LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
lượt xem 34
download
Tham khảo tài liệu 'linh kiện điện tử công suất', kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
- Dàn bài Điện tử c¬ng suất 1 Ch¬ng 2 : LINH KIÖN §TCS §Ó thùc hiÖn c¸c ng¾t ®iÖn ®iÖn tö trong ch¬ng 1, cã thÓ sö dông nhiÒu linh kiÖn hay nhãm linh kiÖn ®iÖn tö chÞu ®îc ¸p cao - dßng lín, lµm viÖc trong hai chÕ ®é: - DÉn ®iÖn hay b¶o hoµ (ON): sôt ¸p qua kªnh dÉn ®iÖn rÊt bÐ, dßng phô thuéc vµo t¶i. - Khãa (OFF): dßng qua nã rÊt bÐ (≈ 0), kªnh dÉn ®iÖn nh hë m¹ch. C¸c linh kiÖn chÝnh: diode, thyristor (SCR), BJT vµ MosFET. II.1 DIODE: Lµ linh kiÖn dÉn ®iÖn mét chiÒu quen thuéc cña m¹ch ®iÖn tö. 1. Ph©n lo¹i: - Theo sôt ¸p thuËn, lo¹i thêng (dïng silic) tõ 0.6 ®Õn 1.2 V, thêng tÝnh b”ng 1V. ë m¹ch dßng lín, ¸p thÊp cã thÓ dïng c”ng nghÖ Schottky, ®Ó cã sôt ¸p thuËn bÐ, 0.2 - 0.4V. - Cã lo¹i diod dßng bÐ dïng cho m¹ch xö lý tÝn hiÖu, diod c”ng suÊt chÞu dßng lín h¬n cho m¹ch §TCS, diod lµm viÖc ë m¹ch cao tÇn cã tô ®iÖn mèi nèi bÐ. - Diod c”ng suÊt chia lµm hai lo¹i: dïng ë tÇn sè c”ng nghiÖp (diod chØnh lu) vµ diod dïng cho m¹ch ®ãng ng¾t ë tÇn sè cao. 2. §Æïc tÝnh phôc håi cña diod (recovery): - M” t¶: Khi chuyÓn tõ tr¹ng th¸i dÉn ®iÖn sang tr¹ng th¸i khãa, cã kho¶ng thêi gian ng¾n diod dÉn dßng ngîc gäi lµ thêi gian phôc håi ngîc trr (rr: reverse recovery) tríc khi thËt sù khãa nh h×nh II.1.1. Dßng ®iÖn nµy øng víi viÖc x¶ vµ n¹p ngîc l¹i c¸c ®iÖn tÝch cña mèi nèi (t¬ng øng tô ®iÖn mèi nèi) khi diod bÞ ph©n cùc nghÞch. H×nh II.1.1: Hai kiÓu phôc håi.
- Trang 1/ Chương 2 © Huỳnh Văn Kiểm
- Học k× 2 năm học 2004-2005 - trr cã trÞ sè kh¸ lín ë diod tÇn sè c”ng nghiÖp lµm cho chóng kh”ng thÓ lµm viÖc ë vµi chôc KHz, nhng kh¸ bÐ, cë vµi micro gi©y ë diod phôc håi nhanh (fast recovery). Ngoµi trr , ®Æc tÝnh phôc håi cña diode cßn ®Æc trng qua ®iÖn tÝch QRR lµ tÝch ph©n cña dßng ®iÖn ngîc theo t. - ¶nh hëng cña ®Æc tÝnh phôc håi: Diod phôc håi nhanh (®îc dïng cho m¹ch ®ãng ng¾t tÇn sè cao) cã ®Æc tÝnh phôc håi h×nh II.1.1.b: dßng ngîc t¨ng dÇn ®Õn IRR vµ gi¶m vÒ 0 rÊt nhanh sau ®ã. Sù thay ®æi ®ét ngét tr¹ng th¸i cña dßng ®iÖn nµy sÏ t¹o ra qu¸ ¸p cho c¸c phÇn tö m¹ch hay g©y nhiÔu do c¸c L cña m¹ch hay ký sinh do tèc ®é t¨ng (gi¶m) dßng di/dt lín. Ta cã trr = ta + tb ≈ ta Khi cho ≈ tb lµ kh”ng ®¸ng kÓ. Gäi di lµ tèc ®é t¨ng dßng ©m: Ta cã di I RR 1 dt vµ Q RR I RR a .t .Suy ra dt ta 2 di IRR 2.QRR dt VËy víi QRR cho tríc, ®Ó gi¶m IRR cÇn ph¶i h¹n chÕ di/dt khi khãa. - Kh”ng chØ diod, SCR víi t c¸ch lµ chØnh lu cã ®iÒu khiÓn còng gÆp vÊn ®Ò t¬ng tù. II.2 THYRISTOR Vµ SCR: 1. CÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng SCR: Ba cùc cña SCR: Anod: D¬ng cùc Katod: ¢m cùc Gate: Cæng hay cùc ®iÒu khiÓn. Ký hiÖu SCR CÊu t¹o nguyªn lý M¹ch t¬ng ®¬ng hai BJT H×nh II.2.1: Ký hiÖu vµ nguyªn lý SCR - Khi míi cÊp ®iÖn, iG = 0 : SCR khãa thuËn vµ ngîc - IA lµ dßng ®iÖn rß, rÊt bÐ, cë mA víi VAK ≠ 0.
