầ

ả

ổ

ồ

ườ

giá tr l n vô cùng đ đ m b o dòng đi n là liên t c.

ể ả

ị ớ

ụ

ệ

ả

a) Nguyên lý làm vi c:ệ

S d ngh ch l u dòng m t pha đ

ơ ồ

ộ

ị

ượ

c trình bày nh trên hình (s đ ư

ơ ồ

c u) và hình (s đ có đi m trung tính). ầ

ơ ồ

ể

*) Xét s đ c u: Các tín hi u đi u khi n đ

ơ ồ ầ

ể ượ ư

c đ a vào t ng đôi tiristor ừ

ệ

ề

3, T4 m t góc 180

T1, T2 thì l ch pha v i tín hi u đi u khi n đ a vào đôi T ệ

ể ư

ề

ệ

ớ

ộ

Đi n c m đ u vào c a ngh ch l u đ l n (L ủ

ư ủ ớ

ệ ả

ầ

ị

ầ d = ∞), do đó dòng đi n đ u

ệ

vào đ

ượ

ệ c san ph ng, ngu n c p cho ngh ch l u là ngu n dòng d ng dòng đi n

ồ ấ

ẳ

ạ

ồ

ị

N) có d ng xung vuông.

c a ngh ch l u (i ị ủ

ạ

Khi đ a xung vào m c p van T

ở ặ

ờ 1, T2, dòng đi n iệ N = id = Id. Đ ng th i,

ồ

dòng qua t

C tăng lên đ t bi n, t

c n p đi n v i d u “+”

ụ

ế

ộ

ụ

C b t đ u đ ắ ầ

ượ

ớ ấ

ệ

ạ

ở

bên trái và d u “-”

C n p đ y, dòng qua t

ấ

ở

bên ph i. Khi t ả

ụ

ầ

ạ

ụ ả

gi m v không. ề

Do iN = iC + iZ = Id = const, nên lúc đ u dòng qua t

i nh và sau đó dòng

ầ

ả

ỏ

qua t

i tăng lên. Sau m t n a chu kỳ (t = t

1) ng

i ta đ a xung vào m c p van

ả

ộ ử

ườ

ở ặ

3, T4 m t o ra quá trình phóng đi n c a t

C t

c c “+” v

T3, T4. C p van T ặ

ệ ủ ụ

ở ạ

ừ ự

ề

c chi u v i dòng qua T

1 và T2 s làm cho T

c c “-”. Dòng phóng ng ự

ượ

ề

ớ

ẽ

1, T2 bị

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

khóa l

i. Quá trình chuy n m ch x y ra g n nh t c th i. Sau đó, t

C s

ạ

ư ứ

ể

ạ

ả

ầ

ờ

ụ

ẽ

c n p đi n theo chi u ng

i v i c c tính “+”

c l

bên

ượ ạ

ệ

ề

ượ ạ ớ ự

ở

bên ph i và “-” ả

ở

trái. Dòng ngh ch l u i

ư N = id = Id nh ng đã đ i d u. ư

ổ ấ

ị

+

IC + _ C _( ) (+)

O id

Z iz

_

.

Hình 3.1. S đ c u m t pha ơ ồ ầ

ộ

iT1iT2

UT1

+ _( )

C_ (+)

‘ t1

ộ Hình 3.2. S đ m t pha có đi m trung tính và bi u đ xung c a s đ c u m t ủ ơ ồ ầ ơ ồ ộ ể ồ ể

Đ n th i đi m (t = t

2) ng

i ta đ a xung vào m T

ế

ể

ờ

ườ

ở 1, T2 thì T3, T4 s bẽ ị

khóa l

i và quá trình đ

i nh tr

ạ

c l p l ượ ặ ạ

ư ướ

ơ ả ủ c. Nh v y, ch c năng c b n c a

ư ậ

ứ

th i đi m t

t ụ

C là làm nhi m v chuy n m ch cho các tiristor. ể

ụ

ệ

ạ

Ở ờ

ể

1, khi m Tở 3,

T4, tiristor T1, T2 s b khóa l

ẽ ị

ạ ở

i b i đi n áp ng ệ

c c a t ượ ủ ụ

C đ t lên. ặ

GVHD: …………

SVTH:…………….

pha.

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

Kho ng th i gian duy trì đi n áp ng

1 = tk ≥ toff; toff là th i gian

ệ

ả

ờ

ượ 1 ÷ t’ c t

ờ

khóa c a tiristor hay chính là th i gian ph c h i tính ch t đi u khi n.

ụ ồ

ủ

ề

ể

ấ

ờ

ω.tk = β là góc khóa c a ngh ch l u.

ủ

ị

b) nh h Ả

ưở

ng c a đi n c m đ u vào L ả

ủ

ệ

ầ

ệ ủ d đ i v i ch đ làm vi c c a ế ộ

ố ớ

ngh ch l u:

ị

ng l n đ i v i ch đ làm

Dòng đi n vào c a ngh ch l u (i ủ

ệ

ị

d) nh h ả

ưở

ố ớ

ế ộ

ớ

vi c c a nó. Dòng đ u vào ph thu c vào giá tr c a đi n c m L

ệ ả

ệ ủ

ị ủ

ụ

ầ

ộ

iT1

uT1

2T /

23T /

2T /

23T /

2T /

23T /

ng c a đi n c m L

d đ i v i ch đ làm vi c c a ngh ch l u.

