ThS. ĐỖ ĐỨC TRÍ - ThS. VƯƠNG THỊ NGỌC HÂN

GIÁO TRÌNH

ỨNG DỤNG PSIM TRONG
ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT
(Giáo trình dành cho sinh viên ngành Điện - Điện tử)


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
*******************
ThS. ĐỖ ĐỨC TRÍ
ThS. VƯƠNG THỊ NGỌC HÂN

GIÁO TRÌNH

(Giáo trình dùng cho sinh viên ngành Điện - Điện tử)

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2015


LỜI NĨI ĐẦU
Cuốn sách đầu tiên của tác giả nói về chủ đề Điện tử thực hành
được xuất bản vào năm 2010 có nội dung chủ yếu về điện tử căn bản.
Nhờ cách diễn đạt các vấn đề gần gũi với thực tế, dễ tiếp thu với những
người chuyên về ứng dụng, cuốn sách nói trên đã được bạn đọc tiếp nhận
một cách trân trọng.

Cuốn sách thứ hai “Ứng dụng PSIM trong điện tử cơng suất ” sẽ
góp phần hỗ trợ cho các trường cao đẳng nghề, trung cấp nghề, các trung
tâm cơ sở vật chất chưa đầy đủ hoặc các sinh viên trong trường đại học…
Nội dung cuốn sách chủ yếu phân tích các mạch cơng suất và mơ phỏng
trên cơ sở lý thuyết. Nói cách khác cuốn sách “Ứng dụng PSIM trong
điện tử công suất” giống như một bộ thực hành mơ hình ảo giúp cho bạn
đọc hiểu sâu về lý thuyết và nhận thức rõ ràng các mơ hình thực.
Cuốn sách “Ứng dụng PSIM trong điện tử cơng suất” được biên
soạn dựa trên cơ sở chương trình môn học Điện tử công suất, dùng trong
các trường cao đẳng, đại học khối cơng nghệ. Nó cung cấp cho sinh viên
những kiến thức và kỹ năng cơ bản nhất của mơn học.
Nội dung của giáo trình gồm sáu chương
CHƯƠNG 1: Cài đặt và sử dụng phần mềm PSIM
CHƯƠNG 2: Các mạch chỉnh lưu không điều khiển
CHƯƠNG 3: Các mạch chỉnh lưu có điều khiển
CHƯƠNG 4: Bộ biến đổi AC – AC
CHƯƠNG 5: Bộ biến đổi DC – DC
CHƯƠNG 6: Bộ nghịch lưu
Mặc dù tác giả đã rất cố gắng, song giáo trình khơng tránh khỏi
những thiếu sót, rất mong nhận được sự chỉ dẫn, góp ý của độc giả, nhất
là các thầy cô đang trực tiếp giảng dạy môn học Điện tử công suất tại các
trường đại học, cao đẳng khối công nghệ, để những lần tái bản tới, giáo
trình được hồn thiện hơn.
Chúng tơi trân trọng cảm ơn sự ủng hộ, góp ý của độc giả!
Những góp ý của các bạn đọc xin liên hệ:
Email:
Tác giả
Đỗ Đức Trí
3



MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu................................................................................................ 3
Mục lục ..................................................................................................... 5

Phần 1: Giới thiệu PSIM 9.0.3 và hướng dẫn cài đặt ............9
Chương 1: Cài đặt và sử dụng phần mềm PSIM ................................ 11
I. Giới thiệu PSIM 9.0.3 .......................................................................... 11
II. Cài đặt và cập nhật PSIM 9.0.3 ........................................................... 12
III. Hướng dẫn sử dụng phần mềm PSIM 9.0.3....................................... 19
1. Mô phỏng mạch điện ..................................................................... 20
2. Biểu diễn tham số các phần tử ........................................................ 20
3. Các phần tử mạch động lực ............................................................. 21
4. Các phần tử mạch điều khiển .......................................................... 34
5. Các phần tử khác ............................................................................. 50
6. Phân tích đặc tính ............................................................................ 66
7. Thiết kế giản đồ mạch điện ............................................................. 70
8. Biến đổi dạng sóng của kết quả mô phỏng ..................................... 78
9. Thiết lập thông số cho PSIM và điều chỉnh kiểu chữ - màu
cho hình vẽ .................................................................................... 85