- Trang 2/ Chương 2 http://www.khvt.com
- Dàn bài Điện tử c¬ng suất 1 H×nh II.2.2: CÊu t¹o mét SCR dßng lín ë tØ lÖ thùc (a) vµ phãng to m¶nh tinh thÓ b¸n dÉn (b) - Khi SCR ph©n cùc thuËn - VAK > 0, vµ cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn - IG > 0, SCR chuyÓn sang tr¹ng th¸i dÉn ®iÖn vµ cã kh¶ n¨ng tù gi÷ tr¹ng th¸i dÉn ®iÖn cho ®Õn khi dßng qua nã gi¶m vÒ 0. 2. §Æc tÝnh tÜnh ( volt - ampe ): M” t¶ quan hÖ IA(VAK) víi dßng IG kh¸c nhau. H×nh II.2.3 S¬ ®å thÝ nghiÖm vµ ®Æc tuyÕn volt - ampe cña SCR * VAK < 0 : Khãa ngîc: Ch¹y qua SCR lµ dßng rß ngîc, cë mA. Khi VAK < - VRB ta cã hiÖn tîng g·y ngîc, dßng | IA | t¨ng rÊt cao trong khi VAK vÉn gi÷ trÞ sè lín => SCR bÞ háng. * VAK > 0 vµ IG = 0 : Khãa thuËn: Ta cã lµ dßng rß thuËn, còng cë mA. Khi VAK > VFB ta cã hiÖn tîng g·y thuËn: SCR chuyÓn sang vïng dÉn ®iÖn. Ta ph¶i chän ®Þnh møc ¸p cña SCR lín h¬n c¸c gi¸ trÞ g·y nµy, hÖ sè an toµn ®iÖn ¸p thêng chän lín h¬n hay b”ng 2. Khi ph©n cùc thuËn, nÕu IG t¨ng lªn tõ gi¸ trÞ 0, VFB gi¶m dÇn. Nh vËy, dßng IG cÇn ph¶i ®ñ lín ®Ó cã thÓ sö dông SCR nh mét ng¾t ®iÖn ®iÖn tö: SCR chuyÓn sang tr¹ng th¸i dÉn ngay khi ®îc kÝch bÊt chÊp ®iÖn ¸p ph©n cùc thuËn. * Vïng dÉn ®iÖn: øng víi trêng hîp SCR ®· ®îc kÝch khëi khëi vµ dÉn ®iÖn, sôt ¸p qua SCR VAK = VF kho¶ng 1 - 2 volt. Trong vïng dÉn ®iÖn cã hai ®Æc trng dßng:
- Trang 3/ Chương 2 © Huỳnh Văn Kiểm
- Học k× 2 năm học 2004-2005 + IL : dßng cµi, lµ gi¸ trÞ tæi thiÓu cña IA ®Ó SCR cã thÓ duy tr× tr¹ng th¸i dÉn khi dßng cùc cæng IG gi¶m vÒ 0 ( kÝch SCR b”ng xung ). + IH : dßng gi÷, lµ gi¸ trÞ tæi thiÓu cña IA ®Ó SCR cã thÓ duy tr× tr¹ng th¸i dÉn ( khi kh”ng cßn dßng cùc cæng IG. NÕu dßng anode thÊp h¬n IH, SCR sÏ trë vÒ tr¹ng th¸i khãa. IL kh¸c IH v× cã qu¸ tr×nh lan táa cña dßng anode tõ vïng phô cËn cña cùc G ®Õn toµn bé m¶nh b¸n dÉn khi SCR ®îc kÝch ( cã dßng cùc nÒn), t¬ng øng mËt ®é dßng gi¶m dÇn, lµm cho hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn t¨ng. Qu¸ tr×nh qu¸ ®é nµy cßn ¶nh hëng ®Õn giíi h¹n di/dt, ®îc giíi thiÖu trong ®Æc tÝnh ®éng cña SCR. 2. §Æc tÝnh ®éng ( ®ãng ng¾t ): a. §Æc tÝnh më: ( turn on ) Thêi gian trÔ ton Giíi h¹n tèc ®é t¨ng dßng diA/dt. H×nh II.2.4.a. §Æc tÝnh ®éng : më vµ khãa cña SCR H×nh II.2.4.b. CÊu t¹o SCR cùc cæng cã d¹ng cæ ®iÓn (1) vµ phøc t¹p (2) ph©n bè trªn toµn diÖn tÝch miÕng b¸n dÉn (1) (2) ®Ó t¨ng di/dt. b. §Æc tÝnh kho¸: ( turn off ) - M” t¶ qu¸ tr×nh khãa SCR - Thêi gian ®¶m b¶o t¾t toff toff = [ 10 .. 