Hình 3.3. nh h Ả ưở ệ ả ủ ệ ủ ố ớ ế ộ ư ị

d là liên t c; c) Dòng I

a) Ld = ∞; b) Ld h u h n nh ng dòng I ữ ạ ư ụ

d gián đo n.ạ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

N u đi n c m vào đ l n , dòng đi n đ

ệ ả

ủ ớ

ệ

ế

ượ

ự c san ph ng, ngu n vào th c

ẳ

ồ

ch t là ngu n dòng. D ng dòng qua tiristor là d ng xung ch nh t, do đó dòng

ữ

ạ

ấ

ậ

ạ

ồ

đi n c a ngh ch l u cũng là d ng xoay chi u d ng xung ch nh t, và th i gian

ữ ậ

ệ ủ

ề

ạ

ờ

ị

khóa (tk) c a ngh ch l u là l n nh t. Khi đi n c m đ u vào chi m m t giá tr

ủ

ế

ệ

ầ

ấ

ả

ớ

ộ

ị

ệ trung bình nào đó mà v n đ m b o dòng là liên t c , lúc này d ng sóng đi n

ụ

ẫ

ả

ạ

ả

nh p nhô do v n ch a các sóng đi u hòa b c cao. D ng đi n áp g n v i hình

ứ

ệ

ề

ẫ

ấ

ậ

ạ

ầ

ớ

sin h n, nh ng th i gian khóa c a tiristor b gi m xu ng.

ị ả

ủ

ờ

ố

Khi dòng đi n vào là gián đo n, giá tr đi n c m không đ đ duy trì

ủ ể

ị ệ

ệ

ạ

ả

ngu n là ngu n dòng thì th i gian t

ồ

ờ

ồ

k là bé nh t.ấ

ể Đ i v i ngh ch l u dòng đi n, quan tr ng nh t là quá trình chuy n

ệ

ấ

ớ

ố

ọ

ị

m ch c a tiristor. Ph t

ụ ả

ủ

ạ

i luôn nh h ả

ưở

ậ ng đ n quá trình chuy n m ch, do v y

ế

ể

ạ

k ph i đ l n, t c là

đ đ m b o ngh ch l u làm vi c tin c y thì th i gian t ể ả

ệ

ả

ậ

ờ

ị

ả ủ ớ

ứ

ngu n đ u vào ph i luôn luôn đ m b o là ngu n dòng.

ả

ầ

ả

ồ

ng c a ph t

i đ i v i v i ch đ làm vi c c a ngh ch l u:

c) nh h Ả

ưở

ụ ả ố ớ ớ

ệ ủ

ế ộ

ủ

ị

Ta xét tr

ườ

ng h p L ợ

d = ∞ (đi n c m vô cùng l n). S đ trên hình 3.2 có ớ

ệ ả

ơ ồ

th thay th b ng s đ hình 3.4a.

ế ằ

ơ ồ

ể

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

1( )

it Rt ‘ E

U1 E

2( )

p /2

0,4

1,0

_

K = 2

_

Hình 3.4. a) S đ thay th c a ngh ch l u dòng m t pha. ế ủ ơ ồ ư ộ ị

Ta có ph

ng trình c a đi n áp trên t

ươ

ủ

ệ

ả

ng c a t i đ i v i đi n áp. b) nh h Ả ưở ủ ả ố ớ ệ

T . CR t

t . CR t

- - (cid:246) (cid:230) (cid:247) (cid:231) - (cid:247) (cid:231) ł Ł

T . CR t

.4 CR t T

T ph ừ

ươ

ng trình trên ta th y đi n áp trên t ấ

ệ

ả

ậ i bi n thiên theo quy lu t

ế

hàm mũ c s e. Khi thay đ i ph t

i nh gi m dòng t

i, dòng qua t

ơ ố

ụ ả

ổ

ư ả

ả

ụ ẽ s ít

const

(ngu n dòng), do đó đi n áp trên t

i s có d ng là

thay đ i vì ổ

ệ

ồ

ả ẽ

ạ

du C dt

I C C

ng g n tuy n tính (đ

ng 1 trên hình 3.4b), góc khóa β = ω.t

k ≈ π/2.,

nh ng đ ữ

ườ

ế

ầ

ườ

v i tớ k là th i gian khóa c a ngh ch l u.

ủ

ờ

ị

GVHD: …………

SVTH:…………….

- - (cid:246) (cid:230) (cid:246) (cid:230) (cid:247) (cid:231) (cid:247) (cid:231) - - (cid:247) (cid:231) (cid:247) (cid:231) ł Ł ł Ł

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

Ngh ch l u dòng không có kh năng làm vi c

ch đ không t

i, vì

ệ ở

ả

ị

ế ộ

ả

t → ∞ thì Ut → ∞ và id → ∞. Trên th c t

khi R

t l n vô cùng thì đi n áp

n u Rế

ự ế

ệ

ớ

trên t

i cũng ti n đ n giá tr r t l n, do đó quá trình chuy n m ch không th

ả

ị ấ ớ

ế

ể

ạ

ể

th c hi n đ

c, cũng nh không có thi

ệ ượ

ự

ế ị

t b bán d n nào ch u đ ng n i đ quá ị

ổ ộ

ự

ẫ

đi n áp l n nh v y. ớ

ư ậ

ệ

i, khi tăng ph t

ng đ

ng v i vi c gi m giá tr R

t), lúc

c l ượ ạ

i (t ụ ả ươ

ươ

ệ

ả

ớ

ị

này dòng n p cho t

s gi m, ng

i dòng phóng c a t

qua t

i s tăng

ạ

ụ ẽ ả

c l ượ ạ

ủ ụ

ả ẽ

lên. Đi u đó d n đ n gi m năng l

ế

ề

ẫ

ả

ượ

ng tích tr trong t ữ

ụ ạ

, d ng đi n áp trên t ệ

ả i

ả s có d ng g n v i hình ch nh t, nh ng góc β cũng gi m đáng k và nh ư ẽ

ữ

ể

ầ

ạ

ả

ậ

ớ

ng đ n quá trình chuy n m ch c a ngh ch l u (đ

ng 2 hình 3.4b).

