Giáo trình Lắp ráp và kiểm tra mạch điện tử công suất (Nghề Cơ điện tử)

1

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép dùng
nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu
lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.


2

LỜI GIỚI THIỆU
Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơ điện tử ở trình độ Cao Đẳng và
Trung Cấp, giáo trình Lắp ráp và kiểm tra mạch điện tử cơng suất là một trong những
giáo trình mơ đun đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình chi tiết
mơ đun Điện tử cơng suất. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ
năng chặt chẽ với nhau.
Giáo trình được thiết kế theo từng bài trong hệ thống mô đun của chương trình, có
mục tiêu học tập, thực tập cho mô đun, phần lý thuyết cơ bản học viên cần phải nắm vững
để thực hành, thực tập. Cuối mỗi bài sau phần lý thuyết cơ bản đều có phần bài tập thực hành
để giáo viên và học sinh sinh viên thực hiện.
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan
đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và
thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiễn
cao.
Nội dung giáo trình được bố cục bao gồm 5 bài với nội dung như sau:
Bài 1: Van bán dẫn
Bài 2: Lắp ráp mạch chỉnh lưu
Bài 3: Lắp ráp mạch điều chỉnh điện áp một chiều (xung áp)
Bài 4: Lắp ráp mạch điều áp xoay chiều
Bài 5: Thiết bị biến tần

Trong giáo trình này tác giả đã sử dụng nhiều tài liệu tham khảo và biên soạn theo
một trật tự logic nhất định. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị tại
trường có thể sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được
mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết.Rất mong nhận được đóng
góp ý kiến của q thầy, cơ giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

BAN CHỦ NHIỆM BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH
NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ


3

MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU .................................................................................................................. 2
BÀI 1: VAN BÁN DẪN ....................................................................................................... 9
1. Diode cơng suất: ................................................................................................................ 9
1.1. Đặc tính của diode cơng suất ........................................................................................ 11
1.2. Trình tự thực hiện ......................................................................................................... 12
1.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục, phòng
tránh ..................................................................................................................................... 13
2. Transistor MOSFET ........................................................................................................ 13
2.1. Đặc tính của Transistor MOSFET ................................................................................ 13
2.2. Trình tự thực hiện ......................................................................................................... 15
2.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục, phòng

tránh ..................................................................................................................................... 16
3.Thyristor ........................................................................................................................... 17
3.1. Đặc tính của Thyristor SCR ......................................................................................... 17
3.2. Trình tự thực hiện ......................................................................................................... 19
3.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục, phòng
tránh ..................................................................................................................................... 20
4. Triac ................................................................................................................................. 21
4.1. Đặc tính của Triac ........................................................................................................ 21
4.2. Trình tự thực hiện ......................................................................................................... 21
4.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục, phòng
tránh ..................................................................................................................................... 22
5. IGBT ............................................................................................................................... 22
5.1. Đặc tính của IGBT ........................................................................................................ 22


4

5.2. Trình tự thực hiện ......................................................................................................... 24
5.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục, phịng
tránh ..................................................................................................................................... 24
6. GTO ................................................................................................................................. 24
6.1. Đặc tính của GTO ......................................................................................................... 25
6.2. Trình tự thực hiện ......................................................................................................... 26
6.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục, phòng
tránh ..................................................................................................................................... 27
BÀI 2: LẮP RÁP MẠCH CHỈNH LƯU ....................................................................... 27
1. Lắp ráp mạch chỉnh lưu một pha, nửa chu kỳ ................................................................. 28
1.1. Lắp ráp mạch chỉnh lưu một pha, nửa chu kỳ .............................................................. 28
Bài 2: Lắp ráp mạch chỉnh lưu 1 pha nửa chu kỳ tải R-L ................................................... 32
1.2. Lắp ráp mạch chỉnh lưu một pha nửa chu kỳ có điều khiển......................................... 32