50 ] micro gi©y víi SCR tÇn sè cao [ 100 .. 300 ] micro gi©y víi SCR chØnh lu. - Cã giíi h¹n tèc ®é t¨ng du/dt ®Ó tr¸nh tù kÝch dÉn. - Cã qu¸ tr×nh dÉn dßng ngîc khi khãa (®Æt ¸p ©m) nh diod (®Æc tÝnh phôc håi ng¬c). - CÇn cã m¹ch b¶o vÖ chèng tù kÝch dÉn (h×nh II.2.5).
- Trang 4/ Chương 2 http://www.khvt.com
- Dàn bài Điện tử c¬ng suất 1 C2 = 0.05 - 0.1 uF; R2 = 33 - 100 ohm; R1 t¨ng khi ¸p SCR t¨ng vµ/hay dßng t¶i gi¶m, tõ 20 - 100 ohm; C1 t¨ng khi dßng SCR t¨ng vµ/hay ¸p SCR gi¶m, tõ 0.1 - 0.5 uF. H×nh II.2.5: M¹ch snubber R1C1 vµ RC cùc cæng b¶o vÖ SCR khái c¸c chÕ ®é kÝch dÉn kh”ng mong muèn. 3. §Æc tÝnh cæng: (hay kÝch khëi cæng) (1) lµ ®Æc tÝnh IG(VG) tiªu biÓu, (2) lµ ®Æc tÝnh IG(VG) øng víi ®iÖn trë RG bÐ, (3) øng víi ®iÖn trë RG lín. C¸c th”ng sè giíi h¹n ( cùc ®¹i ) cña tÝn hiÖu cùc cæng ®Ó tr¸nh h háng SCR: dßng IGmax, ¸p VGmax vµ c”ng suÊt tiªu t¸n trung b×nh PGmax cña cùc cæng (C”ng suÊt tiªu t¸n cßn phô thuéc bÒ réng xung kÝch SCR). C¸c sæ tay tãm t¾t thêng chØ cung cÊp c¸c H×nh II.2.6: §Æc tÝnh cæng SCR th”ng sè giíi h¹n (bÐ nhÊt) cho ®¶m b¶o kÝch: VGT, IGT . Vµ nh vËy ®iÓm lµm viÖc cña cæng SCR ph¶i n”m trong c¸c giíi h¹n nµy, vïng ® îc t” trong h×nh II.2.6. Trong thùc hµnh, cã thÓ íc tÝnh IGT b”ng c¸ch sö dông hÖ sè khuÕch ®¹i dßng cña SCR tÝnh b”ng tØ sè IA ®Þnh møc / IGT , hÖ sè nµy cã gi¸ trÞ tõ 100 . . 200. Dßng kÝch SCR sÏ chän tõ 1.5 . . 5 lÇn gi¸ trÞ nµy, sè cµng cao khi cÇn ®ãng ng¾t tèt, lµm viÖc ë tÇn sè cao hay kÝch b”ng xung. 4. C¸c linh kiÖn kh¸c trong hä thyristor: Thyristor lµ hä linh kiÖn cã Ýt nhÊt 4 líp víi SCR lµ ®¹i diÖn. Thyristor ho¹t ®éng theo nguyªn lý ph¶n håi d¬ng nªn lu”n cã kh¶ n¨ng tù gi÷ tr¹ng th¸i dÉn ®iÖn (kÝch dÉn). Nhng kh”ng nh SCR, mét sè SCR ®îc chÕ t¹o ®Ó cã thÓ ®iÒu khiÓn ®îc qu¸ tr×nh kho¸ vµ lµ mét ng¾t ®iÖn ®iÖn b¸n dÉn mét chiÒu khi lý tëng hãa.