ưở

ủ

ế

ể

ạ

ị

ườ

Th i gian t

k là th i gian duy trì đi n áp ng

c đ t lên tiristor. Góc khóa β

ờ

ệ

ờ

ượ ặ

i và t

chuy n m ch.

c a ngh ch l u ph thu c vào t n s , ph t ủ

ầ ố

ụ ả

ụ

ộ

ị

ụ

ể

ạ

Đ th a mãn đi u ki n làm vi c c a ngh ch l u thì β

min > ω.toff.

ệ ủ

ể ỏ

ề

ệ

ị

2.1.2. Ngh ch l u dòng ba pha. ư

ị

Trong th c t

, ngh ch l u dòng ba pha đ

c s d ng ph bi n vì công

ự ế

ị

ượ ử ụ

ổ ế

c các ng d ng trong công nghi p.

su t c a nó l n và đáp ng đ ớ

ấ ủ

ứ

ượ

ụ

ứ

ệ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

+

C1 _+

ZA ZB ZC

C5 _+

_

Cũng gi ng nh ngh ch l u dòng m t pha, ngh ch l u dòng ba pha cũng ộ

ố

ị

c các tiristor c n ph i có t

s d ng tiristor. Do đó, có th khóa đ ử ụ

ể

ượ

ả

ầ

ụ

ể chuy n

m ch (C

ạ

ồ 1, C3, C5). Vì là ngh ch l u dòng nên ngu n đ u vào ph i là ngu n

ả

ầ

ồ

ị

d = ∞.

dòng, vì v y Lậ

c các tiristor và t o ra h th ng dòng đi n ba pha

Đ đ m b o khoá đ ả

ể ả

ượ

ệ ố

ệ

ạ

ẽ đ i x ng thì lu t d n đi n c a các tiristor ph i tuân theo đ th trên hình v . ố ứ

ệ ủ

ậ ẫ

ồ ị

ả

Qua đ th , ta th y m i van đ ng l c ch d n trong kho ng th i gian λ = 120

ồ ị

ỉ ẫ

ự

ấ

ả

ỗ

ộ

ờ

Qúa trình chuy n m ch bao gi ể

ạ

ờ

ộ cũng di n ra đ i v i các van trong cùng m t

ố ớ

ễ

nhóm.

Xét kho ng th i gian 0 ÷ t

1: lúc này T1 và T6 d n. Dòng đi n s qua T

ả

ờ

ệ ẽ

ẫ

ZA, ZB và T6. Đ ng th i s có dòng n p qua t

ờ ẽ

ạ

ồ

ụ 1 qua T1 - C1- T6. Khi t

Cụ 1

c n p đ y thì dòng qua t

b ng không. T C

ượ

ạ

ầ

ụ ằ

ụ 1 đ

ượ

c n p v i d u đi n áp ớ ấ

ệ

ạ

GVHD: …………

SVTH:…………….

Hình 3.5. Ngh ch l u dòng ba pha (a) và bi u đ xung (b). ể ồ ư ị

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử (nh hình 3.5a) đ chu n b cho quá trình chuy n m ch khoá T

ể

ẩ

ạ

ị

ờ 1. T i th i ạ

đi m t = t

c c a t

1 b khoá l

i. T

ể

2, khi m Tở 3, đi n áp ng

ệ

ượ ủ ụ 1 đ t lên T C

ặ

ị

ạ

ươ ng

nh v y, khi T

2 ÷ t3) thì t

c n p v i d u đi n áp đ

t ự

ư ậ

2 và T3 d n (tẫ

Cụ 3

ượ

ớ ấ

ệ

ạ

ể

3...

chu n b khoá T ị

ẩ

Đ i v i nhóm cat

t chung T

2, T4, và T6, quá trình chuy n m ch cũng

ố ớ

ố

ể

ạ

c n p trong kho ng t

di n ra nh v y. Ví d t ư ậ

ụ ụ 5 đ C

ẽ

ượ

ả

ạ

1 ÷ t2 (khi T1 và T2 d n)ẫ

i th i đi m t

v i d u đ m b o đ khoá T ớ ấ

ể

ả

4 khi m Tở 2 t

ạ

ể

ờ

i ta cũng s d ng ph

ng pháp tính

Đ tính toán ngh ch l u dòng ng ị

ể

ườ

ử ụ

ươ

vect

. Đ a vào U

t, It và φ ta d ng vect

ự

ơ t và It. C n xác đ nh d i đi u ch nh

ề

ả

ầ

ỉ

ị

βmax. Sau đó t

đ xác đ nh ể

ị

ừ ể

đi m đ u c a vect ầ ủ

ơ t k đ

ẻ ườ

ớ ng AD vuông góc v i

Ut. Đo n AD chính là vect

ạ

ơ C. Vect

Iơ C g m hai đo n:

ạ

ồ

ng ng v i I

- Đo n AC t ạ

ươ ứ

ớ C1 dùng đ bù công suát ph n kháng c a t

ủ ả

ể

ả

IC1 = It.sinφ.

- Đo n CD dùng đ t o góc

β t

ng ng v i I

ể ạ

ạ

ươ ứ

ớ C2:

IC2 = It.cosφ.tgβ.

IC = IC1 + IC2 = It.(sinφ + cosφ.tgβ).

XC =

và C =

1 w

U I

I C U

Dòng trung bình qua tiristor có th suy ra t

đ th : I

T = ID/2.