Phần 2: Mô phỏng các mạch chỉnh lưu bằng phần mềm
PSIM..................................................................................................... 89
Chương 2: Mạch chỉnh lưu không điều khiển .................................... 91
I. Chỉnh lưu tia một pha ......................................................................... 91
1. Tải R ............................................................................................... 91
2. Tải R+L .......................................................................................... 95
3. Tải R+E .......................................................................................... 98
4. Tải R+L+E ..................................................................................... 99

5


II. Chỉnh lưu tia hai pha ........................................................................ 101
1. Tải R ............................................................................................. 101
2. Tải R+L ........................................................................................ 102
3. Tải R+E ........................................................................................ 104
4. Tải R+L+E ................................................................................... 105
III. Chỉnh lưu cầu một pha .................................................................... 107
1. Tải R ............................................................................................. 107
2. Tải R+L ........................................................................................ 108
3. Tải R+E ........................................................................................ 109
IV. Chỉnh lưu tia ba pha ....................................................................... 111
1. Tải R ............................................................................................. 111
2. Tải R+L ........................................................................................ 112
3. Tải R+E ........................................................................................ 114
V. Chỉnh lưu cầu ba pha ........................................................................ 117
1. Tải R ............................................................................................. 117
2. Tải R+E ........................................................................................ 118
VI. Chỉnh lưu tia sáu pha khơng có cuộn kháng cân bằng .................... 120
1. Tải R ............................................................................................. 120
2. Tải R+E ........................................................................................ 122
Chương 3: MẠCH CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN ....................... 125
I. Chỉnh lưu tia một pha có điều khiển .................................................. 125
1. Tải R ............................................................................................. 125
2. Tải R+L ........................................................................................ 131
3. Tải R+E ........................................................................................ 133
4. Tải R+L+E ................................................................................... 135
II. Chỉnh lưu tia hai pha có điều khiển ................................................. 137
1. Tải R ............................................................................................. 137

2. Tải R+L ........................................................................................ 139
3. Hiện tượng trùng dẫn ................................................................... 142
4. Tải R+E ........................................................................................ 144
III. Chỉnh lưu cầu một pha có điều khiển .............................................. 146
1. Tải R ............................................................................................. 146
2. Tải R+L điều khiển toàn phần ...................................................... 148
6


3. Tải R+L điều khiển bán phần ....................................................... 151
4. Hiện tượng trùng dẫn .................................................................... 153
5. Tải R+E ......................................................................................... 155
6. Tải R+L+E .................................................................................... 157
IV. Chỉnh lưu tia ba pha có điều khiển .................................................. 159
1. Tải R ............................................................................................. 159
2. Tải R+L ........................................................................................ 161
3. Tải R+E ........................................................................................ 163
4. Tải R+L+E ................................................................................... 165
V. Chỉnh lưu cầu ba pha có điều khiển tồn phần ................................ 168
1. Tải R điều khiển toàn phần ........................................................... 168
2. Tải R+L điều khiển toàn phần ...................................................... 170
3. Tải R+L+E điều khiển toàn phần .................................................. 173
4. Tải R+L điều khiển bán phần........................................................ 174
VI. Chỉnh lưu tia sáu pha khơng có cuộn kháng cân bằng có điều
khiển ...................................................................................................... 177
1. Tải R (ba pha kép) ......................................................................... 177
2. Tải R+L ......................................................................................... 180
3. Tải R+L+E .................................................................................... 182
Chương 4: Bộ biến đổi AC – AC ........................................................ 185
I. Bộ biến đổi một pha ....................................................................... 185

1. Tải R ............................................................................................. 185
2. Tải R+L ........................................................................................ 186
II. Bộ biến đổi ba pha có trung tính ...................................................... 189
1. Tải R ............................................................................................. 189
2. Tải R+L ........................................................................................ 190
III. Bộ biến đổi ba pha tải đấu sao khơng trung tính ............................ 193
1. Tải R ............................................................................................. 193
2. Tải R+L ........................................................................................ 196
IV. Bộ biến đổi ba pha tải đấu tam giác ............................................... 199
1. Tải R ............................................................................................. 199
7