- H×nh II.2.7: Ký hiÖu cña c¸c linh kiÖn hay gÆp cña hä Thyristor. a. DARLISTOR: Lµ lo¹i SCR cã cÊu t¹o nèi tÇng (cascade) ®Ó t¨ng hÖ sè khuÕch ®¹i dßng IA / IG khi ®Þnh møc dßng anode lín vµ rÊt lín (vµi tr¨m ®Õn vµi Trang 5/ Chương 2 © Huỳnh Văn Kiểm
- Học k× 2 năm học 2004-2005 ngµn ampe). Lóc ®ã, dßng kÝch vÉn ë vµi ampe. Darlistor lµ tªn th¬ng m¹i, nh¸i theo transistor nèi tÇng lµ Darlington transistor. Mét s”ùù nhµ s¶n xuÊt vÉn dïng tªn SCR hay Thyristor, nhng chó thÝch lµ cùc cæng ®îc khuÕch ®¹i (Amplified gate thyrirstor). S¬ ®å nguyªn lý Darlistor cho ë h×nh II.2.7. b. TRIAC: Lµ linh kiÑân phæ biÕn thø hai cña hä thyristor sau SCR, cã m¹ch t¬ng ®- ¬ng lµ hai SCR song song ngîc, ®îc chÕ t¹o víi dßng ®Þnh møc ®Õn hµng ngµn ampe. M¹ch t¬ng ®¬ng hai SCR song song ngîc hoµn toµn t¬ng thÝch v¬i TRIAC khi kh¶o s¸t lý thuyÕt, nªn chóng thêng ®îc dïng thay thÕ cho nhau trong c¸c s¬ ®å nguyªn lý mÆc dï trong thùc tÕ chóng cã nhiÒu tÝnh chÊt kh¸c nhau. TRIAC cã kh¶ n¨ng khãa theo hai chiÒu, trë nªn dÉn H×nh II.2.8 §Æc tuyÕn V - I cña TRIAC vµ DIAC ®iÖn khi cã dßng kÝch vµ tù gi÷ tr¹ng th¸i dÉn cho ®Õn Khi dßng qua nã gi¶m vÒ kh”ng. (H×nh II.2.8) TRIAC cã thÓ ®iÒu khiÓn b”ng dßng G - T1 ( cßn gäi lµ MT1) c¶ hai cùc tÝnh vµ ë hai chiÒu dßng ®iÖn t¶i lµm s¬ ®å ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n h¬n m¹ch t¬ng ®¬ng hai SCR rÊt nhiÒu. Nhîc ®iÓm rÊt quan träng cña TRIAC lµ dÔ bÞ tù kÝch ë nhiÖt H×nh II.2.9: H×nh d¹ng bªn ngoµi cña mét sè ®é mèi nèi cao vµ cã giíi h¹n dv/dt TRIAC (SCR còng t¬ng tù ) rÊt thÊp, khã lµm viÖc víi t¶i cã tÝnh c¶m. Lóc ®ã, ngêi ta vÉn ph¶i dïng hai SCR song song ngîc. c. DIAC: Cã nguyªn t¾c ho¹t ®éng t¬ng tù nh TRIAC nhng kh”ng cã cùc cæng G, ngìng ®iÖn ¸p g·y rÊt thÊp - thêng lµ 24 V, ®îc dïng trong c¸c m¹ch ph¸t xung vµ kÝch thyristor víi
- dßng xung mét vµiû ampe. d. LA SCR ( Light - activated - SCR ): SCR kÝch b”ng tia s¸ng. Cã nguyªn t¾c lµm viÖc nh SCR nhng ®îc kÝch b”ng dßng quang ®iÖn. Trang 6/ Chương 2 http://www.khvt.com