ể

ừ ồ ị

Đi n áp ngu n l n nh t đ

c gi

βmax:

ồ ớ

ấ ượ

ệ

ớ ạ

i h n b i góc ở

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ ử

Umax =

ệ Ea . b

cos

max

A It

Nh đã nói

ở ụ

m c ngh ch l u ngu n dòng m t pha, vì t ồ

ộ

ị

ả

ắ i luôn luôn m c

song song v i t

chuy n m ch nên gi a t

i và t

luôn có s trao đ i năng

ớ ụ

ữ ả

ể

ạ

ụ

ự

ổ

ng này làm cho đ

ng đ c tính ngoài khá d c và h n ch vùng

l ượ

ng, nh h ả

ưở

ườ

ế

ặ

ạ

ố

ng c a t

làm vi c c a ngh ch l u dòng. Đ gi m nh h ư

ể ả ả

ệ ủ

ị

ưở

ủ ả ế

ạ i đ n quá trình n p

C, ng

i ta s d ng diode ngăn cách (D

t ụ

ườ

ử ụ

ệ ử ụ 1, D2, D3, D4, D5, D6). Vi c s d ng

các diode này đ i h i ph i chia t

chuy n m ch làm hai nhóm : nhóm C

1, C3,

ồ ỏ

ả

ụ

ể

ạ

C5 dùng đ chuy n m ch cho các van T

ể

ạ

1, T3, T5; còn nhóm C2, C4, C6 dùng để

chuy n m ch cho các van T

2, T4, T6.

ể

ạ

Ngh ch l u dòng, nh đã phân tích

ị

ở

ấ trên không ch tiêu th công su t

ụ

ỉ

ph n kháng mà còn phát ra công su t tác d ng vì: dòng i

d không đ i h

ng,

ụ

ả

ấ

ổ ướ

nh ng d u đi n áp trên hai đ u ngu n có th đ o d u. Đi u đó có nghĩa khi

ể ả

ệ

ề

ấ

ầ

ấ

ồ

ngh ch l u làm vi c v i t

i là đ ng c đi n xoay chi u thì đ ng c có th

ớ ả

ệ

ị

ơ ệ

ề

ộ

ể

th c hi n quá trình hãm tái sinh.

ự

ệ

GVHD: …………

SVTH:…………….

Hình 3.6. Đ th vect ồ ị . ơ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

+

+( )_ T1

ZA ZB ZC

_

T4 _ +( )

Hình 3.7. Ngh ch l u dòng ba pha có diode ngăn cách. ư ị

2.1.4. Ngh ch l u áp m t pha. ư

ộ

ị

t b đ i ngu n áp m t chi u thành ngu n áp xoay

Ngh ch l u áp là thi ư

ị

ế ị ổ

ề

ồ

ộ

ồ

chi u ba pha v i t n s tuỳ ý.

ớ ầ ố

ề

Ngu n áp là ngu n đ

ồ

ượ ử ụ

c s d ng ph bi n trong th c t ổ ế

ự ế

ữ . H n n a,

đi n áp ra c a ngh ch l u áp có th đi u ch theo ph

ng pháp khác nhau đ

ể ề

ủ

ế

ệ

ị

ươ

ể

c sóng đi u hoà b c cao. Tr

có th gi m đ ể ả

ượ

ề

ậ

ướ

c kia ngh ch l u áp b h n ch ư

ị ạ

ị

ế

trong ng d ng vì công su t c a các van đ ng l c đi u khi n hoàn toàn còn

ấ ủ

ự

ụ

ứ

ể

ề

ộ

ấ nh . H n n a, vi c s d ng ngh ch l u áp b ng tiristor khi n cho hi u su t ư

ệ ử ụ

ữ

ệ

ế

ằ

ỏ

ị

c a b bi n đ i gi m, s đ đi u khi n ph c t p. Ngày nay, công su t các ể ủ

ơ ồ ề

ộ ế

ứ ạ

ả

ấ

ổ

van đ ng l c nh : MOSFET, GTO càng tr nên l n và có kích th

ự

ộ

ở

ớ

ướ ọ

ẹ c g n nh ,

do đó ngh ch l u áp tr ị

ở

thành b bi n đ i thông d ng và đ ổ

ộ ế

ụ

ượ

c chu n hoá ẩ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

c trình bày

trong các b bi n t n công nghi p. Do đó, s đ ngh ch l u áp đ ệ

ộ ế ầ

ơ ồ

ị

ượ

ướ

i đây s d ng van đi u khi n hoàn toàn. ề

ử ụ

ể

Trong quá trình nghiên c u, ta gi

thi

t các van đ ng l c là các khoá

ứ

ả

ế

ự

ộ

đi n t

lý t

ệ ử

ưở

ồ ng, t c là th i gian đóng và m b ng không nên đi n tr ngu n ở ằ

ứ

ệ

ờ

ở

b ng không. ằ

*) C u t o: ấ ạ

1, T2, T3,

S đ ngh ch l u áp m t pha g m 4 van đ ng l c ch y u là: T ồ

ủ ế

ơ ồ

ự

ộ

ị

T4 và các diode D1, D2, D3, D4 dùng đ tr

i v

ể ả

công su t ph n kháng c a t ả

ủ ả ề

ấ

c hi n t

ng quá áp

đ u ngu n.

l ướ

i và nh v y tránh đ ư ậ

ượ

ệ ượ

ở ầ

ồ

T C đ

ụ

ượ

c m c song song v i ngu n đ đ m b o cho ngu n đ u vào là ể ả

ắ

ầ

ả

ồ

ớ

ngu n hai chi u (ngu n m t chi u th

ng đ

ề

ồ

ộ

ồ

ườ

ượ

c c p b i ch nh l u ch cho ỉ

ấ

ở

ỉ

phép dòng đi theo m t chi u). Nh v y, t ộ

ư ậ

ề

ụ

C th c hi n vi c ti p nh n công ệ

ự

ệ

ế

ậ

su t ph n kháng c a t

i, đ ng th i t

C còn đ m b o cho ngu n đ u vào là

ủ ả

ả

ấ

ờ ụ

ồ

ầ

ả

ồ

ngu n áp (giá tr C càng l n n i tr c a ngu n càng nh , và đi n áp đ u vào

ộ ở ủ

ệ

ầ

ồ

ớ

ỏ

ồ

ị

c san ph ng).

