Thiết kế chế tạo mạch điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "Thiết kế chế tạo mạch điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều": http://123doc.vn/document/569101-thiet-ke-che-tao-mach-dieu-khien-toc-do-dong-co-dien-mot-chieu.htm

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
ĐỒ ÁN MƠN HỌC ĐTCS&TĐĐ
Nhóm sinh viên thực hiện : 1. Dỗn Trung Qn
2. Vũ Minh Tiến
Khóa : 2010 - 2012
Ngành đào tạo : Kỹ thuật điện-điện tử
Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mạch điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều.
Thời lượng: 02 TC
Thời gian thực hiện: 10 tuần.
Điều kiện tiên quyết: Đã học mơ đun Điện tử cơng suất.
Số liệu cho trước:
- Các tài liệu, giáo trình chun mơn.
- Trang thiết bị, máy móc trong phòng thực hành, thí nghiệm.
Nội dung cần hồn thành:
1. Trình bày cấu tạo, ngun lý làm việc của động cơ điện một chiều.
2. Giới thiệu đặc tính, thơng số và ứng dụng của các linh kiện ĐTCS thơng dụng.
3. Thiết kế chế tạo mạch thí nghiệm điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều cơng
suất đến 370W.
4. Lập kế hoạch và thực hiện các báo cáo theo đúng tiến độ.
5. Quyển thuyết minh và các bản vẽ, Folie mơ tả đầy đủ nội dung của đề tài.
Kế hoạch thực hiện đề tài: (Sinh viên lập theo mẫu sau)
STT Cơng việc thực hiện Kết quả hồn thành Ghi chú
Tuần 1
Tuần 2

Giáo viên hướng dẫn: Trần Văn Chương
Email: chuongtv@utehy.edu.vn
Ngày giao đề tài: 18 /04/2011
Ngày hồn thành: / /2011
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 1
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC

Lời nói đầu

Ngày nay, điện tử cơng suất đã và đang đóng 1 vai trò rất quan trọng trong
q trình cơng nghiệp hố đất nước. Sự ứng dụng của điện tử cơng suất trong
các hệ thống truyền động điện là rất lớn bởi sự nhỏ gọn của các phần tử bán dẫn
và việc dễ dàng tự động hố cho các q trình sản xuất. Các hệ thống truyền
động điều khiển bởi điện tử cơng suất đem lại hiệu suất cao. Kích thước, diện
tích lắp đặt giảm đi rất nhiều so với các hệ truyền động thơng thường như:
khuếch đại từ, máy phát - động cơ
Xuất phát từ u cầu thực tế đó, trong nội dung mơn học Điện tử cơng
suất chúng em đã được giao thực hiện đề tài: “Thiết kế mạch điều khiển động
cơ điện 1 chiều”. Với sự hướng dẫn của thầy: Trần Văn Chương, chúng em đã
tiến hành nghiên cứu và thiết kế đề tài.
Trong q trình thực hiện đề tài do khả năng và kiến thức thực tế có hạn
nên khơng thể tránh khỏi sai sót, kính mong thầy cơ đóng góp ý kiến để đề tài
hồn thiện hơn.
Chúng em xin trân thành cảm ơn.
Nhóm sinh viên thực hiện
Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 2
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
Chương 1: CẤU TẠO VÀ NGUN LÝ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU
Cơ sở lý thuyết chung về động cơ điện một chiều
1.1 Giới thiệu chung về động cơ điện 1 chiều:
Như ta đã biết máy phát điện một chiều có thể dùng làm máy phát điện hoặc
động cơ điện. Động cơ điện một chiều là thiết bị quay biến đổi điện năng thành cơ
năng. Ngun lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Động cơ điện một
chiều được sử dụng rất rộng rãi trong cơng nghiệp và giao thơng vận tải. Động cơ
điện một chiều gồm những loại sau đây:
- Động cơ điện một chiều kích từ song song
- Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp
- Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp
1.2 Cấu tạo động cơ điện một chiều
Động cơ điện một chiều gồm có 2 phần : Phần tĩnh (stator) và phần động (rơtor)
1.2.1. Phần tĩnh (stator)
Gồm các phần chính sau:
a. Cực từ chính:
b. Cực từ chính là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn
kích
c. từ lồng ngồi lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật
điện.
d. Cực từ được gắn chặt vào vỏ nhờ các bulơng. Dây quấn kích từ được quấn
bằng
e. dây đồng bọc cách điện. (như hình 1.1)
1.1 Cực từ chính
b. Cực từ phụ:
Cực từ phụ đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều
c. Gơng từ:
Dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ đồng thời làm vỏ máy.
d. Các bộ phận khác
- Nắp máy
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 3
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
- Cơ cấu chổi than.
1.2.2. Phần quay (rotor)
Gồm các bộ phận sau:
a. Lõi sắt phần ứng:
Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ. thơng thường dùng những lá thép kỹ thuật điện
dày 0,5 mm phủ cách điện ở hai đầu rồi ép chặt lại(hình 1.2). Trên lá thép có dập
hình dạng
1.2 Lá thép roto 1.3 Phiến đổi chiều và cổ góp
rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào. Dây quấn phần ứng là phần sinh ra
s.đ.đ và có dòng điện chạy qua. Thường làm bằng dây đồng có bọc cách
điện.Trong máy điện nhỏ thường dùng dây có tiết diện tròn, trong máy điện vừa
và lớn thường dùng dây tiết diện hình chữ nhật. Dây quấn được cách điện với rãnh
của lõi thép.
c. Cổ góp:
Cổ góp hay còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều dùng để đổi chiều dòng điện
xoay chiều thành một chiều. cỏ góp gồm có nhiều phiến đồng hình đi nhạn cách
điện với nhau bằng lớp mica dày 0,4 đến 1,2 mm và hợp thành một hình trụ tròn.
Đi vành góp có cao hơn lên một ít để để hàn các đầu dây của các phần tử dây
quấn vào các phiến góp được dễ dàng.
d. Các bộ phận khác:
- Cánh quạt: Dùng để quạt gió làm nguội máy.
- Trục máy: Trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi. Trục máy
thường làm bằng thép Cacbon tốt.
1.3. Ngun lý làm việc của động cơ điện một chiều:
Khi cho điện áp 1 chiều U đặt vào 2 chổi than A và B trong dây quấn phần
ứng có dòng điện Iư các thanh dẫn ab, cd có dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu
lực điện từ Fđt tác dụng làm cho rotor quay, chiều lực từ được xác định theo quy
tắc bàn tay trái. Khi phần ứng quay được nửa vòng vị trí các thanh dẫn ab, cd đổi
chỗ nhau do có phiến góp đổi chiều dòng điện giữ cho chiều lực tác dụng khơng
đổi đảm bảo động cơ có chiều quay khơng đổi. Khi động cơ quay các thanh dẫn
cắt từ trường sẽ cảm ứng sức điện động Eư chiều của s.đ.đ xác định theo quy tắc
bàn tay phải.
Ở động cơ điện một chiều sức điện động Eư ngược chiều với dòng điện Iư nên Eư
còn gọi là sức phản điện động.
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 4
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
Hình 1.4. Sơ đồ ngun lý của động cơ điện 1 chiều
Khi cho điện áp 1 chiều U đặt vào 2 chổi than A và B trong dây quấn phần
ứng có dòng điện I
ư
các thanh dẫn ab, cd có dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu
lực điện từ F
đt
tác dụng làm cho rotor quay, chiều lực từ được xác định theo quy
tắc bàn tay trái. Khi phần ứng quay được nửa vòng vị trí các thanh dẫn ab, cd đổi
chỗ nhau do có phiến góp đổi chiều dòng điện giữ cho chiều lực tác dụng khơng
đổi đảm bảo động cơ có chiều quay khơng đổi. Khi động cơ quay các thanh dẫn
cắt từ trường sẽ cảm ứng sức điện động E
ư
chiều của s.đ.đ xác định theo quy tắc
bàn tay phải.
Ở động cơ điện một chiều sức điện động E
ư
ngược chiều với dòng điện I
ư
nên E
ư
còn gọi là sức phản điện động.
Phương trình cân bằng điện áp: U=E
ư
+R
ư
.I
ư
Trong đó: R
ư
: điện trở phần
ứng I
ư
: dòng điện
phần ứng E
ư
: sức
điện động
Theo u cầu của đề bài ta xét hệ điều chỉnh tốc độ động cơ điên một chiều kích
rừ độc lập. Động cơ điện một chiều kích từ độc lập có dòng điện kích từ khơng
phụ thuộc vào dòng điện phần ứng nghĩa là từ thơng của động cơ khơng phụ thuộc
vào phụ tải mà chỉ phụ thuộc vào điện áp và điện trở mạch kích từ
.
1.4. Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện kích từ độc lập
Đặc tính cơ là quan hệ giữa tốc độ quay và mơmen (M) của động cơ.
Ứng với chế độ định mức (điện áp, tần số, từ thơng ) động cơ vận hành ở chế độ
định mức với đặc tính cơ tự nhiên (M
đm
, w
đm
).
Đặc tính cơ nhân tạo của động cơ là đặc tính khi ta thay đổi các thơng số nguồn
hay nối thêm điện trở phụ, điện kháng vào động cơ.
Để đánh giá sai số đặc tính cơ, người ta có cơng thức tính như sau
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 5
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
∆β= ∆Μ/∆
ω
β lớn (đặc tính cơ cứng) tốc độ thay đổi ít khi M thay đổi
β nhỏ (đặc tính cơ mềm) tốc độ giảm nhiều khi M tăng.
β