2. Lắp ráp mạch chỉnh lưu cầu một pha .............................................................................. 35
2.1. Lắp ráp mạch chỉnh lưu cầu một pha không điều khiển .............................................. 35
2.2. Lắp ráp mạch chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển ......................................................... 38
3. Lắp ráp mạch chỉnh lưu tia ba pha .................................................................................. 42
3.1. Lắp ráp mạch chỉnh lưu tia 3 pha không điều khiển (M3) ........................................... 42
3.2. Lắp ráp mạch chỉnh lưu hình tia ba pha có điều khiển ................................................. 47
4. Lắp ráp mạch chỉnh lưu cầu ba pha ................................................................................. 50
4.1. Lắp ráp mạch chỉnh lưu cầu ba pha không điều khiển ................................................. 50
4.2. Lắp ráp mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển (B6) ................................................. 54
BÀI 3: LẮP RÁP MẠCH ĐIỀU CHỈNH ÁP MỘT CHIỀU ......................................... 60
1. Lắp ráp mạch xung áp đơn .............................................................................................. 60
1.1. Lắp ráp mạch tăng áp ................................................................................................... 60


5

1.2. Lắp ráp mạch giảm áp .................................................................................................. 63
2. Lắp ráp mạch xung áp song song .................................................................................... 68
2.1. Phương pháp lắp mạch ................................................................................................. 68
2.2 Trình tự thực hiện ........................................................................................................ 70
2.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp xử lý, phòng tránh ....... 70
2.4. Bài tập áp dụng ........................................................................................................... 70
BÀI 4: LẮP RÁP MẠCH ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU ..................................................... 71
1. Lắp ráp mạch điều áp xoay chiều một pha (SCR. Triac) ................................................ 71
1.1. Phương pháp lắp mạch ................................................................................................. 71
1.2. Trình tự thực hiện ....................................................................................................... 75
1.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp xử lý, phòng tránh ....... 75
1.4. Bài tập áp dụng ........................................................................................................... 76
2. Lắp ráp mạch điều áp xoay chiều ba pha ........................................................................ 76
2.1. Phương pháp lắp mạch ................................................................................................. 76

2.2. Trình tự thực hiện ....................................................................................................... 77
2.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp xử lý, phòng tránh ....... 77
2.4. Bài tập áp dụng ........................................................................................................... 77
BÀI 5: THIẾT BỊ BIẾN TẦN........................................................................................... 78
1. Thiết bị biến tần 1 pha ..................................................................................................... 78
1.1. Phương pháp lắp mạch ................................................................................................. 78
1.2. Trình tự thực hiện ....................................................................................................... 79
1.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp xử lý, phòng tránh ....... 80
1.4. Bài tập áp dụng ........................................................................................................... 80
2. Thiết bị biến tần 3 pha ..................................................................................................... 80
2.1. Phương pháp lắp mạch ................................................................................................. 80


6

2.2. Trình tự thực hiện ....................................................................................................... 83
2.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp xử lý, phòng tránh ....... 83
2.4. Bài tập áp dụng ........................................................................................................... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 84


7

GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN
Tên mơ đun: Lắp ráp và kiểm tra mạch điện tử công suất
Mã mô đun: MĐ CĐT23
Thời gian thực hiện mô đun: 45 giờ; (Lý thuyết: 14 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận,
bài tập: 26 giờ;

Kiểm tra: 5 giờ)

I. Vị trí, tính chất của mơ đun:
- Vị trí: Mơ đun được bố trí dạy sau khi học xong mô đun cơ bản như: Nhập môn
cơ điện tử, Điện cơ bản, Điện tử cơ bản, Kỹ thuật ứng dụng PLC.....
- Tính chất: Là mơ đun chun mơn
II. Mục tiêu của mô đun:
Sau khi học xong mô đun này người học có khả năng:
- Kiến thức:
+ Nhận biết được các linh kiện điện tử cơng suất
+ Trình bày được phương pháp lắp mạch của các mạch điện tử công suất như
mạch chỉnh lưu, mạch điều chỉnh điện áp 1 chiều và xoay chiều.......
+ Giải thích được trình tự thực hiện khi lắp ráp mạch theo yêu cầu
+ Phân tích được các được các lỗi thường gặp, nguyên nhân, biện pháp khắc phục.
- Kỹ năng:
+ Lắp ráp được các mạch điện tử cơng suất như mạch chỉnh lưu có điều khiển và
không điều khiển, mạch điều chỉnh điện áp 1 chiều và xoay chiều .....
+ Phòng tránh, khắc phục được các lỗi thường gặp khi lắp ráp mạch.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận, chính xác trong học tập và thực hiện công
việc.
+ Tự chịu trách nhiệm khi thực hiện các công việc được giao.
* Nội dung của mô đun:
1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:
Số TT

Tên các bài trong mô đun

Thời gian (giờ)

8

Thực hành,
Tổng

Lý

thí nghiệm,

Thi/

số

thuyết

thảo luận,

Kiểm tra

bài tập
1

Bài 1: Van bán dẫn

9

3

6

2

Bài 2: Lắp ráp mạch chỉnh lưu

9

3

5

chiều (xung áp)

8

2

6

4

Bài 4: Lắp ráp mạch điều áp xoay chiều

9

3

5

5

Bài 5: Thiết bị biến tần

7

3

4

7

Thi kết thúc mô đun

3

3

Bài 3: Lắp ráp mạch điều chỉnh điện áp một

Cộng

45

1

1

3
14

26

5


9

BÀI 1: VAN BÁN DẪN
MĐ CĐT23 - 01
Giới thiệu
Bài học này giới thiệu về nguyên lý đóng/cắt mạch điện xoay chiều và một chiều
bằng linh kiện bán dẩn công suất : Diode, BJT, MOSFET, Thyristor, Triac... Phuơng pháp
này đã dần thay thế các thiết bị đóng/căt cơ học do có nhiều ưu điễm đặc biệt đối với các ứng
dụng yêu cầu tốc độ và tần suất đóng/cắt cao.
Mục tiêu
Sau bài này khi học xong bài này người học có khả năng:
+ Kiến thức:
- Phân biệt được các linh kiện điện tử cơng suất.
- Trình bày được cấu trúc, đặc tính của các linh kiện điện tử cơng suất
- Phân tích được các lỗi thường gặp, nguyên nhân, biện pháp khắc phục.
+ Kỹ năng:
- Đo, kiểm tra được chất lượng của linh kiện điện tử cơng suất.
- Phịng tránh, khắc phục được các lỗi thường gặp khi đo, kiểm tra.
+ Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác và an tồn vệ sinh cơng nghiệp.
- Tự chịu trách nhiệm khi thực hiện các việc được giao.
Nội dung bài học
1. Diode công suất:
Khác với diode thuờng, về mặt cấu tạo diode công suất bao gồm 3 vùng bán dẩn silic
với mật độ tạp chất khác nhau gọi là cấu trúc PsN, giữa hai vùng bán dẩn PN là một vùng có
mật độ tạp chất rất thấp (vùng S) (hình 2.1)

10

Hình 2.1 Cấu tạo và ký hiệu điện diode cơng suất PsN


11

1.1. Đặc tính của diode cơng suất

Hình 2.2: Đặc tuyến V-A của diode
* Điện áp:
- Giá trị điện áp đánh thủng UBR
- Giá trị cực đại điện áp ngược lập lại: URRM
- Giá trị cực đại điện áp ngược không lập lại: URSM
* Dòng điện – nhiệt độ làm việc:
- Giá trị trung bình cực đại dịng điện thuận: IF(AV)M
- Giá trị cực đại dịng điện thuận khơng lập lại: IFSM
* Điều kiện chuyển mạch và điện áp nghịch
Một diode được điều khiển dẩn hay tắt là do cực tính điện áp đặt trên nó, nhưng
diode chỉ chuyển sang trạng thái tắt khi dịng qua diode bằng 0 (hình 2.3)


12

Hình 2.3 Diode như 1 cơng tắc điều khiển bằng điện áp
Trong hình trình bày một cơng tắc diode lý tưởng đáp ứng được các điều kiện sau:
- Công tắc hở khi U < 0v
- Cơng tắc đóng khi U > 0v

- Công tắc hở khi IF < 0A

Trong quá trình làm việc thường xuất hiện các xung nhiểu làm cho điện áp nghịch
tức thời đặt lên diode tăng nhưng không được vượt quá trị số cho phép URRM, trong mạch
chỉnh lưu trị số này được chọn với hệ số an tồn từ 1,5...2. Do đó:
URRM » (1,5...2). U
Nếu ngõ ra mạch chỉnh lưu có dùng tụ lọc thì điện áp nghịch đặt trên diode bằng 2
lần giá trị đỉnh của điện áp xoay chiều ở ngõ vào
URRM » (1,5...2). U
1.2. Trình tự thực hiện
a. Mục đích: Đo, kiểm tra diode
b. Thiết bị và dụng cụ chuẩn bị:
- Mudun linh kiện chứa diode cơng suất.
- Tải đèn .
- Dây có chốt cắm hai đầu.
- Khối nguồn AC, DC
- Đồng hồ VOM


13

c. Thực hiện:
* Cách 1: Dùng đồng hồ VOM để ở thang X10, đặt hai que đo vào hai đầu Diode, nếu:
- Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo chiều đo kim
không lên là => Diode tốt
- Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => là Diode bị chập.
- Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => là Diode bị đứt.
- Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim vẫn lên một chút là Diode bị dò
* Cách 2: Cấp nguồn DC thao sơ đồ mạch:
- Dương nguồn nối vào bóng đèn -> cực A của diode -> cực K nối cực âm nguồn

DC => Đèn sáng
- Dương nguồn nối vào bóng đèn -> cực K của diode -> cực A nối cực âm nguồn
DC => Đèn tắt
=> Diode hoạt động tốt
1.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục,
phòng tránh
STT Hư hỏng( lỗi)
1

Nguyên nhân

BP khắc phục

Dây kết nối lỏng

Kiểm tra dây kết nối

Đồng hồ đo cả 2 chiều kim

Đặt sai thang đo hoặc

Đặt đúng thang đo

đều khơng lên

que đo bị dứt

Bóng đèn không sáng khi kết
nối theo chiều thuận

2

2. Transistor MOSFET
2.1. Đặc tính của Transistor MOSFET

Kiểm tra que đo


14

Hình 2.4. Cấu tạo của MOSFET
a.

Loại kênh đặt sẵn; b. Loại kênh cảm ứng

Q1
MOSFET N

Q3
MOSFET P

Ký hiệu quy ước của MOSFET kênh N và kênh P đặt sẵn
* Đặc tính V- A

Hình 2.5: Họ đặc tuyến ra của MOSFET
a. Với loại kênh đặt sẵn; b. Với loại kênh cảm ứng
Trong chế độ làm việc bình thường UDS > 0. Giả sử điện áp giữa cực điều khiển
và cực gốc bằng 0, UGS = 0, khi đó kênh dẫn hồn tồn không xuất hiện và giữa cực gốc
với cực máng sẽ là tiếp giáp pn- phân cực ngược. Điện áp UDS sẽ rơi hoàn toàn trên vùng
điện trở lớn của tiếp giáp này, dòng qua cực gốc và cực máng sẽ nhỏ.

15

Nếu điện áp điều khiển UGS < 0 thì vùng bề mặt tiếp giáp cực điều khiển sẽ tích tụ
các lỗ do đó dịng điện giữa cực máng và cực gốc vẫn hầu như khơng có.
Khi điện áp điều khiển UGS > 0 và đủ lớn vùng bề mặt tiếp giáp cực điều khiển sẽ
tích tụ các điện tử. Như vậy một kênh dẫn thực sự đã hình thành. Dịng điện giữa cực
máng và cực gốc lúc này sẽ phụ thuộc vào điện áp UDS.
2.2. Trình tự thực hiện
a. Thiết bị và dụng cụ chuẩn bị
- Mudun linh kiện chứa MOSFET cơng suất.
- Tải đèn .
- Dây có chốt cắm hai đầu.
- Khối nguồn AC, DC
- Máy hiện sóng.
b.Qui trình thực hiện
Do điện trở thuận và điện trở nghịch của MOSFET đều vô cùng lớn nên đối với
MOSFET ta dùng đông hồ ở thang cao nhất (Rx10K) để thử các tiếp giáp G - D, G - S.
Cả hai lần đo điện trở thuận và nghịch kim đều không lên là tốt. Nếu kim lên thì MOSFET
đã bị rỉ hoặc bị nối tắt.
Chú ý: Giữa cực D - S của MOSFET cơng suất thường có Diode đệm nên khi đo
Rx1 sẽ có một chiều kim lên, cực tính của Diode đệm khi mắc vào phụ thuộc vào đặc tính
của MOSFET là kênh P hay kênh N.
Đặt lần lượt que đen, đỏ vào G, que còn lại đưa đến D rồi S. Trong các lần đo kim
đồng hồ kim đều không lên.
Kênh N:
Đặt que đen vào cực S, que đỏ vào cực D  kim chỉ số ohm thấp.
Đặt que đen vào cực D, que đỏ vào cực S  kim chỉ số ohm lớn hơn trường hợp
trên.

16

Đặt que đen vào cực D, que đỏ vào cực S. Nếu dùng tay chạm giữa D và G
MOSFET dẫn  kim chỉ số ohm giảm thấp. Lúc này, nếu dùng tay chạm giữa G và S
MOSFET ngắt  kim chỉ số ohm nhiều hơn.
Chú ý: Độ nhạy của MOSFET càng cao, kim về càng nhiều. MOSFET có cơng
suất càng cao, độ nhạy càng thấp.
Trong thực tế thường gặp MOSFET hỏng ở dạng bị chạm mối nối D – S.
Kênh P:
Đặt que đen vào cực D, que đỏ vào cực S  kim chỉ số ohm thấp(Gần 2).
Đặt que đen vào cực S, que đỏ vào cực D  kim chỉ số ohm lớn hơn trường hợp
trên.
Đặt que đen vào cực S, que đỏ vào cực D. Nếu dùng tay chạm giữa D và G
MOSFET dẫn  kim chỉ số ohm giảm thấp. Lúc này, nếu dùng tay chạm giữa G và S
MOSFET ngắt  kim chỉ số ohm lớn hơn.
2.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục, phòng
tránh
STT Hư hỏng( lỗi)
1

MOSFET kênh N: Đặt que đen vào cực

Nguyên nhân BP khắc phục
Trở tay thấp

Dùng điện trở nối

D, que đỏ vào cực S. Dùng tay chạm

giữa G và S để

giữa D và G  kim chỉ số ohm giảm

tăng điện trở

thấp. Lúc này, nếu dùng tay chạm giữa
G và S  kim chỉ số ohm không tăng.
2

MOSFET kênh P: Đặt que đen vào cực

Trở tay thấp

Dùng điện trở nối

S, que đỏ vào cực D. Nếu dùng tay chạm

giữa G và S để

giữa D và G  kim chỉ số ohm giảm

tăng điện trở

thấp. Lúc này, nếu dùng tay chạm giữa
G và S  kim chỉ số ohm không tăng


17

3. Thyristor
3.1. Đặc tính của Thyristor SCR
* Cấu tạo và ký hiệu
Cấu trúc và ký hiệu của SCR được thể hiện trên (hình 2.7)
SCR là linh kiện bán dẫn có cấu tạo từ 4 lớp bán dẫn p-n-p-n tạo ra ba tiếp giáp p-n: J1,
J2, J3 và đưa ra 3 cực
-

Cực cổng: G

-

Anơt: A

-

Catơt: K

A
A

G

P
N
P
N
P

G
K
K
b

a

P

Hình 2.6: Cấu trúc và ký hiệu của SCR
a.Cấu tạo b.ký hiệu
* Đặc tính V-A:


18

Hình 2.7: Đặc tính V- A
Đặc tính V- A của SCR gồm 2 phần:
- Đặc tính thuận: Nằm trong góc phần tư thứ I, tương ứng với trường hợp điện áp UAK >
0.
- Đặc tính ngược nằm trong góc phần tư thứ II, tương ứng với trường hợp UAK < 0
Khi dòng vào cực điều khiển bằng 0 hay khi hở mạch cực điều khiển sẽ cản trở dòng
điện ứng với cả 2 trường hợp phân cực điện áp UAK.
Khi điện áp UAK < 0, hai tiếp giáp J1, J3 đều phân cực ngược, lớp J2 phân cực thuận
. Lúc này SCR sẽ giống như 2 điốtmắc nối tiếp bị phân cực ngược. Qua SCR sẽ chỉ có
một dịng điện rất nhỏ chạy qua, gọi là dòng rò.
Khi UAK tăng đạt đến một giá trị điện áp lớn nhất Ung.max sẽ xảy ra hiện tượng SCR
bị đánh thủng, dòng điện có thể tăng lên rất lớn. SCR đã bị hỏng.
Khi tăng điện áp UAK > 0, lúc đầu cũng chỉ có một dịng điện nhỏ chạy qua, gọi là
dịng rị. Điện trở tương đương mạch anot – catot vẫn có giá trị rất lớn. Tiếp giáp J1, J3

phân cực thuận, J2 phân cực ngược. Cho đến khi điện áp UAK tăng đến giá trị điện áp
thuận lớn nhất Uth.max sẽ xảy ra hiện tượng điện trở tương đương mạch A – K đột ngột
giảm, dòng chạy qua SCR sẽ chỉ bị giới hạn bởi điện trở mạch ngoài . Nếu khi đó dịng


19

qua SCR lớn hơn một mức tối thiểu gọi là dịng duy trì Idt thì khi đó SCR sẽ dẫn dịng
trên đường đặc tính thuận giống như đường đặc tính thuận ở điốt.
* Các thông số cơ bản
Khi sử dụng SCR ta cần quan tâm tới các thông số cơ bản sau:
1.Dòng điện thuận cực đại: IA max
Đây là trị số dòng điện IA cực đại qua SCR mà SCR có thể chịu đựng liên tục, quá trị
số này SCR sẽ bị hư.
2.Điện áp ngược cực đại
Đây là điện ấp ngược lớn nhất có thể đặt vào giữa A và K mà SCR chưa bị đánh thủng,
nếu vượt qua trị số này SCR sẽ bị phá hủy. Điện áp ngược cực đại của SCR thường khoảng
100V đến 1000V.
3.Dịng điện kích cực G cực tiểu.:IGmin
Để SCR có thể dẫn điện trong trường hợp điện áp thấp thì phải có dịng điện kích cho
cực G của SCR. Dịng điện kích cực tiểu là trị số dòng nhỏ nhất tùy đủ để điều khiển SCR
dẫn điện. Dịng điện kích cực tiểu có trị số lớn hay nhỏ s tùy thuộc vào công suất của
SCR. Nếu SCR có cơng suất càng lớn thì dịng kích cực tiểu càng lớn. Thơng thường nó
có giá trị từ 1mA đến vài chục mA.
4.Thời gian mở SCR:ton
Là thời gian cần thiết hay độ rộng xung của xung kích để SCR có thể chuyển từ trạng
thái ngưng sang trạng thái dẫn. Thời gian mở khoảng vài µs.
5.Thời gian tắt:toff
Theo nguyên lý, SCR sẽ tự duy trì trạng thái dẫn điện sau khi được kích. Muốn SCR
đang ở trạng thái dẫn chuyển sang trạng thái ngưng thì phải cho IG bằng không và cho

điện áp UAK bằng không. Để SCR có thể tắt được thì thời gian cho UAK phải đủ lớn nếu
không khi UAK tăng lên cao lại ngay thì SCR sẽ dẫn điện trở lại. Thời gian tắt của SCR
khoảng vài chục µs.
3.2. Trình tự thực hiện
a. Thiết bị và dụng cụ chuẩn bị


20

- Môdun linh kiện chứa SCR công suất.
- Tải đèn.
- Dây có chốt cắm hai đầu.
- Nguồn 12VDC, 24VAC.
- Khối nguồn phát xung.
- Máy hiện sóng.
b. Qui trình thực hiện.

G
Z

- Cấp nguồn 12VDC, cấp nguồn tín hiệu vào cực G và nối tải bóng đèn, SCR như hình
vẽ. Quan sát hiện tượng ở đèn. Đo Uđèn và USCR. Vẽ dạng sóng ra trên tải.
- Đổi cực nguồn cấp. Quan sát hiện tượng của đèn. Nhận xét.
- Thay nguồn 12VDC bằng nguồn 24VDC. Quan sát hiện tượng ở đèn. Đo Uđèn và USCR.
Vẽ dạng sóng ra trên tải.
- Thay đổi nguồn tín hiệu cấp ở cực G cho 2 trường hợp trên. Quan sát hiện tượng ở đèn
và kết luận. Vẽ dạng sóng ra trên tải.
- Kết luận hoạt động SCR
3.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục,
phòng tránh

STT Hư hỏng( lỗi)
1

Nguyên nhân

BP khắc phục

Dây kết nối lỏng

Kiểm tra dây kết nối

Đồng hồ đo Uđèn và USCR

Đặt sai thang đo hoặc

Đặt đúng thang đo

không lên

que đo bị dứt

Kiểm tra que đo

Bóng đèn khơng sáng khi kết
nối theo chiều thuận

2


21

4. Triac
4.1. Đặc tính của Triac
Về nguyên tắc, triac tương đương với 2 thyristor ghép song song ngược chiều và
có chung cực cổng: Đặc tính của triac là dẩn điện hai chiều, ký hiệu, đặc tuyến và phương
pháp điều khiển linh kiện này được trình bày ở hình 2.8
Giống như thyristor, sau khi được kích dẩn, triac chỉ duy trì trạng thái dẩn điện
khi dịng qua nó lớn hơn dịng duy trì IH

Hình 2.8: Ký hiệu, đặc tính và cách điều khiển triac
Triac được dùng để điều khiển dòng điện xoay chiều. Triac được xử dụng như
một công tắc xoay chiều điều khiển đèn, motor, lị sưởi cơng suất nhỏ và trung bình
4.2. Trình tự thực hiện
a. Thiết bị và dụng cụ chuẩn bị
- Mudun linh kiện chứa Triac công suất.
- Tải đèn.
- Dây có chốt cắm hai đầu.
- Nguồn 12VDC.
- Nguồn phát tín hiệu xung .
- Máy hiện sóng.


22

b. Qui trình thực hiện.

T
G
Zt

- Cấp nguồn 12VDC, nối tải bóng đèn và triac như hình vẽ. Quan sát hiện tượng ở
đèn. Đo Uđèn và Utriac. Dùng máy hiện sóng quan sát dạng tín hiệu trên tải bóng đèn. Vẽ
dạng sóng đặt trên bóng đèn.Nhận xét.
- Đảo cực nguồn cấp. Quan sát hiện tượng ở đèn. Đo Uđèn và Utriac. Dùng máy hiện
sóng quan sát dạng tín hiệu trên tải bóng đèn. Vẽ dạng sóng đặt trên bóng đèn.Nhận xét.
- Thay nguồn 12VDC bằng nguồn 24VAC. Quan sát hiện tượng của đèn. Dùng
máy hiện sóng quan sát dạng tín hiệu trên tải bóng đèn. Vẽ dạng sóng đặt trên bóng đèn.
- Kết luận hoạt động TRIAC
4.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục,
phòng tránh
STT Hư hỏng( lỗi)
1

Nguyên nhân

BP khắc phục

Dây kết nối lỏng

Kiểm tra dây kết nối

Đồng hồ đo Uđèn và Utriac

Đặt sai thang đo hoặc

Đặt đúng thang đo

không lên

que đo bị dứt

Kiểm tra que đo

Bóng đèn khơng sáng khi kết
nối theo chiều thuận

2

5. IGBT
5.1. Đặc tính của IGBT
Cấu trúc và ký hiệu của IGBT được thể hiện trên (hình 2.9)


23

E
G
C
n

n

n

p

n
p

G

p

n+

E
Colecter

Hình 2.9 Cấu trúc IGBT
Về cấu trúc bán dẫn, IGBT rất giống với MOSFET, điểm khác nhau là có thêm
lớp nối với collector tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p giữa emiter( tương tự cực gốc) với
collector(tương tự với cực máng), mà không phải là n-n như ở MOSFET . Vì thế có thể
coi IGBT tương đương với một transistor p-n-p với dòng base được điều khiển bởi một
MOSFET.
Dưới tác dụng của áp điều khiển UGE > 0, kênh dẫn với các hạt mang điện là các
điện tử được hình thành, giống như ở cấu trúc MOSFET.Các điện tử di chuyển về phía
collector vượt qua lớp tiếp giáp n-p như ở cấu trúc giữa base và collector ở transistor
thường, tạo nên dịng collector.
* Thơng số IGBT
-

Điện áp cực đại CE khi GE ngắn mạch: UCSE

-

Điện áp GE cực đại cho phép khi CE ngắn mạch: UGSE

-

Dòng điện một chiều cực đại: IC

-

Dịng điện đỉnh của colecto: ICmax

-

Cơng suất tổn hao cực đại: Pmax

-

Nhiệt độ cho phép: Tcp

-

Dòng điện tải cảm cực đại: ILmax


24
-

Dịngđiện rị: Ir

- Điện áp ngưỡng GE: UGEng
5.2. Trình tự thực hiện
a. Thiết bị và dụng cụ chuẩn bị
- Mudun linh kiện chứa IGBT.
- Tải đèn.
- Dây có chốt cắm hai đầu.
- Nguồn 12VDC, 24VAC.

- Máy hiện sóng.
b. Các bước thực hiện.
- Cấp nguồn 12VDC, cấp nguồn tín hiệu vào cực G và nối tải bóng đèn Quan sát hiện
tượng ở đèn. Đo Uđèn và UG. Vẽ dạng sóng ra trên tải.
- Đổi cực nguồn cấp. Quan sát hiện tượng của đèn. Nhận xét.
- Thay nguồn 12VDC bằng nguồn 24VDC. Quan sát hiện tượng ở đèn. Đo Uđèn và UG.
Vẽ dạng sóng ra trên tải.
- Thay đổi nguồn tín hiệu cấp ở cực G cho 2 trường hợp trên. Quan sát hiện tượng ở
đèn và kết luận. Vẽ dạng sóng ra trên tải.
- Kết luận hoạt động IGBT
5.3. Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục,
phịng tránh
STT Hư hỏng( lỗi)
1

2

Ngun nhân

BP khắc phục

Bóng đèn khơng sáng khi kết

Dây kết nối lỏng hoặc

Kiểm tra dây kết nối

nối theo chiều thuận

đèn hỏng

Thay bóng đèn

Đồng hồ đo Uđèn và UG không Que đo bị dứt hoặc
lên

6. GTO

que đo lỏng

Kiểm tra que đo


25

6.1. Đặc tính của GTO
GTO có thêm cổng kích ngắt mắc song song với cổng kích dẫn.
Để GTO dẫn thì dịng kích dẫn phải được duy trì khi nó dẫn.
Khi dịng kích vượt q giá trị cho phép thì GTO sẽ khơng kích ngắt được
GTO được sử dụng cho các mạch cơng suất lớn có thể lên tới 6000- 7000A

Hình 2.10 : Cấu tạo của GTO
Để kích dẫn hoặc ngắt công tắc bán dẫn ở công suất rất cao, nên dùng thyristor GTO.
Ví dụ, GTO có thểchuyển mạch tại dịng có cường độ 850A và chịu hiệu điện thế 4500V.
Ngồi ra GTO cịn là một cơng tắt điện có thể điều khiển mà chịu được một điện áp ngược
bằng điện áp thuận
Thyristor GTO là cơng tắc có thể điều khiển dùng trong mức cơng suất cao nhất. Để

kích dẫn GTO cần có một xung dịng dương từ cực G. Để ngắt GTO, cần cung cấp cho
GTO một xung dòng âm. Cần duy trì một dịng điện cực G đủ lớn để GTO duy trì trạng

thái hiện tại.
- Ký hiệu GTO tương tự như ký hiệu Thyristor, như đã xem trong tài liệu mạch điều
khiển pha và Thyristor, ngoại trừ dấu gạch xiên nhỏ được thêm vào