ượ

ẳ

*) Nguyên lý làm vi c:ệ

2) c p van T

1, T2 d n đi n; ph t

Ở ử

n a chu kỳ đ u tiên (0 ÷ θ ầ

ặ

ụ ả ượ c i đ

ệ

ẫ

i là U

t = E (h

đ u vào ngu n. Do ngu n là ngu n áp nên đi n áp trên t ấ

ệ

ồ

ả

ngướ

dòng đi n là đ ệ

ườ

ng nét đ m). T i th i đi m 0 = θ ạ

ể

ậ

ờ

ờ 2, T1 và T2 b khoá, đ ng th i

ồ

ị

c l

T3 và T4 m ra. T i s đ ở

ả ẽ ượ

c đ u vào ngu n theo chi u ng ồ

ề

ấ

ượ ạ ứ

ấ i, t c là d u

đi n áp trên t

i s đ o chi u và U

t = -E t

i th i đi m θ

2. Do t

i mang tính tr

ệ

ả ẽ ả

ề

ạ

ể

ờ

ả

ở

nguyên h

ng cũ (đ

ng nét đ m). T

1, T2 đã b khoá,

c m nên dòng v n gi ả

ẫ

ữ

ướ

ườ

ậ

ị

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

nên dòng ph i khép m ch qua D

ạ

ả

3, D4. Su t đi n đ ng c m ng trên t ộ

ả ứ

ệ

ấ

ả ẽ ở i s tr

ng thông qua D

3, D4 v t

C (đ

ng nét đ t).

thành ngu n tr năng l ồ

ả

ượ

ề ụ

ườ

ứ

+

_

ng t

nh v y, khi khoá c p T

3, T4 dòng t

i s khép m ch qua D

ươ

ự

ư ậ

ặ

ả ẽ

ạ

i U

t, dòng t

D2. Đ th đi n áp t ồ ị ệ

ả

i iả t, dòng qua diode iD và dòng qua tiristor

ượ

c bi u di n nh trên hình 3.9. ư

ể

ễ

GVHD: …………

SVTH:…………….

Hình 3.8. Ngh ch l u áp c u m t pha. ư ộ ầ ị

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

Ut it

i t

θ2

θ3

θ1

θ4

iT1,2

iD3,4

iD1,2

0 i

Hình 3.9. Đ th ngh ch l u áp c u m t pha. ồ ị ư ộ ầ ị

2.1.5. Ngh ch l u áp ba pha.

ư

ị

+

_

Z a

c ghép t

S đ ngh ch l u áp ba pha đ ư

ơ ồ

ị

ượ

ừ

ể ba s đ m t pha có đi m

ơ ồ ộ

trung tính. Đ đ n gi n hoá vi c nghiên c u ta gi

thi

ể ơ

ứ

ệ

ả

ế

GVHD: …………

SVTH:…………….

Hình 2.10. S đ ngh ch l u áp ba pha. ơ ồ ư ị

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử ng đóng m t c thì.

- Van lý t

ở ứ

ưở

- Ngu n có n i tr nh vô cùng và d n đi n theo hai chi u.

ộ ở

ệ

ề

ẫ

ồ

ỏ

- Van đ ng l c c b n (T

ự ơ ả

ộ

ế ộ ẫ 1, T2, T3, T4 , T5, T6) làm vi c v i ch đ d n

ệ

ớ

đi n ệ λ = 1800.

- Za = Zb = Zc.

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

t4 T4

2E/3

E/3

2E/3

UzR

2E/3

E/3

2E/3 Uz

2E/3

E/3

2E/3

GVHD: …………

SVTH:…………….

Hình 2.11. Lu t đi u khi n và đi n áp trên t i. ậ ề ể ệ ả

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

Các diode D1, D2, D3, D4, D5, D6 làm ch c năng tr năng l

ứ

ả

ượ

ồ ng v ngu n.

ề

ng ph n kháng t

T C đ m b o ngu n là ngu n áp và đ ti p nh n năng l ồ

ể ế

ụ

ả

ậ

ồ

ượ

ả

ừ

i.ả

Đ đ m b o t o ra đi n áp ba pha đ i x ng, lu t d n đi n c a các van

ệ ủ

ố ứ

ậ ẫ

ả ạ

ể ả

ệ

ph i tuân theo đ th nh trên hình 2.11a, b, c.

ồ ị ư

ả

0 đ t o ra pha A;

Nh v y: ư ậ

T1 và T4 d n l ch nhau 180 ẫ ệ

ể ạ

0 đ t o ra pha B;

T3 và T6 d n l ch nhau 180 ẫ ệ

ể ạ

0 đ t o ra pha C;

T2 và T5 d n l ch nhau 180 ẫ ệ

ể ạ

Các pha l ch nhau 120

ệ

c xây d ng nh sau:

D ng đi n áp trên t ệ

ạ

i đ ả ượ

ự

- Trong kho ng 0 ÷ t

1: T1, T6, T5 d n, s đ thay th có d ng nh trên

ả

ơ ồ

ế

ẫ

ạ

hình 2.11a. t

s đ thay th ta th y U

ZA = E/3.

ừ ơ ồ

ế

ấ

- Trong kho ng t

1 ÷ t2: T1, T2, T6 d n, s đ thay th có d ng nh trên

ả

ơ ồ

ế

ẫ

ạ

hình 2.11b. t

s đ thay th ta th y U

ZA = 2E/3.

ừ ơ ồ

ế

ấ

- Trong kho ng t

2 ÷ t3: T1, T2, T3 d n, s đ thay th có d ng nh trên

ả

ơ ồ

ế

ẫ

ạ

hình 2.11c. t

s đ thay th ta th y U

ZA = E/3.