- Dàn bài Điện tử c¬ng suất 1 Thay v× cung cÊp dßng cùc cæng ®Ó kÝch khëi, ngêi ta räi s¸ng LA SCR qua cöa sæ hay èng dÉn sîi quang. LASCR rÊt thÝch h¬p cho c¸c øng dông cao ¸p, khi c¸ch ®iÖn giøa m¹ch kÝch vµ ®éng lùc trë nªn vÊn ®Ò phøc t¹p, gi¶i quyÕt tèn kÐm. e. GTO: ( Gate turn off SCR, SCR t¾t b”ng cùc cæng ). Víi kh¶ n¨ng tù gi÷ tr¹ng th¸i dÉn ®iÖn, SCR kh”ng thÓ tù t¾t ë nguån mét chiÒu nÕu m¹ch kh”ng cã s¬ ®å ®Æc biÖt ®Ó dßng qua nã gi¶m vÒ kh”ng. GTO cho phÐp ng¾t SCR b”ng xung ©m ë cùc cæng. Tõ m¹ch t¬ng ®¬ng hai BJT (h×nh 1.2a), kh¶ n¨ng nµy cã thÓ ®îc dù ®o¸n. Nhng trong thùc tÕ, SCR kh”ng thÓ t¾t b”ng cæng v× cùc cæng chØ måi cho qu¸ tr×nh dÉn, sau ®ã kh”ng cßn t¸c dông. GTO cã cÊu t¹o kh¸c h¬n, cho phÐp kiÓm tra kªnh dÉn ®iÖn cña SCR tõ cùc cæng. Gi¸ ph¶i tr¶ lµ hÖ sè khuÕch ®¹i dßng khi kÝch gi¶m xuèng, cßn kh¸ bÐ - kho¶ng vµi chôc. HÖ sè huÕch ®¹i dßng khi t¾t xÊp xØ mêi. Ngêi ta chÕ t¹o ®îc GTO cã dßng ®Þnh møc ®Õn hµng ngµn ampe. II.3 TRANSISTOR C¤NG SUÊT: Lµ ®¹i diÖn cho ng¾t ®iÖn b¸n dÉn cã thÓ lµm v iÖc víi nguån mét chiÒu, ®îc ®iÒu khiÓn b”ng dßng cùc B nÕu lµ BJT hay ¸p cùc cæng G nÕu lµ MosFET hay IGBT. Gièng nh Thyristor, mÆt n¹ ®Ó gia c”ng transistor c”ng suÊt còng cã d¹ng phøc t¹p ®Ó c¸c cùc ®iÒu khiÓn kiÓm so¸t ®îc toµn bé kªnh dÉn ®iÖn vµ lµm cho linh kiÖn chuyÓn tr¹ng th¸i nhanh (h×nh II.3.1). H×nh II.3.1: CÊu t¹o cña BJT c”ng suÊt: Cùc B ph©n bè ®Òu trªn toµn bé diÖn tÝch, cung cÊp kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn hiÖu qu¶ h¬n. 1. Transistor c”ng suÊt: C D D C G G
- S S G G E E MosFET kªnh n (Ký hiÖu quen dïng) Ký hiÖu IGBT M¹ch nguyªn lý IGBT Trang 7/ Chương 2 © Huỳnh Văn Kiểm
- Học k× 2 năm học 2004-2005 H×nh II.3.1: Ký hiÖu c¸c transistor Lµ nhãm ng¾t ®iÖn b¸n dÉn cho phÐp ®ãng vµ ng¾t theo tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn, gåm cã:- BJT: ®iÒu khiÓn b”ng dßng cùc B - IB = 0 => BJT khãa, kh”ng dÉn ®iÖn - IB ®ñ lín (IB > IC / ) BJT b¶o hßa, dÉn dßng t¶i IC chØ phô thuéc m¹ch t¶i. Víi dßng t¶i lín, ®Ó gi¶m dßng ®iÒu khiÓn, c¸c nhµ s¶n xuÊt chÕ t¹o c¸c transistor Darlington víi hÖ sè khuÕch ®¹i dßng tõ vµi tr¨m ®Õn vµi ngh×n. - MosFET: lµ transistor trêng cã cùc cæng c¸ch ®iÖn, lo¹i t¨ng (enhancement). MosFET lµ transistor ®iÒu khiÓn b”ng ¸p VGS . - VGS ≤ 0 : transistor khãa - VGS > VTH : transistor dÉn ®iÖn (VTH tõ 3 .. 