Bài giảng điện tử công suất
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.18 MB, 293 trang )
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
1. DIODE CÔNG SUẤT
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
1.
DIODE CÔNG SUẤT: ĐẶC ĐIỂM
•
Linh kiện không điều khiển
•
Có cấu tạo gồm một lớp chuyển tiếp p-n, 2 điện cực ngoài
•
Phương pháp chế tạo : Khuyếch tán nguyên tử tạp chất
loại p vào một mặt của phiến tinh thể Si loại n
•
Cực Anode nối với lớp p, Cathode nối với lớp n
•
Quá trình đóng ngắt : Nếu VAK > 0 (điện áp Anode dương
hơn điện áp Cathode) thì diode dẫn (đóng), ngược lại diode
ngắt
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
1.
DIODE CÔNG SUẤT: ĐẶC ĐIỂM
+ Khả năng điều khiển
dòng điện
(vài A →
vài kA )
+ Khả năng khóa điện
áp
(vài chục V →
vài kV )
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
1.
DIODE CÔNG SUẤT : ĐẶC TUYẾN VOLT-AMPÈRE
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
1.
DIODE CÔNG SUẤT: THỜI GIAN PHỤC HỒI TÍNH NGHỊCH
Thời gian cần thiết để diode phục
hồi khả năng chịu áp khoá khi quá
trình dẫn thuận chấm dứt
– phục hồi nhanh
- phục hồi chậm
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
1.
DIODE CÔNG SUẤT: THỜI GIAN PHỤC HỒI TÍNH NGHỊCH
Tính tốn trr để đánh giá khả năng
đóng ngắt với tần số phù hợp.
(Example 2.1 – PE Handbook)
Bài tập : Xem Tutorial 2.1 p.19, 20 PE Handbook
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
1.
DIODE CÔNG SUẤT: BẢO VỆ LINH KIỆN
Giá trị dv/dt tra từ thông số kỹ thuật
của linh kiện.
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
1.
DIODE CÔNG SUẤT: ĐỊNH MỨC LINH KIỆN
Xem ví dụ 2.2 p.18 PE Handbook
Định mức áp : VRRM – giá trị áp ngược tức thời lớn nhất trên diode
Định mức dòng : IAV – giá trị trung bình dịng qua diode
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
2. TRANSISTOR CÔNG SUẤT
- Linh kiện điều khiển bằng dòng và có ba cực
ngoài: Collector (C) , Emitter (E) và cổng
điều khiển Base (B).
+ Mạch công suất nối giữa 2 cực C và E
+ Xung điều khiển cấp vào giữa 2 cực B và E
- Transistor vận hành như một khóa đóng cắt
bán dẫn
- BJT công suất được định mức đến 1200V và
400A. Chúng thường được sử dụng trong các
bộ biến đổi vận hành đến 10kHz.
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
2. TRANSISTOR CÔNG SUẤT :ĐẶC TUYẾN VOLT-AMPÈRE
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
2. TRANSISTOR CÔNG SUẤT : ĐẶC TÍNH ĐỘNG
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
2. TRANSISTOR CÔNG SUẤT : MẠCH BẢO VỆ
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
2. TRANSISTOR CÔNG SUẤT : MẠCH KÍCH
VCC
R6
D2
C
1
2
R5
2
3 CHỨC NĂNG :
D1
Q4
TX1
1
R4
C2
C1
C3
Q2
E
A
R2
R8
GND
Q3
R3
- KHUẾCH ĐẠI
- TẠO DẠNG XUNG ĐIỀU
KHIỂN TỐI ƯU
R7
Q1
R1
-CÁCH LY ĐIỆN
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
2. TRANSISTOR DARLINGTON
Điều khiển dịng cơng suất IC bằng dịng
điều khiển IB trị số thấp.
hFE= IC/IB
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
3. MOSFET CÔNG SUẤT- ĐẶC ĐIỂM
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
3. MOSFET CÔNG SUẤT- ĐẶC ĐIỂM
Sử dụng trong các bộ nguồn, bộ biến đổi DCDC, bộ điều khiển động cơ...
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
3. MOSFET CÔNG SUẤT- ĐẶC ĐIỂM
+ Linh kiện điều khiển bằng
áp. Điện áp gate-source VGS
đủ lớn sẽ đóng MOSFET.
+ VDS > 0 và VGS > 0 ⇒ ON
VGS≤ 0 ⇒ OFF
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
3. MOSFET CÔNG SUẤT - ĐẶC ĐIỂM
+ MOSFET có cấu trúc diode
ngược ký sinh .
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
3. MOSFET CÔNG SUẤT- ĐẶC ĐIỂM
+ Công suất tổn hao nhiệt ở
trạng thái đóng của MOSFET
cao hơn BJT. MOSFET điện
áp thấp sẽ có điện trở lúc dẫn
RDS(on) nhỏ hơn 0.1Ω, tuy
nhiên các MOSFET cao áp có
điện trở dẫn lên đến vài Ω.
+ Định mức MOSFET khoảng
1000V và 50A.
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
3. MOSFET CÔNG SUẤT - Đặc tuyến Volt- Ampere
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
3. MOSFET CÔNG SUẤT - Đặc tính động
MOSFET đóng cắt nhanh và
được sử dụng trong các bộ biến
đổi vận hành với tần số đến
100kHz và hôn.
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
3. MOSFET CÔNG SUẤT - Mạch kích
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
4. TRANSISTOR IGBT
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
4. TRANSISTOR IGBT
CHƯƠNG 1
CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
4. TRANSISTOR IGBT
- VCE > 0 và VGE > 0 ⇒ ON
VGE≤ 0 ⇒ OFF
-Khoâng có khả năng khóa áp ngược
giá trị lớn hơn 10V
-Định mức IGBT áp U <= 1200 V,
dòng I <= 1 KA
-Tần số đóng ngắt cao hơn so với BJT
nhưng thấp hơn MOSFET
-IJBT có thể làm việc với tần số đóng
cắt lên đến 20kHz