→ ∞
đặc tính cơ tuyệt đối cứng.
1.4.1. Sơ đồ ngun lý:
U

CKT Rkt
ĐC Rf
Hình 3: Sơ đồ ngun lý động cơ điện 1 chiều
Khi nguồn điện 1 chiều có cơng suất lớn và điện áp khơng đổi thì mạch
kích từ thường mắc song song với mạch phần ứng.
Khi nguồn điện một chiều có cơng suất khơng đủ lớn thì mạch điện phần
ứng và mạch kích từ mắc vào 2 nguồn một chiều độc lập.
1.4.2. Phương trình đặc tính cơ:
Trường hợp
R
f
=0:
U= E + I
ư
.R
ư
(1)
Trong đó; E= K
e
.
Φ

.n (2)

.
60
e
p n
K
a
=
: Hệ số sức điện động của động cơ
a: số mạch nhánh song song của cuộn dây
2
pn
K
a
π
=
: Hệ số cấu tạo của động cơ
P: số đơi cực chính
N: số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng
Thế (2) vào (1) ta có:
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 6
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
u u
U R
K K
ω
φ φ
= −
(3)
Hoặc :
u u
u
e e
U R
n I
K K
φ φ
= −
(4)
Phương trình (4) biểu diễn mối quan hệ n= f(I
ư
) gọi là phương trình đặc tính cơ
điện.
Mặt khác: M= M= K.Ф.I
ư
(5): là mơmen điện từ của động cơ.
Suy ra:
u u
e e
U R
n M
K K K
φ
φ φ
= −
là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều kích
từ độc lập.
Hoặc :
0
2
( )
u u
e e
U R
M
K K
ω ω ω
φ φ
= − = − ∆
Trong đó:
ω

0
: tốc độ khơng tải lý tưởng
∆ω
: độ sụt tốc độ
1.4.3. Ảnh hưởng của thong số tới tốc độ động cơ
Từ phương trình đặc tính cơ:
2
( )
u f
u
R R
U
M
K K
ω
φ φ
+
= −
muốn thay đổi tốc độ ta chỉ cần thay
đổi
φ
,

à U
f
R v

•
Trường hợp R
f
thay đổi (U
ư
= U
đm
= const; Ф= Ф
đm
= const):
Độ cứng đặc tính cơ:
2
( )
u f
M K
R R
φ
β
ω
∆
= = −
∆ +
giảm. Nếu
u
R
càng lớn thì tốc độ động cơ
càng giảm. Đồng thời momen ngắn mạch và dòng ngắn mạch giảm.
Cho nên người ta thường sử dụng phương pháp này để hạn chế dòng và điều chỉnh
tốc độ động cơ ở phía dưới tốc độ cơ bản.
•
Trường hợp thay đổi U< U
đm
Tốc độ khơng tải:
0
U
K
ω
φ
=
giảm trong khi độ cứng của đặc tính cơ