Chương 5: Bộ biến đổi DC – DC ........................................................ 201
I. Bộ biến đổi giảm áp BUCK ............................................................... 201
1. Cơ sở lý thuyết
....................................................................... 201
2. Mạch điện cần mô phỏng ............................................................. 202
II. Bộ biến đổi tăng áp BOOST ............................................................. 204
1. Cơ sở lý thuyết
....................................................................... 204
2. Mạch điện cần mô phỏng ............................................................. 206
III. Bộ biến đổi tăng, giảm áp BUCK - BOOST .................................. 207
1. Cơ sở lý thuyết
....................................................................... 207
2. Mạch điện cần mô phỏng ............................................................. 209
Chương 6: Bộ nghịch lưu .................................................................... 211
I. Nghịch lưu một pha ........................................................................... 211
1. Nghịch lưu nửa cầu theo giải thuật ON/OFF(hai nguồn dc)......... 211
2. Nghịch lưu cầu theo giải thuật ON/OFF(một nguồn dc) .............. 214

3. Nghịch lưu nửa cầu theo giải thuật SINPWM (hai nguồn dc ) ..... 217
4. Nghịch lưu cầu theo giải thuật SINPWM(một nguồn dc) ............ 220
II. Nghịch lưu ba pha kiểu sáu bước ...................................................... 223
1. Nghịch lưu sáu bước dẫn 1200 lệch 600 tải R ................................ 223
2. Nghịch lưu sáu bước dẫn 1800 lệch 600 tải R ................................ 227
III. Nghịch lưu ba pha hai bậc SINPWM ............................................. 231
1. Tải R ............................................................................................. 231
2. Tải R+L ........................................................................................ 233
IV. Nghịch lưu ba pha ba bậc Diod kẹp SINPWM ............................... 234
1. Tải R ............................................................................................. 234
2. Tải R+L ........................................................................................ 236
V. Nghịch lưu ba pha năm bậc Cascade SINPWM ............................... 237
1. Tải R ............................................................................................. 237
2. Tải R+L ........................................................................................ 240
Tài liệu tham khảo ............................................................................... 242

8


Phần 1
GIỚI THIỆU PSIM 9.0.3
VÀ CÁCH CÀI ĐẶT

9


Chương 1
CÀI ĐẶT VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSIM
I. GIỚI THIỆU PSIM 9.0.3
Các phần mềm mô phỏng lĩnh vực điện nói chung, điện tử cơng

suất nói riêng đang được sử dụng rộng rãi như: Matlab, Protues,
Electronic Workbench, Multisim,…
PSIM là một trong những phần mềm chuyên dụng trong lĩnh vực
điện tử công suất và truyền động điện.
PSIM là phần mềm do hãng LAB-VOLT (Hoa Kỳ), một trong các
nhà sản xuất các thiết bị dạy học nổi tiếng viết và đưa ra thương trường.
Đây là phần mềm khơng chỉ hữu ích trong học tập, giảng dạy, nhằm giúp
cho sinh viên nắm vững hơn các bài giảng trên lớp, mà còn là tài liệu cơ
bản cho các kỹ sư khi nghiên cứu, phân tích, khai thác mạch điện tử cơng
suất, các mạch điều khiển tương tự và số, cũng như truyền động xoay
chiều (AC), một chiều (DC).
PSIM bao gồm 3 chương trình: chương trình thiết kế mạch
(Schematic), chương trình mơ phỏng (Simulator) và chương trình phân
tích (View) dựa trên các biểu đồ thời gian của kết quả mơ phỏng.
Psim Schematic

Input:*.sch

Psim Simulator

Input:*.cct,Output:*.txt

SimView

Input:*.txt

Hình 1.1: Q trình mơ phỏng trên PSIM
Một mạch điện sẽ được Psim biểu diễn trên 4 khối: mạch động lực
(power circuit), mạch điều khiển (control circuit), hệ cảm biến (sensor)
và bộ điều khiển chuyển mạch (switch controllers). Mạch động lực bao

gồm các van bán dẫn công suất, các phần tử RLC, máy biến áp và cuộn
cảm san bằng. Mạch điều khiển sẽ được biểu diễn bằng các sơ đồ khối,
bao gồm cả các phần tử trong miền S, miền Z, các phần tử logic (ví dụ
như các cổng logic, flip-flop) và các phần tử phi tuyến (ví dụ như bộ
nhân, bộ chia). Các phần tử cảm biến sẽ đo các giá trị điện áp, dòng điện
11


trong mạch động lực để đưa các tín hiệu đo này về mạch điều khiển. Sau
đó mạch điều khiển sẽ cho các tín hiệu đến bộ điều khiển chuyển mạch
để điều khiển q trình đóng cắt các van bán dẫn trong mạch động lực.
Power Circuit
Switch controllres

Sensor
Control Circuit

Hình 1.2: Biểu diễn một mạch điện trên PSIM

II. CÀI ĐẶT VÀ CẬP NHẬT PSIM 9.0.3
1. CÀI ĐẶT PSIM 9.0.3
Từ đĩa CD hoặc người sử dụng tải chương trình PSIM 9.0.3.400 về
máy giải nén bằng Winrar ta có được folder PSIM 9.0.3.400, trong
folder này gồm có folder Setup và Cập nhật.
Dowdload
file: />9.0.3.400_x32.rar

Tiến hành cài đặt bằng việc chạy file PSIM 9.0.3.400 trong folder
Setup


12


Hộp thoại PSIM 9.0.3 setup xuất hiện:

Click Next => chọn I accept the license agreement

 Next tiếp,trong phần License Configuration chọn 3-Softkey
version,chọn tiếp Select “psim.lic file…..
13


Đưa đường dẫn tới file Psim.lic trong folder Setup vừa giải nén
=>Open

 Chọn Next
14


 Trong phần Destination Folder ta chọn nơi cài đặt cho Psim =>
Sau khi đã chọn xong nơi cài đặt ta chọn Next

15


Xuất hiện Ready to Install the Application
 Chọn Next

16



Máy tính tiến hành cài đặt Psim vào máy.
Sau khi cài đặt xong thì xuất hiện hộp thoại PSIM 9.0.3 has been
successfullyinstalled. Đồng thời hỏi bạn có chạy Psim ngay bây giờ không?
Ta bỏ dấu check ở Launch PSIM now để tiến hành Cập nhật PSIM 9.0.3

=> Finish.
2. CẬP NHẬT PSIM 9.0.3
Trong folder PSIM giải nén lúc trước có folder Cập nhật, mở
folder này ta thấy có 2 file là Psim.lic và Register PSIM.

Tiến hành copy 2 file này vào Folder PSIM ta vừa cài đặt

17


Máy tính sẽ hỏi có chép đè lên hai file cũ không, ta chọn
Overwrite All.
Trong folder Psim vừa cài đặt ta tìm file Register PSIM

Chạy file này
Máy tính sẽ hỏi có muốn add những giá trị trong register vào máy
khơng? Ta chọn Yes

18


=> Máy tính báo đã add giá trị thành cơng => OK
Ta mở Chương trình PSIM để kiểm tra PSIM có hoạt động khơng.
Click đơi vào biểu tượng PSIM ở Desktop, chương trình PSIM xuất hiện.


Như vậy đã kết thúc quá trình cài đặt và Cập nhật PSIM 9.0.3

III. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSIM 9.0.3
Một số file trong thư mục Psim được thể hiện như sau:
File
Psim.dll
Psim.exe
SIMVIEW.exe
Psim.lib
Psimimage.lib
*.hlp
*.sch

Mô tả
Mô phỏng trên Psim
Soạn thảo, thiết lập mạch trên Psim
Phân tích,xử lý kết quả
Thư viện trên Psim
File hỗ trợ
File ví dụ các mạch
19


Các file mở rộng:
File
*.sch
*.cct
*.txt
*.fra

*.smv

Mô tả
File thiết lập mạch (dạng nhị phân)
File danh sách (dạng văn bản)
File kết quả mô phỏng (dạng văn bản)
File phân tích kết quả (dạng văn bản)
File đường cong mơ phỏng (dạng nhị phân)

1. MƠ PHỎNG MẠCH ĐIỆN
Ví dụ để mơ phỏng một bộ băm áp một chiều trong một góc phần
tư trên file “chop.sch”:

- Khởi động PSIM, chọn Open từ file để nạp file “chop.sch”.
- Từ menu Simulate, chọn Run Simulation để khởi động q trình
mơ phỏng. Kết quả mô phỏng được lưu trong file “chop.txt”. Mọi thơng
báo trong q trình mơ phỏng sẽ được lưu trong file “message.doc”.

- Nếu không chọn trên menu Option phần Auto-run SIMVIEW, thì
từ menu Simulate lựa chọn Run SIMVIEW để khởi động SIMVIEW.
Cịn nếu đã lựa chọn Auto-Run SIMVIEW thì phần mềm sẽ tự động chạy
SIMVIEW. Trên SIMVIEW chúng ta có thể chọn đường cong hiển thị
trên màn hình.
2. BIỂU DIỄN THAM SỐ CÁC PHẦN TỬ
Các tham số mỗi phần tử, bộ phận của mạch được đối thoại trên 3
cửa sổ của PSIM như trên hình 1.3,bao gồm: các tham số (Parameters),
các thông tin khác (Other Info) và màu sắc (Color).

Hình 1.3: Cửa sổ trao đổi tham số trên PSIM
Cửa sổ Parameters được sử dụng trong q trình mơ phỏng, cịn

cửa sổ Other Info khơng sử dụng cho mơ phỏng mà chỉ dành cho người
sử dụng, các thông tin này sẽ được hiện ra trong mục View/Element List,
ví dụ như các thông tin loại thiết bị, tên nhà sản xuất, số sản xuất… Còn
cửa sổ Color để xác định màu sắc cho từng phần tử.
20


Trên cửa sổ Parameters, các tham số được đưa vào dưới dạng các
số thập phân hay dạng biểu thức toán học
Ví dụ: một điện trở có thể được biểu diễn dưới dạng sau:
12.5; 12.5 k; 12.5 Ohm; 12.5 Kohm; 25./2 Ohm.
Các lũy thừa sau sử dụng các chữ cái để thể hiện:
10 9 : G, 10 6 : M, 103: K, 10-3: m, 10-6: µ, 10 9 :n, 10 12 : p
Các hàm toán học sau được sử dụng:
+

phép cộng

-

phép trừ

*

phép nhân

/

phép chia


^

hàm mũ

SQRT

hàm căn bậc hai

SIN

hàm sin

COS

hàm cos

TAN

hàm tang

ATAN

hàm arctang

EXP

hàm mũ tự nhiên (ví dụ: EXP(x)=e x )

LOG


hàm logarit cơ số tự nhiên (ví dụ:LOG(x)=ln(x))

LOG10

hàm logarit cơ số 10

ABS

hàm giá trị tuyệt đối

SIGN

hàm dấu (ví dụ: SIGN(1.2) =1; SIGN(-1.2) =-1)

3. CÁC PHẦN TỬ MẠCH ĐỘNG LỰC
3.1. Điện trở, điện cảm và điện dung (RLC)
Với PSIM, các phần tử R, L, C rời rạc hay một nhánh RLC đều có
thể được mô tả với các điều kiện đầu được xác định (dịng điện trên L,
điện áp trên C). Ngồi ra trong mạch ba pha đối xứng, nhánh RLC cũng
được mô tả với các điều kiện đầu xác định bằng 0 bằng các ký hiệu “R3”,
“RL3”, “RC3” và “RLC3”. Các ký hiệu này được biểu diễn trên PSIM
như ở hình 1.4 sau. Cách mô tả các phần tử này như sau:
Resistor:

điện trở, 

Inductance:

điện cảm, H
21



Capacitance:

điện dung, F

Initial current:

dòng điện ban đầu trên điện cảm, A

Initial voltage:

điện áp ban đầu trên điện dung, V

Current flag:

cờ dịng điện của nhánh: nếu dịng điện có cờ
bằng 0 có nghĩa là khơng có dịng điện ra, cịn
nếu cờ là 1 thì dịng điện sẽ được lưu giữ trong
file đầu ra và được hiển thị trong SIMVIEW.
Dịng điện có cờ dương khi dòng chạy vào điểm
cuối của nhánh RLC

Current Flag _ A: cờ của dòng pha A
Current Flag _ B: cờ của dòng pha B
Current Flag _C: cờ của dịng pha C

Hình 1.4: Ký hiệu phần tử RLC một pha và ba pha
3.2. Biến trở
Biến trở là điện trở có điều chỉnh, được ký hiệu như trên hình 1.5

với cách mô tả như sau:
Total resistance: giá trị tổng điện trở R của biến trở từ cực k đến
cực m, Ohm.
Tab position (0 to 1): vị trí của con trượt, điện trở từ k đến m là tập
R*Tap.
Current flag: ký hiệu chiều dòng điện qua biến trở, dòng chạy vào k.

Hình 1.5: Ký hiệu biến trở
22


3.3. Các khóa chuyển mạch
Có hai dạng cơ bản của khóa đóng cắt trong PSIM: một là theo
kiểu khóa gồm hai trạng thái (đóng và mở khóa), hai là theo kiểu ba trạng
thái (đóng, mở và làm việc trong chế độ khuếch đại tuyến tính).
Khóa hai trạng thái bao gồm: Diod, Diac,Thyristor,Triac, GTO,
Transistor công suất kiểu NPN hay PNP, IGBT, MOSFET kênh n
(MOSFET_N) và kênh p (MOSFET_P), và khóa hai chiều (SSWI).Các
phần tử này được mơ tả như các khóa lý tưởng, nghĩa là ở trạng thái đóng
(cho dịng chạy qua) khóa có giá trị nội trở bằng 10  , cịn ở trạng thái
mở (khơng có dịng) sẽ có giá trị 1M  .
3.3.1. Diod,Diac và Diod Zener
Các ký hiệu của ba phần tử này được biểu diễn trên hình 1.6.

Hình 1.6: Ký hiệu Diod, diac, Diod Zener trong PSIM
 Mô tả Diod
Diod voltage drop

: điện áp rơi trên Diod khi Diod dẫn


Initial position

: ký hiệu trạng thái ban đầu của Diod, Diod ở
trạng thái thơng có ký hiệu 0 và ở trạng thái
khóa có ký hiệu 1

Current flag

: cờ dịng điện ra của Diod: khi cờ có giá trị
bằng 0 là khơng có dịng điện ra (IDiod), cịn
khi cờ bằng1 thì có dịng điện ra (IDiod) sẽ
được lưu giữ ở file và được hiển thị ở
SIMVIEW

 Mô tả Diac
Breakover voltage : điện áp để diac chuyển từ trạng thái khóa
sang trạng thái thơng
Breakback voltage : điện áp để diac chuyển từ trạng thái thơng
sang trạng thái khóa
Current flag

: cờ dòng điện
23


 Mô tả Diod Zener
Breakdown voltage : điện áp đánh thủng V B
Forward voltage drop: điện áp rơi trên Diod khi dẫn từ A đến K
Current flag


: cờ dòng điện từ A đến K

3.3.2. Thyristor và Triac
Ký hiệu Thyristor và Triac trên hình 1.7

Hình 1.7: Ký hiệu Thyristor và Triac trong PSIM
 Mô tả Thyristor:
Voltage drop

: điện áp rơi trên Thyristor khi Thyristor dẫn
dịng

Holding current

: dịng duy trì

Latching current

: giá trị dòng nhỏ nhất để giữ cho Thyristor dẫn
dòng khi xung mồi trên cực điều khiển đã mất

Initial position

: ký hiệu trạng thái ban đầu

Current flag

: cờ dòng điện ra

Việc mô tả Triac trong PSIM tương tự như Thyristor, tuy nhiên cần

lưu ý là giá trị của holding và latching current được mặc định bằng 0
Để điều khiển Thyristor và Triac, trong PSIM sử dụng hai cách: dùng
Gating block (GATING) và dùng Switch controller kết nối với cực Gate
(mô tả hai khối điều khiển này sau).
Ví dụ điều khiển cực Gate của Thyristor.

24


Hình 1.8: Sử dụng Gating block và Alpha controller điều khiển Thyristor
3.3.3. GTO, Transistor, MOSFET, IGBT và SSWI
Ký hiệu các phần tử này như hình 1.9.

Hình 1.9: Ký hiệu các phần tử GTO, Transistor, MOSFET và IGBT
 Phương pháp mô tả: MOSFET, IGBT
Initial position : ký hiệu trạng thái ban đầu. Đối với MOSFET và
IGBT thì đó là trạng thái cơ bản của khóa cơ bản
khơng phải trạng thái của các Diod mắc song
song
Current flag

: cờ dòng điện. Đối với IGBT và MOSFET thì dịng
điện này sẽ chạy qua tồn bộ phần tử bao gồm cả
khóa cơ bản và Diod mắc song song

Để điều khiển các phần tử này chúng ta có thể sử dụng cả hai cách
tương tự như Thyristor: Gating block và Switch controller, các khối điều
khiển này sẽ được nối với cực điều khiển hay cực bazo của các phần tử.
Hình 1.10 là ví dụ sử dụng các khối điều khiển này cho MOSFET với mơ
hình được nêu trong các phần tiếp theo.


25


Hình 1.10: Mạch điều khiển IGBT cho bộ tăng áp
3.3.4. Transistor ba trạng thái
Các Transistor này ngoài hai chế độ đóng, mở như các phần tử ở
trên, chúng cịn có thêm chế độ làm việc khuếch đại tuyến tính. Trong
PSIM, các Transistor này có ký hiệu như trên hình 1.11.

Hình 1.11: Ký hiệu Transistor ba trạng thái
 Mô tả trên PSIM:

Ic
Ib

Current gain beta

: hệ số khuếch đại dòng  :  

Bias voltage Vr

: điện áp giữa cực B và E đối với loại NPN-1,
giữa cực E và B đối với loại PNP-1

V ce, sat or V ec, sat

: giá trị điện áp bão hòa giữ colecto và emitto
đối với NPN-1, giữa emitter và colector đối
với loại PNP-1


Các khóa Transistor này được điều khiển bằng dòng điện bazo Ib,
và sẽ làm việc ở ba trạng thái như sau (ví dụ đối với loại NPN-1):

- Trạng thái mở (khơng dẫn dịng) khi: V be > V r ; I b = 0; I c = 0.
26


- Trạng thái khuếch đại dòng khi: V be = V r ; I c =  * I b ; V ce > V ce, sat
- Trạng thái đóng (dẫn dòng ở chế độ bão hòa): V be =V r ;
I c   * I b ;Vce  Vce, sat .
Chú ý rằng đối với NPN-1 và PNP-1 có trạng thái khuếch đại thì
cực điều khiển cũng là cực cơng suất, vì vậy nó phải nối với một mạch
điều khiển công suất mà không được sử dụng các khối Gating block và
Switch controller. Mặt khác các phần tử này chỉ làm việc tốt trong mạch
đơn mà không làm việc trong mạch phức tạp.
Hình 1.12 là ví dụ mạch sử dụng NPN-1:
a) là mạch làm việc ở chế độ khuếch đại để điều chỉnh điện ra, b) là
mạch thử nghiệm đơn giản cho phần tử này.

a)

b)

Hình 1.12: Mạch sử dụng BJT NPN
3.3.5. Khối điều khiển Gating block
Khối này chỉ được nối với cực điều khiển của các khóa điện tử hai
trạng thái kể trên và được xác định tính chất trực tiếp với Gating block
hoặc thông qua file soạn thảo với Gating-1 block.
Ký hiệu của khối trên hình 1.13.


Hình 1.13: Ký hiệu của Gating block
 Mô tả một Gating block:
Frequency

: tần số làm việc khi nối với các khóa điện tử

Number of points

: số lần tác động trong một chu kỳ (chỉ đối với
mơ tả Gating)

Switch points

: góc tác động trong một chu kỳ (chỉ đối với
mô tả Gating)
27