Tài liệu học tập Điện tử công suất và ứng dụng: Phần 1

Tài liệu học tập Điện tử công suất và ứng dụng: Phần 1 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Linh kiện bán dẫn; Bộ biến đổi xoay chiều – một chiều. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu học tập Điện tử công suất và ứng dụng: Phần 1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN Võ Thu Hà, Nguyễn Thị Thành, Nguyễn Cao Cường TÀI LIỆU HỌC TẬPĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG (Lưu hành nội bộ) HÀ NỘI – 2018 1 LỜI NÓI ĐẦU Với sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật bán dẫn công suất lớn, các thiết bịbiến đổi điện năng dùng các dụng cụ bán dẫn công suất ngày càng được sử dụng nhiềutrong công nghiệp và đời sống. Điện tử công suất và ứng dụng là môn học nhằm trangbị cho sinh viên ngành điện các kiến thức cơ bản về các thiết bị biến đổi điện năng sửdụng các dụng cụ bán dẫn công suất lớn. Để khắc phục một phần về việc thiếu tài liệutrong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường cũng như tham khảo khi ra thực tếcủa các sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật Điện và ngành công nghệ kỹ thuật Điềukhiển và Tự động hóa, nhóm phụ trách môn học Điện tử công suất và ứng dụng củakhoa Điện tiến hành biên soạn tập bài giảng Điện tử công suất và ứng dụng để phụcvụ cho công việc học tập và nghiên cứu của sinh viên. Tài liệu này được biên soạntheo đề cương môn học Điện tử công suất và ứng dụng dùng cho sinh viên hệ dài hạnchính qui của chuyên ngành tự động hoá và cung cấp điện, các sinh viên điện thuộccác chuyên ngành khác cũng có thể sử dụng để tham khảo. Để nghiên cứu các bộ biếnđổi trong chương trình môn học này đòi hỏi sinh viên phải được trang bị các kiếnthức cơ bản về kỹ thuật điện tử, đặc biệt là về cấu trúc, đặc tính V-A của các dụng cụsẽ được ứng dụng trong kỹ thuật biến đổi. Tập bài giảng được phân thành bốn chươngtheo các thiết bị biến đổi điện năng ứng dụng điện tử công suất: Chương 1: Linh kiện bán dẫn Chương 2: Bộ biến đổi xoay chiều – một chiều Chương 3: Bộ biến đổi một chiều – một chiều Chương 4: Bộ biến đổi xoay chiều – xoay chiều Chương 3: Bộ biến đổi một chiều – xoay chiều Với khuôn khổ giới hạn của một tập bài giảng , mặt khác nội dung mà môn họcnghiên cứu là một lĩnh vực mới và đang phát triển nên không thể tránh khỏi các thiếusót, vậy chúng tôi rất mong được sự góp ý, trao đổi của các bạn đồng nghiệp, của cácbạn đọc để chúng tôi có thể cải tiến được nội dung, nâng cao chất lượng đào tạo. Mọiý kiến trao đổi, góp ý xin gửi về văn phòng Khoa Điện - Trường Đại học Kinh tế Kỹthuật công nghiệp. Xin chân thành cảm ơn sự góp ý của các đồng chí và các bạn! Các tác giảCHƯƠNG 1 CÁC PHẦN TỬ BÁN DẪN CÔNG SUẤT CƠ BẢN1.1. ĐIOT CÔNG SUẤT1.1.1. Cấu tạo và đặc tính V-A của điot Điot (Diode) được tạo thành bằng việc ghép hai phiến bán dẫn p – n và tạo nênmột vùng chuyển tiếp (một lớp tiếp giáp) ký thiệu là J. Điot có 2 điện cực, một điện cực nối ra từ bán dẫn loại p được gọi là Anot(Anode), ký hiệu là A, điện cực còn lại nối ra từ bán dẫn n được gọi là katot (Kathodehoặc Cathode) và ký hiệu là K. Ký hiệu biểu diễn điot được minh họa trên hình 1.1b. A A Anot P J N K K Katot Hình 1.1: Cấu tạo (a) và ký hiệu (b) của điot Điện áp trên điot được quy ước với chiều dương hướng từ A sang K và ký hiệulà uD, khi uD > 0 ta nói điện áp trên điot là thuận (hay điot được đặt điện áp thuận), ngượclại khi uD < 0 ta nói điện áp trên điot là ngược (hay điot chịu điện áp ngược). Dòng điệnqua điot được quy ước cùng chiều với điện áp và ký hiệu iD. . Đặc tính Vôn – ampe (V-A) của điot là mối quan hệ giữa dòng điện và điện áptrên điot iD (uD), thể hiện bằng đồ thị hình 1.2. Đặc tính gồm hai phần, đặc tính thuậntrong góc phần tư thứ I, tương ứng với uAK > 0. Đặc tính ngược trong góc phần tư thứIII, tương ứng uAK < 0. Trên đường đặc tính thuận, nếu điện áp anot – katot tăng dần từ0 đến khi vượt qua ngưởng điện áp UDo (0,6V ÷ 0,7V), dòng có thể chảy qua điot. Dòngđiện iD có thể thay đổi rất lớn, nhưng điện áp tơi trên điot uAK thì hầy như ít thay đổi.Như vậy, đặc tính thuận của điot đặc trưng bởi tính chất có điện trở tương đương nhỏ. Trên đường đặc tính ngược, nếu điện áp uAK tăng dần từ 0 đến giá trị Ung.max, gọilà điện áp ngược lớn nhất, thì dòng qua điot vẫn có giá trị rất nhỏ, gọi là dòng rò, nghĩalà điot cản trở dòng chạy qua theo chiều ngược. Cho đến khi uAK đạt đến giá trị Ung.maxthì xảy ra hiện tượng dòng qua điot tăng đột ngột, tính chất cản trở dòng điện ngược củađiot bị phá vỡ. Quá trình này không có tính đảo ngược, nghĩa là nếu ta lạ ...