5 volt) - IGBT (Insulated Gate BJT): C”ng nghÖ chÕ t¹o MosFET kh”ng cho phÐp t¹o ra c¸c linh kiÖn cã ®Þnh møc dßng lín, IGBT cã thÓ xem lµ sù kÕt hîp gi÷a MosFET ë ngá vµo vµ BJT ë ngá ra ®Ó cã ®îc linh kiÖn ®ãng ng¾t dßng DC ®Õn hµng ngh×n Ampe ®iÒu khiÓn b”ng ¸p cùc G. Còng nh thyristor, transistor cÇn cã m¹ch l¸i, lµ phÇn tö trung gian gi÷a m¹ch ®iÒu khiÓn vµ ng¾t ®iÖn, cã c¸c nhiÖm vô: - §¶m b¶o d¹ng vµ trÞ sè dßng cùc B cho BJT (¸p cùc cæng G ®/v MosFET) ®Ó c¸c linh kiÖn nµy b¶o hßa . - C¸ch ly ®iÖn m¹ch ®iÒu khiÓn - c”ng suÊt theo yªu cÇu cña s¬ ®å ®éng lùc (nÕu cã), t¨ng kh¶ n¨ng an toµn cho ngêi vËn hµnh, tr¸nh nhiÔu cho m¹ch ®iÒu khiÓn. Nguyªn lý ®iÒu khiÓn IGBT gièng nh MosFET. VCC VCC L i i Rt C C Rt VBB Q VBB Q R2 v R2 v R1 CE R1 CE H×nh II.3.2: m¹ch thÝ nghiÖm qu¸ tr×nh ®ãng ng¾t cña BJT. H×nh II.3.3.a vµ b:
- a. Qu¸ tr×nh ®ãng ng¾t cña BJT: Quan s¸t qu¸ tr×nh ®ãng ng¾t cña BJT víi t¶i R vµ RL nh s¬ ®å trªn h×nh Trang 8/ Chương 2 http://www.khvt.com
- Dàn bài Điện tử c¬ng suất 1 II.3.2 vµ c¸c d¹ng sãng trªn h×nh II.3.3.a vµ b, ta cã nh÷ng nhËn xÐt sau: - Khi ®ãng (chuyÓn tõ khãa sang b¶o hßa) BJT mÊt thêi gian tON cã trÞ sè kho¶ng 1 micro gi©y, vµ thêi gian tOFF cã trÞ sè vµi micro gi©y ®Ó khãa (h×nh II.3.3.a). - Qu¸ tr×nh chuyÓn tr¹ng th¸i kh”ng x¶y ra tøc thêi, cã thêi gian ®Ó ¸p vCE vµ iC thay ®æi trÞ sè Khi t¶i trë: vCE = VCC - Rt . iC : ¸p CE cña BJT t¨ng dÇn theo qu¸ tr×nh gi¶m cña iC . Nh vËy cã thêi gian, dï rÊt bÐ, BJT chÞu dßng lín vµ ¸p cao, dÉn ®Õn tæn hao trong BJT khi ®ãng ng¾t. VÝ dô khi ¸p trªn BJT b”ng 200 volt vµ dßng 20 ampe, c”ng suÊt tøc thêi trªn mèi nèi CE lóc ®ã lµ 200*20 = 4000 watt so víi vµi chôc watt khi dÉn b¶o hßa. HiÖn tîng nµy ®Æc biÖt nghiªm träng khi VBB i B D t¶i cã diod phãng ®iÖn: dßng qua t¶i cuén d©y R kh”ng thay ®æi tøc thêi trong khi diod phãng ®iÖn Q R2 chØ cã thÓ dÉn ®iÖn khi BJT t¾t h½n, mèi nèi CE sÏ R1 C chÞu nguyªn dßng t¶i cho ®Õn khi vCE = VCC. Nh vËy tæn hao trong qu¸ tr×ng ®ãng ng¾t sÏ t¨ng cao [d¹ng dßng ¸p trªn h×nh II.3.3.b]. H×nh II.3.4: côm BJT ®ãng ng¾t víi c¸c linh kiÖn phô C¸c