2
( )
u
M K
R
φ
β
ω
∆
= = −
∆
= const. Khi thay đổi điện áp ta thu được 1 đặc tính có điện áp song
song. Phương pháp này dung để điều khiển tốc độ động cơ và hạn chế dòng khởi động.
•
Ảnh hưởng của từ thơng:
Muốn thay đổi
Φ
ta thay đổi dòng kích từ I
kt
khi đó tốc độ khơng tải:
dm
U
K
ω
φ
=
tăng.
Độ cứng đặc tính cơ
2
( )
u
M K
R
φ
β
ω
∆
= = −
∆
giảm.
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 7
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
Chương 2: CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THƠNG DỤNG

2.1. Diod cơng suất
2.1.1. Ngun lý cấu tạo:
Diod cơng suất hình thành từ 2 chất bán dẫn P và N ghép lại với nhau, tạo lớp chuyển
tiếp P và N.
Các điện tử tự do của lien kết N sẽ liên kết với các điện tử tự do của chất bán dẫn P. Do
đó lớp N sẽ có điện tích (+) được nối với điện cực catot(K) còn lớp P mang điện tích (-)
nối với anot(A). Lớp chuyển tiếp P và n có điện thế khoảng 0.6 đến 0.7V khi có dòng
điện định mức.
Khi ta đặt 1 điện áp ngược lại thì các điên tử tự do và các lỗ trống sẽ bị đẩy ra xa lớp
chuyển tiếp, kết quả là chỉ có dòng vài mA chạy qua chuyển tiếp P-N coi như khơng
đáng kể. Như vậy Diod dẫn dòng theo 1 chiều. Diod được cấu tạo như hình 2.1
Hình 2.1
a. Cấu tạo của Diod
b. Kí hiệu của Diod
c. Hình dạng bên ngồi của Diod
2.1.2 Đặc tính của Diod
a. Khi
AK
V
= const
Trường hợp này khi
AK
U
ngược chiều với
TX
U
(điện áp tiếp xúc). Do đó hang rào điện thế
giảm xuống hoặc mất đi. Điều đó làm dòng điện khuyeech tán
KT
I
tăng lên mà dòng điện
ng
I

vẫn bằng dòng điện bão hòa
s
I
. Dòng điện đi qua mối nối P-N sẽ phụ thuộc vào điện áp
AK
U
Theo cơng thức:
11522
EXP 1
KT ng s AK
I I I I U
T
 
 
= − = −
 ÷
 
 
 
s
I
: là dòng điện bão hòa
T: là nhiệt độ tuyệt đối =
0
273
K
AK
U
: là điện áp ngồi đặt vào Diod
b.Khi
AK
U
<0
Trường hợp này điện áp
AK
V
cùng chiều với điện áp
TX
U
hàng rào điện thế tăng lên.
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 8
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
Hàng rào này đẩy các hạt mang điện đa số ra mặt tiếp xúc điều này tạo ra một lớp cách điện
đối với hạt mang điện đa số và cản trở hồn tồn dòng khuyech tán.
Ta có đặc tính như hình 2.3:
Từ 2 đặc tính trên ta có được đặc tính V-A được biểu diễn như hình 2.3
Hình 2.3
2.1.3 Các thơng số cơ bản của Diod
- Dòng điện định mức : dòng điện cực đại cho phép đi qua Diod trong một thời gian dài
khi Diod mở(
D
I
)
- Điện áp ngược cực đại:
ax
ng
U m
là điện áp ngược cực đại cho phép vào Diod trong khoảng
thời gian dài khi Diod khóa.
Điện áp rơi định mức
U
∆
là điện áp rơi trên Diod khi Diod mở và dòng đi qua đi qua là
dòng thuận định mức.
Thời gian phục hồi
k
t
là thời gian cần thiết để Diod chuyển từ trạng thái mở sang trạng thái
khóa.
2.1.4 Các ứng dụng của Diod cơng suất
a. Dùng cho bộ chuyển mạch cho thiết bị chỉnh lưu
- Chỉnh lưu 2 nửa chu kì cho 1 pha:
V
1
= V
m
Sinωt
V
2
= -V
m
Sinωt
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 9
Hình 2.3
Điện áp đánh thủng
Điện áp rơi
Dòng rò
V
D
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
Hình 2.4
- Chỉnh lưu 3 pha
V
1
= V
m
Sinωt
V
2
= V
m
(Sinωt - 2π/3)
V
3
= V
m
(Sinωt - 4π/3)
Hình 2.5
- Mạch nhân đơi điện áp
V2
V1
V2
C1
C2
DIODE
DIODE
Hình 2.6
- Mạch chỉnh lưu cầu
V2
V1
Hình 2.7
b. Dùng bảo vệ Transistor
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 10
220VAc
D1
D2
V1
V2
V3
D1
D2
D3
D2
V2
V3
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
2.2. Transistor cơng suất
2.2.1 Cấu tạo:
Transistor là từ ghép của 2 từ Tranfer và resistor
Transistor là linh kiện bán dẫn có cấu tạo gồm 3 lớp bán dẫn PNP hoặc NPN ghép lại
với nhau như (hình 2.8) và (2.9)
Về mặt vật lý, transistor gồm 3 phần: phần phát, phần nền và phần thu.
Vùng nền (B) rất mỏng.
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 11
Hình 2.8 Transistor PNP:
a). cấu tạo
b). ký hiệu
( b )
C
B
E
( a )
E
B
C
N
P
P
Hình 2.9 Transistor NPN:
a). Cấu tạo
b). Ký hiệu
( a )
E
C
B
P
N
N
C
B
E
( b )
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
Transistor công suất có cấu trúc và ký hiệu như sau:
Hình 2.10 Transistor công suất
a). Cấu trúc b). Ký hiệu
2.2.2 Ngun lý làm việc của Transistor

Hình 2.11 Sơ đồ phân cực transistor
Điện thế U
EE
phân cực thuận mối nối B - E (PN) là nguyên nhân làm cho vùng
phát (E) phóng điện tử vào vùng P (cực B). Hầu hết các điện tử (electron) sau khi
qua vùng B rồi qua tiếp mối nối thứ hai phía bên phải hướng tới vùng N (cực thu),
khoảng 1% electron được giữ lại ở vùng B. Các lỗ trống vùng nền di chuyển vào
vùng phát.
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 12
( b )
( a )
E
I
C
B
U
BE
I
E
C
I
B
U
CE
E • • B
C
•
•
•
Base
p
-
I
E
+
I
C
I
E
Colector
Emiter
C
CE
E
N
•
•
•
•
N
p
•
•
•
-
+
R
E
U
EE
U
CC
R
C

•
•
•
P
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
Mối nối B - E ở chế độ phân cực thuận như một diode, có điện kháng nhỏ và điện
áp rơi trên nó nhỏ thì mối nối B - C được phân cực ngược bởi điện áp U
CC
. Bản
chất mối nối B - C này giống như một diode phân cực ngược và điện kháng mối
nối B - C rất lớn.
Dòng điện đo được trong vùng phát gọi là dòng phát I
E
. Dòng điện đo được
trong mạch cực C (số lượng điện tích qua đường biên CC trong một đơn vò thời gian
là dòng cực thu I
C
).
Dòng I
C
gồm hai thành phần:
- Thành phần thứ nhất (thành phần chính) là tỉ lệ của hạt electron ở cực phát
tới cực thu. Tỉ lệ này phụ thuộc duy nhất vào cấu trúc của transistor và là hằng số
được tính trước đối với từng transistor riêng biệt. Hằng số đã được đònh nghóa là α.
Vậy thành phần chính của dòng I
C
là αI
E
. Thông thường α = 0,9 → 0,999.
- Thành phần thứ hai là dòng qua mối nối B - C ở chế độ phân cực ngược lại
khi I
E
= 0. Dòng này gọi là dòng I
CBO
– nó rất nhỏ.
- Vậy dòng qua cực thu: I
C
= αI
E
+ I
CBO
.
* Các thông số của transistor công suất:
- I
C
: Dòng colectơ mà transistor chòu được.
- U
CEsat
: Điện áp U
CE
khi transistor dẫn bão hòa.
- U
CEO
: Điện áp U
CE
khi mạch badơ để hở, I
B
= 0 .
- U
CEX
: Điện áp U
CE
khi badơ bò khóa bởi điện áp âm, I
B
< 0.
- t
on
: Thời gian cần thiết để U
CE
từ giá trò điện áp nguồn U giảm xuống
U
CESat
≈ 0.
- t
f
: Thời gian cần thiết để i
C
từ giá trò I
C
giảm xuống 0.
- t
S
: Thời gian cần thiết để U
CE
từ giá trò U
CESat
tăng đến giá trò điện áp nguồn
U.
- P: Công suất tiêu tán bên trong transistor. Công suất tiêu tán bên trong
transistor được tính theo công thức: P = U
BE
.I
B
+ U
CE
.I
C
.
- Khi transistor ở trạng thái mở: I
B
= 0, I
C
= 0 nên P = 0.
- Khi transistor ở trạng thái đóng: U
CE
= U
CESat
.
Trong thực tế transistor công suất thường được cho làm việc ở chế độ khóa:
I
B
= 0, I
C
= 0, transistor được coi như hở mạch. Nhưng với dòng điện gốc ở trạng
thái có giá trò bão hòa, thì transistor trở về trạng thái đóng hoàn toàn. Transistor là
một linh kiện phụ thuộc nên cần phối hợp dòng điện gốc và dòng điện góp. Ở
trạng thái bão hòa để duy trì khả năng điều khiển và để tránh điện tích ở cực gốc
quá lớn, dòng điện gốc ban đầu phải cao để chuyển sang trạng thái dẫn nhanh
chóng. Ở chế độ khóa dòng điện gốc phải giảm cùng qui luật như dòng điện góp
để tránh hiện tượng chọc thủng thứ cấp.
Các tổn hao chuyển mạch của transistor có thể lớn. Trong lúc chuyển mạch,
điện áp trên các cực và dòng điện của transistor cũng lớn. Tích của dòng điện và
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 13
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
điện áp cùng với thời gian chuyển mạch tạo nên tổn hao năng lượng trong một lần
chuyển mạch. Công suất tổn hao chính xác do chuyển mạch là hàm số của các
thông số của mạch phụ tải và dạng biến thiên của dòng điện gốc.
* Đặc tính tónh của transistor: U
CE
= f (I
C
).
Để cho khi transistor đóng, điện áp sụt bên trong có giá trò nhỏ, người
ta phải cho nó làm việc ở chế độ bão hòa, tức là I
B
phải đủ lớn để I
C
cho điện áp
sụt U
CE
nhỏ nhất. Ở chế độ bão hòa, điện áp sụt trong transistor công suất bằng 0,5
đến 1V trong khi đó tiristor là khoảng 1,5V.
2.2.3 Ứng dụng của Transistor cơng suất
Transistor công suất dùng để đóng cắt dòng điện một chiều có cường độ lớn.
Tuy nhiên trong thực tế transistor công suất thường cho làm việc ở chế độ khóa.
I
B
= 0, I
C
= 0: transistor coi như hở mạch.
2.3.4 Transistor Mos công suất:
Transistor trường FET (Field – Effect Transistor) được chế tạo theo công
nghệ Mos (Metal – Oxid – Semiconductor), thường sử dụng như những chuyển
mạch điện tử có công suất lớn. Khác với transistor lưỡng cực được điều khiển bằng
dòng điện, transistor Mos được điều khiển bằng điện áp. Transistor Mos gồm các
cực chính: cực máng (drain), nguồn (source) và cửa (gate). Dòng điện máng -
nguồn được điều khiển bằng điện áp cửa – nguồn.
GVHD: Trần Văn Chương
SVTH: Dỗn Trung Qn
Vũ Minh Tiến Page 14
Hình 2.12 Đặc tính tónh của transistor: U
CE
= f ( I
C
).
Vùng
tuyến
tính
Vùng gần bão hòa
Vùng bão hòa
U
CE
I
C
•
Cửa
•
• nguồn
•
máng
( b )
( a )
= 3V
= 4,5V
= 6V
= 9V
= 7,5V
Dòng
điện
máng
Điện
trở
hằng
số
Điện áp máng – nguồn