ừ ơ ồ

ế

ấ

Suy ra d ng đi n áp trên các pha: U

ZA, UZB, UZC s có d ng nh hình

ệ

ạ

ẽ

ạ

2.11d, e, f.

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

+

_

Giá tr hi u d ng c a đi n áp pha là:

ị ệ ụ

ủ

ệ

)

( .

. d

Hình 2.12. S đ thay th a, b, c. ơ ồ ế

pha

2 pha

1 2 p 2

2 3

sin.

Suy ra:

UA(t) =

2 3

(cid:242)

(

)0

sin.

-t

120

UB(t) =

2 3

(

)0

sin.

120

UB(t) =

2 3

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử PHÂN III

TÍNH TOÁN VÀ THI T K BOARD M CH Ế

Ạ

Ế

3. Tính toán và thi

ế ế

t k t m ch đ ng l c ự

ộ

ạ

2.1. Tính toán máy bi n ápế

L a ch n máy bi n áp đi m gi a vì so sánh v m t kinh t ề ặ ữ ế ế ậ và m t kĩ thu t ặ

n11

u - =

n12

ự ng án l a ch n này là t ph ọ ự ọ ể i u ố ư ươ

11 = 12V, U2 = 220V, f = 50HZ, P = 30VA

Máy bi n áp có các thông s : U ế ố

1 = 2.U11 = 2.12 = 24( V )

Do máy bi n áp đi m gi a nên đi n áp U ữ ể ệ ế

h .U2.I2 = 30(W)

Công su t c a máy bi n áp ta gi ấ ủ ế ả ị đ nh ch n: P = ọ

Trong đó: P là công su t c a máy bi n áp ấ ủ ế

U2 là đi n áp c a cu n th c p máy bi n áp ộ ứ ấ ủ ế ệ

ứ ấ ế

I2 là dòng đi n c a cu n th c p máy bi n áp ộ ệ ủ h là hi u su t máy bi n áp ấ ệ ế

GVHD: …………

SVTH:…………….

Ch n ọ h ượ c dòng đi n th c p c a máy bi n áp ứ ấ ủ ế ệ = 0,85 ta tính đ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử P .U

= 0.16 ( A ) I2 =

Áp d ng t s máy bi n áp ỉ ố ụ ế

IU 2. U

U = U

I I

I1 = (cid:222)

1 = 24( V )

220

6.1.

c tính b ng U Do máy bi n áp đi m gi a nên đi n áp s c p đ ữ ơ ấ ượ ệ ể ế ằ

= 1.5( A ) I1 =

Công suât may biên ap cân chon: ́ ́ ́ ́ ̀ ̣

P1 = U1 . I1 = 24 . 1.5 = 36 (VA)

Vây ta chon may biên ap co công suât P = 50VA v i I = 2A ớ ̣ ̣ ́ ́ ́ ́ ́

3.2. L a ch n ph n t làm khóa chuy n m ch ầ ử ự ọ ể ạ

Ta l a ch n MOSFET vì có nh ng u đi m sau: ữ ư ự ể ọ

+ T c đ chuy n m ch cao và t n hao chuy n m ch th p ấ ố ộ ể ể ạ ạ ổ

+ Làm vi c v i đi n áp cao ệ ớ ệ

+ M ch bi n đ i s d ng MOSFET đi u khi n đ n gi n ả ế ổ ử ụ ề ể ạ ơ

3.2.1. L a chon phân t lam khoa chuyên mach MOSFET ̀ ử ự ̣ ̀ ́ ̉ ̣

- Dòng làm vi c qua van b ng dòng làm vi c qua cu on dây s c p máy bi n áp: ơ ấ ụ ế ệ ệ ằ

I = 1.5 A

]

[ VI

ng th c làm mát b ng cánh t n nhi t) (Ta ch n ph ọ ươ ứ ằ ả ệ

I K

I 6,0

ﬁ ệ ̣ ́ ̀ Chon MOSFET co dòng làm vi c la:

ngmax = Kdc.12 = (1.6-2)*12 = 24 (V). V y ch n van có c.

c đ t lên van: U ặ ậ ọ

GVHD: …………

SVTH:…………….

Đi n áp ng ượ đi n áp làm vi c > 24V là đ ệ ệ ệ ượ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ườ

ạ ọ ư ạ

ậ ư

ồ

ệ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t ệ ử T các đi u ki n tính toán trên ta đi ch n van: IRF 540 v i các tham s nh sau: ọ

GVHD: …………

SVTH:…………….

ố ư ừ ề ệ ớ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

GVHD: …………

SVTH:…………….

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

. RJV = 0.57

* Tính toán t n nhi ả ệt

- Theo datasheet c a hãng ch t o IRF540 ta bi (0C/W). V i gi t nhi ế ạ t đ môi tr t nhi ế ng làm vi c t ủ thi t đ T ệ ộ Jmax = 175 0C. i đa là 40 ệ ộ ườ ệ ố ế ả ớ

t đ trên cánh t n nhi Nh v y nhi ư ậ ệ ộ ả t đ ệ ượ c xác đ nh là ị

Tr = Tj – RJV. D P

c t n hao c c đ i là t đ ế ạ ế ượ ổ ự ạ

Trong đó Theo datasheet c a hãng ch t o IRF540 ta bi ủ 85W.

Tr = Tj – RJV. D P = 175 – 0.57*85 = 126,5 (0C)

126

(86

0 C

)

(cid:222) - Đ chênh l ch nhi ng là : ệ ộ ệ ộ t đ so v i môi tr ớ ườ

t.m

D Di n tích b m t t n nhi t : ề ặ ả ệ ệ

m = 8 w/m2 0C

t b ng đ i l u và b c x . Ch n K Trong đó: Km là h s to nhi ệ ố ả ệ ằ ứ ạ ố ư ọ

(12.0

)

t nnhi ả

ệ = t

85 86.8

P t . K m

D (cid:222) Di n tích cánh t n nhi t : S ệ ả ệ

* Tính ch n c u chì ọ ầ

ạ ệ ớ

c tính toán v i dòng làm vi c t ng làm vi c quá t i hay ng n m ch gây s c phá h ng thi i đa bên m ch s c p MBA là 2A. ơ ấ t b ta ể ệ ố ắ ạ ự ố ạ ỏ

t b b o v là c u chì c t nhanh, v i dòng đi n làm vi c đ - M ch đi n đ Đ tránh hi n t nên ch n thi ọ ượ ệ ượ ế ị ả ệ ệ ầ ả ắ ệ ượ ệ ớ ế ị c xác đ nh ị

ICC = K.I = 1,5* 2 = 3 (A)

V y ch n c u chì có dòng đi n làm vi c 2A ; đi n áp 250V lo i c t nhanh. ọ ầ ệ ệ ậ ạ ắ ệ

c thi ả ạ ệ ơ ượ ế ế t k trên s đ nguyên ơ ồ

* M ch b o v quá áp s d ng r le và KĐTT 741 đ ử ụ lý.

GVHD: …………

SVTH:…………….

3.3.Thi t k m ch đi u khi n ế ế ạ ề ể

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ườ

ạ ọ ư ạ

ậ ư

ồ

ệ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t 3.2.1. Nhi m v và ch c năng c a m ch đi u khi n :

ệ ử ạ ủ

ứ ụ ể ề ệ

* Nhi m vệ ụ

t ư ở ằ ế ở MOSFET là các van đi u khi n hoàn toàn t c là đi u khi n m b ng ứ ể ề ề

Nh đã bi ể xung và khoá b ng xung nên m ch đi u khi n ph i có các ch c năng sau : ề ứ ể ả ằ ạ

c đ r ng xung trong n a chu kì d ng c a đi n áp đ t lên ề ượ ỉ ộ ộ ử ươ ủ ệ ặ

- Đi u ch nh đ colector và emitor c a van . ủ

c xung âm có biên đ c n thi t đ khoá van trong n a chu kì còn - T o ra đ ạ ượ ộ ầ ế ể ữ

i .ạ l

- Xung đi u khi n ph i có đ biên đ và năng l ả ủ ề ể ộ ượ ắ ng đ m và khoá van ch c ể ở

ch n .ắ

- T o ra đ c t n s theo yêu c u . ạ ươ ầ ố ầ

- D dàng l p ráp, thay th khi c n thi t, v n hành tin c y, n đ nh . ễ ế ầ ắ ế ậ ổ ậ ị

- Cách ly v i m ch đ ng l c ự ạ ộ ớ

* Yêu c u chung v m ch đi u khi n là : ề ạ ể ề ầ

ề ậ ọ ộ

ạ ủ ế ể ấ ượ ậ ủ ộ ế ế ị ầ ữ ế ầ ộ

- M ch đi u khi n là khâu quan tr ng trong h th ng, nó là b ph n quy t đ nh ệ ố ch y u đ n ch t l ng và đ tin c y c a b bi n đ i nên c n có nh ng yêu c u sau ổ :

* V đ l n c a dòng đi n và đi n áp đi u khi n: ệ ề ộ ớ ủ ệ ể ề

ượ ỏ ị

ả ả t quá giá tr cho phép. Giá tr nh nh t cũng ph i đ m ị ị ớ ấ c r ng đ cung c p cho các van m và khoá an toàn. T n th t công su t ở ượ ằ ấ ổ ấ ấ

Các giá tr l n nh t không v b o đ ả trung bình ấ ủ ề ở ự c c đi u khi n nh h n giá tr cho phép . ỏ ơ ể ị

* Yêu c u v tính ch t c a xung đi u khi n : ầ ề ấ ủ ề ể

ế ả ặ ờ ờ

ả ớ Gi a các xung m c a các c p van ph i có th i gian ch t, th i gian ch t này ph i l n ữ h n ho c b ng th i gian khôi ph c tính ch t đi u khi n c a van . ụ ơ ế ể ủ ở ủ ờ ặ ằ ề ấ

GVHD: …………

SVTH:…………….

* Yêu c u v đ tin c y c a m ch đi u khi n : ầ ề ộ ậ ủ ể ề ạ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

ệ

ệ ử ườ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t Ph i làm vi c tin c y trong m i môI tr ậ ả tru ng... ờ

ng nh tr t đ thay đ i , có t ư ườ ng h p nhi ợ ệ ộ ổ ừ ệ ọ

* Yêu c u v l p ráp và vân hành : ầ ề ắ

S d ng d dàng , d thay th , l p ráp . . . ễ ế ắ ử ụ ễ

3.3.2. Thi t k m ch đi u khi n: ế ế ạ ể ề

GVHD: …………

SVTH:…………….

Đ t o ra kh i phát xung ta s d ng vi m ch CD4047B có các thông s sau : ử ụ ể ạ ạ ố ố

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

S đ chân c a vi m ch nh sau: ơ ồ ư ủ ạ

GVHD: …………

SVTH:…………….

C u trúc c a vi m ch nh sau: ủ ư ấ ạ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

Ho t đ ng c a IC nh sau: ủ ạ ộ ư

Ho t đ ng c a chân astable đ - ạ ộ ủ ượ c phép khi đ t đ u vào chân 5 ạ ầ ở ứ ặ m c cao ho c

m c thâp cua chân 4 hoăc cua 2 chân. ứ ́ ̉ ̣ ̉

Q là hàm c a đ u vào ph thu c vào RC

GVHD: …………

SVTH:…………….

- Đ r ng c a xung vuông c a Q và ộ ộ ủ ủ ủ ầ ụ ộ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ườ

ậ ư

ạ ọ ư ạ

ồ

ệ ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t Chân 5 astable cho phép m ch làm b t o dao đ ng đa hài qua c ng 5. Đ r ng xung chân 13 b ng 1/2 đ u ra Q trong ch đ astable. Tuy nhiên đi u này ch đúng 50%

ệ ử ộ ạ ế ộ

ộ ộ ộ ổ

ề ầ ằ ở ỉ

Trong ch đ n đ nh đ n khi có s n d ng đ u vào +trigger(8) khi chân ế ộ ổ ơ ị ườ ươ ở ầ

trigger(6) m c th p các xung đ u vào có th thu c b t kỳ th i đi m nào t ở ứ ộ ấ ể ể ầ ấ ờ ươ ứ ng ng

v i xung đ u ra ớ ầ

Chân 12 cho phép kích m tr l i khi nó là xung d ng ở ở ạ ươ

Đ c đi m c a vi m ch nh sau: ủ ư ể ặ ạ

- Công su t tiêu th th p ụ ấ ấ

- Ho t đ ng tr ng thái đ n là ch đ không n đ nh ạ ộ ở ạ ế ộ ổ ơ ị

- Các đ u ra n đ nh ầ ổ ị ở ứ ể ầ ổ

đi n áp 20Vđ m c các th bù b xung ch yêu c u m t tín hi u duy ệ ỉ c chu n hoá ẩ ở ệ ộ ượ ặ

đ u ra chu n và đ i x ng. nhât ngoài R ho c C các đ u vào có đi m ki m tra tĩnh ầ đ c tính , đ c tính ặ ệ ể ố ứ ở ầ ẩ ặ

GVHD: …………

SVTH:…………….

Ta tính toán đ có đ c xung ra là 50Hz nh sau: ể ượ ư

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

Thay s : ố V DD = 12 V

V TR = 50% V DD

(cid:190) ﬁ (cid:190) V i f = 50 (hz) T = 0.02 (s) ớ

(cid:190) ﬁ (cid:190) ﬁ (cid:190) 4.4 RC = 0.02 (cid:190) RC = 4.55*10 3-

Ch n t Có C = 0.1 ọ ụ

(cid:190) ﬁ (cid:190) R = 45 K W

max = 50 K W

đ đi u ch nh Ch n bi n tr có R ế ở ọ ể ề ỉ

Q = 0.05 V

min

Điên áp U Q và ở ̣

Q = 11 V

U max Q và ở

GVHD: …………

SVTH:…………….

D ng sóng đ u ra: ạ ầ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

GVHD: …………

SVTH:…………….

* S đ nguyên lý: ơ ồ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

GVHD: …………

SVTH:…………….

* S đ b trí thi ơ ồ ố t b : ế ị

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

GVHD: …………

SVTH:…………….

* S đ m ch: ơ ồ ạ

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ

ệ ử

K T LU N

Ậ

Ế

Sau quá trình th c hi n b n đ án chúng em đã thu đ c m t s k t qu nh sau: ệ ả ự ồ ượ ộ ố ế ả ư

+ Gi ớ i thi u m t s ng d ng và đ c đi m c a m ch ngh ch l u m t pha ể ộ ố ứ ủ ụ ư ệ ạ ặ ộ ị

+ Phân tích nguyên lý làm vi c và các thông s trong m ch ngh ch l u m t và ba pha. ư ệ ạ ộ ố ị

+ Gi ớ i thi u m t s ng d ng và đ c đi m c a m ch ngh ch l u m t pha. ể ộ ố ứ ư ủ ụ ệ ặ ạ ộ ị

ệ t là chúng em đã hoàn thi n s n ph m c a mình theo yêu c u đã đ t ra c ẩ ệ ả ủ ặ ầ ụ

+ Đ c bi ặ th :ể

RMS = 220 V khi t

* Đi n áp ra U i đ nh m c. ệ ả ị ứ

* B o v quá nhi t đ b ng t n nhi ả ệ ệ ộ ằ ả ệ t và qu t gió ạ

* B o v quá dòng b ng c u chì. ệ ả ằ ầ

* B o v quá đi n áp đ t t i giá tr 250VAC. ả ệ ặ ạ ệ ị

c điên ap ra ́ ượ c điêm la ch a ôn đinh đ ̀ ư ̉ ượ ̉ ̀ ́ ̉ ́ ̀ ̉ ̣ ̣ ́

Tuy nhiên ban đô an cua chung em con co nh khi tai l n. ̉ ớ

i c m n t ộ ầ ữ ỗ ự ủ ờ ử ờ ả ơ ớ

đã tr c ti p h t là th y ầ Nguy n Văn A ễ ử ặ ệ ệ

ệ ồ ượ ậ

ệ ủ ể ả ủ ạ ậ ầ ồ

V i s c g ng n l c c a m i thành viên trong nhóm chúng em đã hoàn thành đ án ớ ự ố ắ ồ ỗ ầ i các th y c a mình theo đúng th i gian. M t l n n a chúng em xin g i l ủ ướ cô trong khoa Đi n - Đi n T , đ c bi ng ế ự c nh ng ý d n chúng em trong vi c hoàn thành đ án. Chúng em rát mong nh n đ ẫ ữ ệ ki n nh n xét, góp ý c a các th y cô và các b n đ b n đ án c a cúng em hoàn thi n ế h n.ơ

Chúng em xin chân thành c m n! ả ơ

GVHD: …………

SVTH:…………….

H ng Yên, tháng 6 năm 2009. ư

ng Đ i h c s ph m kĩ thu t H ng yên

Đ án môn

ậ ư

ồ

ườ

ạ ọ ư ạ

Tr h cọ Khoa Đi n – Đi n t

ệ