kÕt luËn: * Tæn hao trong qu¸ tr×nh ®ãng ng¾t cña transistor rÊt cao, trong thùc tÕ nã lµ nguån nhiÖt chñ yÕu lµm ph¸t nãng transistor ®ãng ng¾t, nã giíi h¹n tÇn sè lµm viÖc cña transistor ®ãng ng¾t. §Ó h¹n chÕ sù ph¸t nãng nµy ngoµi viÖc sö dông m¹ch l¸i hiÖu qu¶, cÇn chän ®óng lo¹i transistor ®ãng ng¾t (lo¹i SWitching) vµ dïng m¹ch c¶i thiÖn. M¹ch c¶i thiÖn qu¸ tr×nh khãa transistor còng lµ lµ m¹ch snubber (t¬ng tù nh ë SCR) bao gåm diod D, ®iÖn trë R vµ tô ®iÖn C trªn h×nh II.3.4. Khi BJT chuyÓn sang tr¹ng th¸i khãa, tô C ® îc n¹p qua diod D b”ng dßng t¶i cña transistor [d¹ng ¸p (1) trªn h×nh II.3.3.a]. Nhê vËy sÏ kh”ng cã trêng hîp dßng t¶i bÞ cìng bøc ch¶y qua BJT trong qu¸ tr×nh khãa. §iÖn trë R h¹n dßng phãng qua CE khi BJT dÉn ®iÖn trë l¹i. Diod D Ýt gÆp trong thùc tÕ, gi¸ trÞ ®iÖn trë R tõ 33 ®Õn 150 ohm vµ ®iÖn dung C cã gi¸ trÞ trong kho¶ng 0.1 nF ®Õn 10 nF phô thuéc ®iÖn ¸p vµ tÇn sè lµm viÖc. * §Ó lµm nhanh qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch, nhê ®ã t¨ng tÇn sè lµm viÖc vµ gi¶m tæn hao n¨ng lîng, cÇn cã m¹ch l¸i hiÖu qu¶ víi c¸c kh¶ n¨ng sau: - Gi¶m tON b”ng c¸ch cìng bøc dßng cùc nÒn cho BJT. - Gi¶m tOFF khi kh”ng cho BJT b¶o hßa s©u b”ng c¸ch gi÷ vCE kh”ng qu¸ bÐ, cung
- cÊp IB võa ®ñ; cung cÊp ph¬ng tiÖn gi¶i phãng ®iÖn tÝch mèi nèi BE ®· ®îc Trang 9/ Chương 2 © Huỳnh Văn Kiểm
- Học k× 2 năm học 2004-2005 n¹p khi BJT dÉn ®iÖn. b. Vïng ho¹t ®éng an toµn cña BJT (Safe Operating Area) (h×nh II.3.5 ): Lµ vïng chøa c¸c ®iÓm (IC, VCE ) cña BJT khi lµm viÖc mµ kh”ng bÞ háng, giíi h¹n bëi: - c¸c gi¸ trÞ cùc ®¹i VCEmax, ICmax. - G¶y (mèi nèi) thø cÊp (second breakdown), lµ VCE trêng hîp BJT bÞ h háng H×nh II.3.5: Vïng lµm viÖc an toµn khi ph©n cùc (cùc B) do ph¸t nãng côc bé lµm thuËn (FBSOA) cña transistor GE-D67DE t¨ng dßng IC trong khi ¸p vÉn cao, ph©n biÖt víi g¶y s¬ cÊp (primary) khi ph©n cùc ngîc. HiÖn tîng nµy lµ kÕt qu¶ cña nhiÒu nguyªn nh©n, x¶y ra trong qu¸ tr×nh ®ãng ng¾t, nhÊt lµ víi t¶i RL. §iÒu nµy nhÊn m¹ch t¸c dông b¶o vÖ cña m¹ch Snubber. b. M¹ch l¸i MOSFET c”ng suÊt: Dz7v2 D MosFET c”ng suÊt cã c¸c u ®iÓm: tÇn C4 G 330p sè lµm viÖc cao h¬n v× kªnh dÉn ®iÖn kh”ng cã 0 .. 15volt 47 S R11 510/3W mèi nèi, m¹ch l¸i ®¬n gi¶n h¬n v× ®iÒu khiÓn b”ng 22K D4 ¸p - kh”ng cÇn c”ng suÊt - cã thÓ kÐo th¼ng tõ c¸c vi m¹ch cÊp ®iÖn 12 volt (vÝ H×nh II.3.6: M¹ch l¸i MOSFET 5 - 7 A dô khuÕch ®¹i thuËt to¸n hay CMOS) khi lµm viÖc ë BB§ Flyback 50 kHz. kh”ng cÇn tÇn sè ®ãng ng¾t cao. §Ó ®¹t tÇn sè
- ®ãng ng¾t lín, m¹ch l¸i cÇn cung cÊp dßng n¹p khi më MOSFET vµ tiªu t¸n ®iÖn tÝch cho c¸c tô ®iÖn mèi nèi khi t¾t. Nh vËy c¸c m¹ch l¸i MOSFET còng cã yªu cÇu t¬ng tù nh m¹ch l¸i BJT nhng chØ cã dßng trong chÕ ®é qu¸ ®é vµ ¸p lµm viÖc cao (0..10 volt hay 10 volt).C¸c h·ng chÕ t¹o Trang 10/ Chương 2 http://www.khvt.com
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Bài giảng môn Điện tử công suất
50 p | 5831 | 2822
-
Bài giảng môn học Điện tử công suất
50 p | 1642 | 714
-
Bài giảng Điện tử công suất: Chương 1 - Một số linh kiện bán dẫn
32 p | 776 | 656
-
Chương 2: Linh kiện điện tử công suất
17 p | 672 | 293
-
Bài giảng Điện tử công suất: Chương 1 - Linh kiện điện tử công suất
69 p | 737 | 225
-
Giáo trình Điện tử công suất - Huỳnh Văn Kiểm
130 p | 347 | 156
-
Giáo trình học Điện tử công suất
49 p | 187 | 32
-
Bài giảng Giáo trình Điện tử công suất
195 p | 125 | 22
-
Bài giảng về Điện tử công suất
50 p | 125 | 18
-
Giáo trình Điện tử công suất - CĐ Cơ Điện Hà Nội
296 p | 62 | 17
-
Bài giảng Điện tử công suất: Chương mở đầu - TS. Nguyễn Tiến Ban
35 p | 109 | 14
-
Giáo trình Lắp mạch điện tử công suất (Nghề: Điện dân dụng) - Trường CĐ Cộng đồng Lào Cai
64 p | 37 | 11
-
Bài giảng Điện tử công suất: Chương 1 - Lê Văn Doanh
43 p | 48 | 10
-
Bài giảng Điện tử công suất: Phần 1 - Trường Đại học Thái Bình
87 p | 20 | 7
-
Giáo trình Điện tử công suất (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng
64 p | 26 | 6
-
Giáo trình Điện tử công suất (Ngành: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí) - CĐ Công nghiệp Hải Phòng
72 p | 27 | 5
-
Bài giảng Điện tử công suất 1
129 p | 38 | 5
-
Bài giảng Điện tử công suất và ứng dụng (Mạch điện tử công suất, điều khiển và ứng dụng) - Chương 2: Linh kiện điện tử công suất
11 p | 58 | 4
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn