Đồ án mạch nghịch lưu

111Equation Chapter 1 Section 1LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời đại ngày nay điện tử cơng suất đóng một vai trị hết sức quan
trọng trong đời sống.Việc biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác nhờ
các mạch công suất được ứng dụng rộng rãi.Đặc biệt nhờ có sự phát triển của
van bán dẫn công suất mà lĩnh vực này ngày càng phát triển mạnh mẽ.Ta có thể
phân loại thành một số dạng biến đổi sau: AC→DC (Chỉnh lưu) ; DC→AC
(Nghịch lưu) ; AC→AC(Điều chỉnh điện áp xoay chiều);DC→DC(Điều chỉnh
điện áp một chiều).Mỗi nhóm trên đều có những ứng dụng riêng của nó trong
từng lĩnh vực cụ thể.
Với yêu cầu của đồ án “ Tìm hiểu và thực hiện mạch nghịch lưu độc lập
điện áp một pha từ nguồn một chiều 12VDC lên 220VAC tần số 50Hz”.Mạch
này được ứng dụng nhiều trong đời sống sinh hoạt. Mạch có nhiêm vụ cung cấp
nguồn năng lượng cho tải khi xảy ra sự cố mất điện.
Phần báo cáo của em gồm những phần sau:
Phần 1 : Giới thiệu về điện tử công suất và các van bán dẫn
Phần 2 : Giới thiệu chung về nghịch lưu độc lập
Phần 3 : Tính tốn và thiết kế mạch thực tế
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em xin chân thành cảm ơn sự hướng
dẫn và chỉ bảo tận tình của cơ Nguyễn Thị Thắm .Cơ đã giúp em có được thêm
nhiều những kiến thức và kinh nghiệm quí báu để phục vụ cho việc học tập cũng
như cho công việc trong tương lai. Song thời gian có hạn và vốn kiến thức chưa
được rộng nên trong q trình thiết kế khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì
vậy em mong nhận được sự chỉ bảo của các quý thầy cô để đồ án tốt nghiệp của
em được hoàn thiện hơn.

1


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ NGHỊCH LƯU

1.1. Khái niệm về điện tử công suất
1.1.1. Định nghĩa
Điện tử công suất là chuyên ngành nghiên cứu các phương pháp và các
thiết bị điện tử có cơng suất lớn với các thuật toán điều khiển nhằm biến đổi và
điều khiển năng lượng điện.

Hình 1.1 Sơ đồ chung về bộ biến đổi cơng suất

Hình 1.2. Đối tượng nghiên cứu của điện tử công suất

2


1.1.2. Phân loại và ứng dụng:
Điện xoay chiều thành điện một chiều: Các bộ Chỉnh lưu (Rectifier) điều
khiển (dùng Thyristor) hoặc không điều khiển (dùng Diode) tuỳ theo việc ta có
cần điều khiển giá trị của dịng điện một chiều ở đầu ra hay không.
Điện một chiều thành điện xoay chiều: Các bộ Nghịch lưu (Inverter). Các
bộ nghịch lưu có khả năng biến một dòng điện một chiều thành một dịng điện
xoay chiều có giá trị điện áp và tần số thay đổi được tuỳ vào luật đóng mở các
van bán dẫn.
Điện một chiều thành điện một chiều: Các bộ Băm xung một chiều (cịn
có tên là Điều áp một chiều, biến đổi điện áp một chiều ( DC to DC converter,
DC chopper). Các bộ biến đổi này biến dòng điện một chiều có giá trị cố định
thành dịng điện một chiều có giá trị điện áp, dịng điện điều khiển được.
Điện xoay chiều thành điện xoay chiều: Các bộ Biến tần (Frequency
Drive) trực tiếp (Cycloconverter) hoặc gián tiếp (Inverter). Các bộ biến tần có
khả năng biến nguồn điện xoay chiều có giá trị dịng điện, điện áp và tần số cố
định của lưới điện thành dòng điện xoay chiều có giá trị dịng, áp và tần số điều
khiển được theo ý muốn.

1.2. Các phần tử bán dẫn công suất cơ bản
1.2.1. Đặc tính cơ bản của các phần tử bán dẫn công suất
Các phần tử bán dẫn công suất được sử dụng trong sơ đồ các bộ biến đổi
như các khóa điện tử, gọi là các van bán dẫn. Khi mở dẫn dịng thì nối tải vào
nguồn, khi khóa thì ngắt tải ra khỏi nguồn, khơng cho dịng điện chạy qua. Để
đóng cắt các dịng điện lớn thì các van bán dẫn lại được điều khiển bởi các tín
hiệu công suất nhỏ, tạo bởi các mạch điện tử công suất nhỏ.
Đặc tính cơ bản của các phần tử bán dẫn công suất :
Các van bán dẫn chỉ làm việc trong chế độ khóa, khi mở cho dịng chạy
qua thì có điện trở tương đương rất nhỏ, khi khóa khơng cho dịng chạy qua thì
có điện trở tương đương rất lớn. Nhờ đó tổn hao cơng suất trong q trình làm
việc bằng điện tích của dịng điện chạy qua với điện áp rơi trên phần tử sẽ có giá
trị rất nhỏ
Các van bán dẫn chỉ dẫn dòng theo một chiều khi phần tử được đặt dưới
điện áp phân cực thuận. Khi điện áp đặt lên phần tử phân cực ngược, dịng qua
phần tử chỉ có giá trị rất nhỏ, cỡ mA, gọi là dòng rò.
Về khả năng điều khiển, các van bán dẫn được phân loại thành:
Van không điều khiển như Diode
Van có điều khiển : Điều khiển khơng hồn toàn, như Thysitor, Triac
Điều khiển hoàn toàn, như MOSFET, IGBT,GTO

3


1.1.3. Diode công suất
Diode là phần tử được cấu tạo bởi một lớp tiếp giáp bán dẫn P-N. Diode
có 2 cực, anot A là cực nối với lớp bán dẫn kiểu P, catot K là cực nối với lớp bán
dẫn kiểu N. Dòng điện chỉ chạy qua Diode theo chiều từ A đến K khi điện áp
UAK dương. Khi UAK âm, dịng qua Điode gần như bằng khơng.
a) Cấu tạo và kí hiệu

Hình 1.3a. Cấu tạo và kí hiệu Diode

Tiếp giáp bán dẫn P-N là bộ phận cơ bản trong cấu tạo của một Diode. Khi
ghép 2 lớp tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán
sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống, tạo thành một lớp Ion trung hoà về
điện, lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn.
Tuy nhiên vùng nghèo điện tích này chỉ mở rộng ra đến độ dày nhất định
vì ở bên trong vùng N khi các điện tử di chuyển đi sẽ để lại các Ion dương, còn
bên vùng P khi các điện tử di chuyển đến sẽ nhập vào lớp cách điện tử hóa trị
ngồi cùng, tạo nên các Ion âm. Các Ion này nằm trong cấu trúc tinh thể của
mạng tinh thể Silic nên không thể di chuyển được. Kết quả tạo thành như một tụ
điện với các điện tích âm ở lớp phía dưới lớp P và các điện tích dương phía dưới
lớp n. Các điện tích của tụ điện này tạo nên một điện trường E có hướng từ vùng
N sang vùng P ngăn cản sự khuếch tán tiếp tục cac điện tử từ vùng N sang vùng
P.

4


b) Đặc tính Vơn - Ampe

Hình 1. 4 Đặc tính Vol – Ampe và đặc tính lý tưởng

Đặc tính gồm 2 phần, đặc tính thuận nằm trong góc phần tư thứ I tương
ứng với UAK > 0, đặc tính ngược nằm trong góc phần tư thứ III tương ứng với
UAK < 0.
Trên đường đặc tính thuật, nếu điện áp A-K tăng dần từ 0 đến khi vượt
qua ngưỡng điện áp VF, dịng có thể chảy quan Diode. Dịng điện áp i D có thể
thay đổi rất lớn nhưng điện áp rơi trên Diode U AK hầu như ít thay đổi. Như vậy

đặc tính thuận của Diode đặc trưng bởi tính chất có điện trở tương đương nhỏ.
Trên đường đặc tính ngược, nếu điện áp U AK tăng dần từ 0 đến giá trị
Ung.max gọi là điện áp ngược lớp nhất, thì dịng qua Diode vẫn có giá trị rất nhỏ
gọi là dòng rò. Nghĩa là Diode cản trở dòng chạy qua theo chiều ngược. Cho đến
khi UAK đạt đến giá trị Ung.max thì xảy ra hiện tượng dịng qua Diode tăng đột
ngột, tính chất cản trở dịng điện ngược của Diode bị phá vỡ. Q vì này khơng
có đảo ngược nghĩa là nếu ta lại giảm điện áp trên A-K thì dịng điện vẫn khơng
giảm. Ta nói Diode bị đánh thủng.
Đặc tính Vơn-Ampe của các Diode khác nhau, tuy nhiên để phân tích sơ
đồ các bộ biến đổi thì một đặc tính lý tưởng như hình trên được sử dụng nhiều
hơn cả. Theo đặc tính lý tưởng, Diode có thể cho phép một dịng điện lớp bất kì
chạy qua với sụt áp trên nó bằng 0 và chịu được điện áp ngược lớn bất kì với
dịng rị bằng 0. Nghĩa là, theo đặc tính lý tưởng, Diode có điện trở tương đương
khi dần bằng 0 và khi khóa bằng ∞.

5


c) Các thơng số
Dịng điện thuận ID : Giá trị trung bình của dịng điện cho phép chạy qua
diode theo chiều thuận ID Đây là giá trị lựa chọn diode cho ứng dụng thực tế
Điện áp ngược UNg.max: Giá trị điện áp ngược lớn nhất mà diode có thể chịu
dựng được. Ln lựa chọn:
UAK < U Ng.max
Dịng điện thuận ID :Giá trị trung bình của dịng điện cho phép chạy qua
diode theo chiều thuận ID Đây là giá trị lựa chọn diode cho ứng dụng thực tế
1.1.4. Thyristor (SCR)
a) Cấu trúc và kí hiệu
Thysistor có ba cực : anot A, catot K, cực điều khiển G
Thysistor là phần tử bán dẫn cấu tạo từ bốn lớp bán dẫn P-N-P-N tạo ra ba

tiếp giáp P-N: J1, J2, J3

Hình 1.5 Kí hiệu cấu trúc của Thysistor

b) Đặc tính Vơn – Ampe

6


Hình 1.6 Đặc tính Von-Ampe của Thysistor

Đặc tính Von-Ampe của một Thisistor gồm 2 phần. Phần thứ nhất nằm
trong góc phần tư I là đặc tính thuận tương ứng với trường hợp điện áp U AK > 0,
phần thứ 2 nằm trong góc phần tư thứ III, gọi là đặc tính ngược tương ứng với
trường hợp UAK < 0.
Trường hợp dòng điện vào cực điều khiển bằng 0 (IG = 0)
Khi dòng vào cực điều khiển của T bằng 0 hay khi hở mạch cực điều khiển
Thisistor sẽ cản trở dòng điện tương ứng với cả 2 trường hợp phân cực điện áp
giữa A-K. Khi điện áp UAK < 0, theo cấu tạo bán dẫn của Thysistor, hai tiếp giáp
J1, J3 sẽ phân cực ngược, lớp J2 phân cực thuận. Như vậy Thysistor sẽ giống như
2 Diode mắc nối tiếp bọ phân cực ngược. Qua T sẽ chỉ có một dòng 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 T bị đánh thủng, dịng điện có thể tăng lên rất lớn.
Giống như ở đoạn đặc tính ngược của Diode, q trình đánh thủng là q trình
khơng thể đảo ngược được, nghĩa là nếu có giảm điện áp U AK xuống dưới mức
Ung.max thì dịng điện cũng khơng giảm đượ về mức dịng rị. T đã bị hỏng.
Khi tăng điện áp A-K theo chiều thuận, U AK > 0, lúc đầu cũng chỉ có một
dòng điện rất nhỏ chạy qua, gọi là dòng rò. Điện trở tương đương mạch A-K vẫn
có giá trị rất rất lớn. Khi đó tiếp giáp J 1, J3 phân cực thuận, J2 phân cực ngược.
Cho đến khi UAK tăng đạt đến giá trị điện áp thuận lớn nhất, U th.max sẽ xảy ra hiện

tượng điện trở tương đương mạch A-K đột ngột giảm, dòng điện chạy qua
Thysistor sẽ chỉ bị giới hạn bởi điện trở mạch ngoài. Nếu khi đó dịng qua
Thysistor lớn hơn một mức dịng tối thiểu, gọi là dịng duy trì I dt, thì khi đó
Thysistor sẽ dẫn dịng trên đường đặc tính thuận, giống như đường đặc tính
thuận ở Diode. Đoạn đặc tính thuận được đặc trưng bởi tính chất dịng có thể có
giá trị lớn như điện áp rơi trên A-K nhỏ và hầu như khơng phụ thuộc vào giá trị
của dịng điện.
Trường hợp có dịng điện vào cực điều khiển ( IG > 0)
Nếu có dịng điện điều khiển đưa vào giữa cực điều khiển và A, quá trình
chuyển điểm làm việc trên đường đặc tính thuận sẽ xảy ra sớm hơn, trước khi
điện áp thuật đạt đến giá trị lớn nhất. Nếu dịng điều khiển lớn hơn thì điểm
chuyển đặc tính làm việc sẽ xảy ra với UAK nhỏ hơn.
7


c) Điều kiện mở Thysistor
Thysistor chỉ cho phép dòng chạy qua một chiều, từ anot đến catot, và cản
trở dòng chạy theo chiều ngược lại. Tuy nhiên, để Thysistor có thể dẫn dịng,
ngồi điều kiện phải có điện áp UAK > 0 còn cần thêm một số điều kiện khác.
Khi đưa một xung dịng điện có giá trị nhất định vòa giữa cực điều khiển và
catot. Xung dòng điện điều khiển sẽ chuyển trạng thái của Thysistor từ trở kháng
cao trở kháng thấp ở mức điện áp A-K nhỏ. Khi đó nếu dịng qua A-K lớn hơn
một giá trị nhất định, gọi là dịng duy trì (i dt) thì Thysistor sẽ tiếp tục ở trong
trạng thái mở dẫn dòng mà khơng cần đến sự tồn tại của xung dịng điều khiển.
Điều này nghĩa là có thể điều khiển mở các Thysistor bằng các xung dịng có độ
rộng xung nhất định, do đó cơng suất của mạch điều khiển có thể là rất nhỏ, so
với công suất mạch lực mà Thysistor là một phần tử đóng cắt, khống chế dịng
điện.
d) Điều kiện khóa Thysistor
Một Thysistor đang dẫn dịng sẽ trở về trạng thái khóa ( điện trở tương

đương mạch anot-catot tăng cao) nếu dòng điện giảm xuống, nhỏ hơn giá trị
dòng duy trì, Idt. Tuy nhiên để Thysistor vẫn ở trạng thái khóa, với trở kháng cao,
khi điện áp anot-catot lại dương, (UAK > 0), cần phải có một thời gian nhất định
để các lớp tiếp giáp phục hồi hoàn toàn tính chất cản trở dịng điện của mình.
e) Các thơng số
Giá trị trung bình cho phép chạy qua Thysistor, IV
Đây là giá trị dịng trung bình cho phép chạy qua Thysistor với điều kiện
nhiệt độ của cấu trúc tinh thể bán dẫn Thysistor không vượt quá một giá trị cho
phép
Làm mát tự nhiên: Dòng sử dụng cho phép: I = 1/3 IV
Làm mát cưỡng bức bằng quạt gió: Dịng sử dụng cho phép: I = 2/3 IV
Làm mát cưỡng bức bằng nước : Dòng sử dụng cho phép: I = IV
Điện áp ngược lớn nhất: Là giá trị điện áp ngược lớn nhất cho phép đặt
lên Thysistor. Trong ứng dụng phải đảm bảo rằng, tại bất kì thời điểm nào điện
áp giữa anot-catot UAK luôn nhỏ hơn hoặc bằng Ung.max.
Thời gian phục hồi tính chất khóa của Thysistor, tr
Đây là thời gian tối thiểu đặt điện áp âm lên giữa anot-catot của Thysistor
khi dòng A-K đã về bằng 0 trước khi có thể có điện áp dương mà Thysistor vẫn
khóa.
Tốc đô tăng điện áp cho phép
Với T tần số thấp dU/dt = 50 đến 200 V/ micro giây
Với T tần số cao dU/dt = 500 đến 2000 V/ micro giây
Độ tăng dòng cho phép dI/ dt ( A/ micro giây)
Với T tần số thấp dI/dt = 50 đến 200 A/ micro giây
Với T tần số cao dI/dt = 500 đến 2000 A/ micro giây

8


1.1.5. GTO ( Gate Turn-off Thysistor)

GTO khóa lại được bằng cực điều khiển, có khả năng về đóng cắt các
dịng điện rất lớn, chịu được điện áp cao giống như Thysistor , là một van điều
khiển hồn tồn, có thể chủ động cả thời điểm khóa dưới tác động của điều
khiển.
a) Cấu trúc và kí hiệu

Hình 1.7. Cấu trúc kí hiệu GTO

Trong cấu trúc bán dẫn của GTO lớp p, anot được bổ sung các lớp n+.
Dấu (+) ở bên cạnh chỉ ra rằng mật độ các điện tích tương ứng, các lỗ hoặc
điện tử, được làm giàu thêm với mục đích làm giảm điện trở khi dẫn của các
vùng này. Cực điều khiển vẫn được nối vào lớp p thứ ba nhưng được chia nhỏ ra
và phân bố đều so với lớp n+ của catot
b) Nguyên lý điều khiển GTO
GTO được điều khiển mở bằng cách cho dòng vào cực điều khiển, giống
như ở Thyristor thường.
Để khoá GTO, một xung dòng phải được lấy ra từ cực điều khiển.

9


Hình 1.8. Nguyên lý điều khiển GTO
a.Yêu cầu dạng xung điều khiển
b.Ngun lý thực hiện

Để khóa GTO, một xung dịng phải được lấy ra từ cực điều khiển. Khi
van đang dẫn dòng, tiếp giáp J2 chứ một lương lớn các điện tích sinh ra do tác
động của hiệu ứng bán phá “vũ bão” tạo nên vùng dẫn điện, cho phép các điện
tử di chuyển từ catot, vùng n+ , đến anot, cùng p+ , tạo nên dòng anot. Bằng cách
lấy đi một số lượng lớn các điện tích qua cực điều khiển, vùng dẫn điện sẽ bị co

hẹp và bị ép về phía vùng n+ của anot và vùng n+ của catot. Kết quả là dòng anot
sẽ bị giảm cho đến khi về đến 0. Dòng điều khiển được duy trì một thời gian
ngắn để GTO phục hồi tính chất khóa.
Xung dịng khóa phải GTO phải có biên độ rất lớn. Vào khoảng 20-25%
biên độ dòng anot-catot. Một yêu cầu quan trọng nữa là xung dịng điều khiển
phải có độ dốc sườn rất lớn, sau khoảng 0,5 đến 1µs. Điều này giải thích tại sao
nguyên lý thực hiện tạo xung dịng khóa là nối mạch cực điều khiển vào một
nguồn áp. Về nguyên tắc, nguồn áp có nội trở bằng 0 và có thể cùng cấp một
dịng điện vơ cùng lớn.
Mạch điều khiển GTO dùng 2 khóa Transitor T 1, T2. Khi tín hiệu điều
khiển là 15V, T1 mở, dịng chạy từ nguồn 15V qua điện trở hạn chế R 1 nạp điện
cho tụ C1 tạo nên dòng chạy vào cực điều khiển của GTO. Khi tụ C 1 nạp đầy
điện áp của Diode ổn áp DZ (12V) dòng điều khiển kết thúc. Khi tín hiệu điều
khiển rơi xuống mức 0V thì T 1 bị khóa, T2 sẽ mở do có điện áp trên tụ C 1, tụ C1
bị ngắn mạch qua cực điều khiển và catot, Transistor T 2 tạo nên dịng đi ra khỏi
cực điều khiển, khóa GTO lại. Diode DZ ngăn ko cho tụ nạp ngược lại.
Transistor T2 phải chọn là loại chịu được xung dịng có biên độ lớn chạy qua.
1.1.6. Transistor công suất, BJT ( Bipolar Junction Transistor)
a) Cấu tạo
Transistor là phần tử bán dẫn có cấu trúc bán dẫn gồm 3 lớp bán dẫn p-n-p
(bóng thuận) hoặc n-p-n (bóng ngược), tạo nên hai tiếp giáp p-n được biểu diễn
trên hình 1.2.5

10


b.
Hình 1.9.a..Cấu trúc bán dẫn BJT
b.kí hiệu

Cấu trúc này thường được gọi là Bipolar Junction Transistor vì dịng điện
chạy trong cấu trúc này bao gồm cả 2 loại điện tích âm và dương. Transistor có
ba cực : Bazer (B), colecter (C), emiter (E). BJT thường là loại bóng ngược.
Transistor chỉ được sử dụng như một phần tử khóa. Khi mở dòng điều
khiển phải thỏa mãn điều kiện : IB >
hay IB = kbh
Trong đó k bh = 1,2 ÷ 1,5 gọi là hệ số bão hịa. Khi đó Trasistor sẽ ở trong
chế độ bão hòa với điện áp giữa conlecto và emito rất nhỏ, cỡ 1 – 1,5V, gọi là
điên áp bão hịa, U CE.bh.
Khi khóa, dịng điều khiển I B bằng 0, lúc đó dịng colecto gần bằng 0, điện
áp UCE sẽ lớn đến giá trị điện áp nguồn cung cấp cho mạch tải nối tiếp với
transistor
b) Đặc tính đóng cắt của Transistor
Chế độ đóng cắt của Transistor phụ thuộc chủ yếu vào các tụ kí sinh giữa
tiếp giáp B-E, B-C, CBE và CBC

11


Hình 1.10 Đặc tính đóng cắt của Transitor

Q trình mở : Theo đồ thị, trong khoảng thời gian (1), BJT đang trong
chế độ khóa với điện áp ngược, -UB2 đặt lên tiếp giáp B-E. Quá trình mở BJT bắt
đầu khi tín hiệu điều khiển nhảy từ -UB2 lên mức UB1. Trong khoảng (2), tụ đầu
vào, giá trị tương đương bằng Cin=CBE + CBC, nạp điện từ điện áp –UB2 đến UB1.
Khi UBE cịn nhỏ hơn 0, chưa có hiện tượng gì xảy ra đối với I C và UCE. Tụ Cin
chỉ nạp đền giá trị ngưỡng mở U* của tiếp giáp B-E, cỡ 0,6-0,7V, bằng điện áp
rơi trên BJT chỉ bắt đầu thay đổi khi UBE vượt quá giá trị 0 ở đầu giai đoạn (3).
Khoảng thời gian (2) gọi là thời gian trễ để mở Id(on) của BJT.
Trong khoảng (3), các điện tử xuất phát từ emito thâm nhập vào vùng

bazo, vượt qua tiếp giáp B-C làm xuất hiện dịng colecto. Các điện tử thốt ra
khỏi colecto càng làm tăng thêm các điện tử đến emito. Quá trình tăng dòng I C,
IE tiếp tục xảy ra cho đến khi trong bazo đã tích lũy đủ lượng điện tích dư thừa
mà tốc độ tự trung hòa của chúng đảm bảo một dịng bazo khơng đổi :
Tại điểm cộng dịng điện tại bazo trên sơ đồ tao có:
IB1=iC.BE+IC.BC+iB
Trong đó iC.BE là dòng nạp của tụ CBE,
iC.BC là dòng nạp của tụ CBC,
iB là dòng đầu vào của Transistor, iC=β.iB
Dòng colecto tăng dần theo quy luật hàm mũ, đến giá trị cuối cùng là
IC (∞)=β.IB1. Tuy nhiên chỉ đến cuối giai đoạn (3)thì dịng IC đã đạt đến giá trị
bão hịa, IC.bh, BJT ra khỏi chế độ tuyến tính và điều kiện iC=β.iB khơng cịn tác
dụng nữa. Trong chế độ bão hịa cả hai tiếp giáp B-E và B-C đều được phân cực
thuận. Vì khóa làm việc với tải trở trên colecto nên điện áp trên colecto-emito
VCE cũng giảm theo cùng tốc độ với sự tăng của dòng IC. Khoảng thời gian (3)
12


phục thuộc và độ lớn của dòng IB1, dòng này càng lớn thì thời gian này càng
ngắn. Trong khoảng thời gian (4), đuôi điện áp UCE tiếp tục giảm đến giá trị điện
áp bão hòa cuối cùng, xác định bởi biểu thức:
UCE=Un – IC.bh.R1
Thời gian (4) phụ thuộc quá trình suy giảm điện trở của vùng n- và phụ
thuộc cấu tạo của BJT.
Trong giai đoạn (5). BJT hoàn toàn làm việc trong chế độ bão hịa.
Q trình khóa BJT:
Trong thời gian BJT ở chế độ bão hịa, điện tích tụ không chỉ trong lớp
bazo mà cả trong lớp conlecto. Tuy nhiên những biến đổi bên ngồi hầu như
khơng ảnh hưởng đến chế độ làm việc của khóa.
Khi điện áp điều khiển thayd dổi từ UB1 xuống –UB2 ở đầu giai đoạn (6).

Điện tích tích lũy trong các lớp bán dân khơng thể thay đổi ngay lập tức được.
Dịng IB ngay lập tức sẽ có giá trị :
Lúc đầu các điện tích được di chuyển ra ngồi bằng dịng khơng đổi I B2.
Giai đoạn di chuyển kết thúc ở cuối giai đoạn (6) khi mật độ điện tích trong tiếp
giáp bazo-conlecto giảm về bằng 0 và tiếp theo tiếp giáp này bắt đầu bị phân cực
ngược. Khoảng thời gian (6) gọi là thời gian trễ khi khóa, t d(off) .
Trong khoảng thời gian (7) dòng colecto I C bắt đầu giảm về bằng 0, điện áp U CE
sẽ tăng dần tới giá trị +Un. Trong khoảng thời gian này BJT làm việc trong chế
độ tuyến tính, trong đó dịng IC tỷ lệ với dòng bazo. Tụ CBC làm việc trong chế
độ tuyến tính, trong đó dịng IC tỷ lệ với dịng bazo. Tụ CBC bắt đầu nạp tới giá trị
điện áp ngược bằng Un. Lưu ý rằng trong giai đọa này, tại điểm cộng dòng điện
áp trên bazo trên sơ đồ ta có: IB2=iC.BC-iB
Trong đó i C.BC là dịng nạp của tụ CBC; iB là dòng đầu vào của trazito. Từ đó
có thể thấy quy luật iC=β.iB vẫn thực hiện. Tiếp giáp B-E vẫn được phân cực
thuận, tiếp giáp B-C bị phân cực ngược. Đến cuối khoảng (7) tranzito mới khóa
lại hoàn toàn. Trong khoảng (8), tụ bazo-emito tiếp tục nạp tới điện áp ngược –
UB2. Tranzito ở chế độ khóa hồn tồn trong khoảng (9).
c) Đặc tính tĩnh của BJT và cách mắc sơ đồ Darlington
Từ đặc tính tĩnh ở trên thấy rằng hệ số khuếch đại dòng điện của các tran.
cơng suất nhỏ chỉ khoảng hàng chục. Do đó cần mắc hai tran. nối tiếp nhau như
hình vẽ

13


Hình 1.11. Sơ đồ Darlington

Sơ đồ Darlington là cách nối hau trazito Q 1, Q2 với hệ số khuếch đại
dòng tương ứng β1, β2, có hệ số khuếch đại chung bằng :β=β1+β2+β3+β4.
1.1.7. Trasisto trường, MOSFET

a) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của MOSFET
MOSFET có cấu trúc bán dẫn cho phép điều khiển bằng điện áp với dòng
điện điều khiển cực nhỏ, hình 1.2.6a thể hiện cấu trúc bán dẫn và kí hiệu của
một MOSFET kênh dẫn kiểu n. Trong đó G (Gate) là cực điều khiển được cách
ly hồn tồn với cấu trúc bán dẫn cịn lại bởi lớp điện mơi cực mỏng nhưng có
độ cách điện cực lớn doxit-silic (Sio2). Hai cực còn lại là cực gốc S (Source) và
cực máng D (Drain). Trên kí hiệu phần tử, phần chấm gạch giữa D và S để chỉ ra
rằng trong điều kiện bình thường khơng có một kênh dẫn thực sự nối giữa D với
S
Cùc ®
iỊu khiĨn
(G – Gate)

Cùc gèc
(S – Source)
D

n

n

p

n

n

p

G

nn

a)

Cùc m¸ng
(D – Drain)

b)

Hình 1.12 a.Cấu trúc b.kí hiệu của MOSFET

Sự hình thành kênh dẫn trong cấu trúc MOSFET

14

S


Hình 1.13. Sự hình thành kênh dẫn trong cấu trúc MOSFET

Trong chế độ làm việc bình thường u DS > 0. Giả sử điện áp giữa cực điều
khiển và cực gốc bằng khơng, uDS=0, khi đó kênh dẫn sẽ hồn tồn khơng xuất
hiện. Giữa cực gốc và cực máng sẽ là tiếp giáp p-n - phân cực ngược. Điện áp uDS
sẽ là hồn tồn rơi trên vùng nghèo điện tích của tiếp giáp này.
Khi điện áp điều khiển âm, U GS < 0, thì vùng bề mặt giáp cực điều khiển
sẽ tích tụ các lỗ (p), do đó dịng điện giữa cực gốc và cực máng sẽ không thể
xuất hiện. Khi điện áp điều khiển là dương, U GS>0, và đủ lớn, bề mặt tiếp xúc
cực điều khiển sẽ tích tụ các điện tử, và một kênh dẫn thực sự đã hình thành. Từ
cấu trúc bán dẫn của MOSFET, có thể thấy rằng giữa cực máng và cực gốc tồn

tại một tiếp giáp p-n-, tương đương với một Diode ngược nối giữa D-S.
b) Đặc tính tĩnh của MOSFET
Khi điện áp điều khiển U GS nhỏ hơn một ngưỡng nào đó, cỡ 3V, MOSFET
ở trạng thái khóa với điện trở rất lớn giữa cực máng D và cực gốc S. Khi U GS cỡ
5-7V, MOSFET sẽ ở trong chế độ dẫn. Thông thường người ta điều khiển
MOSFET bằngđiện áp điều khiển cỡ 15 V để làm giảm điện áp rơi trên D vs S.
Khi đó UDS sẽ gần như tỷ lệ cới dịng ID.
ID(A)

UDS=200V

UDS=10V
UDS=2V

10A

DÉn dßng
5A

UDS=1V
UDS=0,5V

0
5V

UGS

10V

Hình 1.14 Đặc tính tĩnh của MOSFET

c) Đặc tính đóng cắt của MOSFET
15


Do là một phần tử với các hạt mang điện cơ bản, MOSFET có thể đóng
cắt với tần số rất cao. Tuy nhiên để đạt được thời gian đóng cắt rất ngắn thì vấn
đề điều khiển là rất quan trọng. Cơ chế ảnh hưởng đến thời gian đóng cắt của
MOSFET là các tụ điện kí sinh giữa các cực.

a)

b)
Hình 1.15 Mơ hình một khóa MOSFET
a) Các thành phần tụ kí sinh giữa các lớp bán dẫn MOSFET b) Mạch điện tương đương

Tụ điện giữa cực điều khiển và cực gốc CGS phải được nạp đến điện áp có
thể xuất hiện. Tụ giữa cực điều khiển và cực máng CGD có ảnh hưởng mạnh đến
giới hạn tốc độ của MOSFET.

Hình 1.16. Sự phụ thuộc của tụ điện CGD vào điện áp UDS

16


Quá trình mở một MOSFET

Hình 1.17. Quá trình mở một MOSFET
a) Sơ đồ; b) Đồ thị dạng dòng điện, điện áp

Tải cảm trong sơ đồ thể hiện bằng nguồn dòng nối song song ngược với
diot dưới điện áp một chiều U DD. MOSFET được điều khiển bởi đầu ra của vi
mạch DRIVER dưới nguồn nuôi UCC nối tiếp qua điện trở Rgext. Cực điều khiển
có điện trở Rgint. Khi có xung dương ở đàu vào của DRIVER, ở đầu ra của nó sẽ
có xung với biên độ UP đưa đến điện trở RGgext.
Như vậy U GS sẽ tăng với hằng số thời gian xác định bởi T1=(R dt+
Rgext+Rgint).(CGS+CGDI), trong đó tụ CGD đang ở mức thấp, CGDI do điện áp UDS
đang ở mức cao.
Theo đồ thị, trong khoảng thời gian từ 9 đến t1, tụ (C GS+CDSI) được nạp
theo quy luật hàm mũ tới giá trị ngưỡng U GS(th). Trong khoảng này cả điện áp U DS
lẫn dòng ID đều chưa thay đổi. td(on)=t1 gọi là thời gian trễ khi mở. Bắt đầu từ thời
điểm t1 khi UGS đã vượt qua giá trị ngưỡng, dòng cực máng ID bắt đầu tăng, tuy
nhiên điện áp UDS vẫn giữ nguyên giá trị điện áp nguồn UDD.
Trong khoảng thời gian t1 đến t 2, dịng Id tăng tuyến tính rất nhanh, đạt dến
giá trị dòng tải. Từ t2 trở đi, khi UGS đạt đến mức, gọi là mức Miller điện áp,U DS
bắt đầu giảm rât nhanh. Trong khỏng từ t 2 đến t4, điện áo UGS bị găm ở mức
Miller, do đó dịng IG cũng có giá trị khơng đổi. Khoảng này gọi là khoảng
Miller. Trong khoảng thời gian này, dòng điều khiển là dịng phóng cho tụ C GD
để giảm nhanh điện áp giữa cực máng vs cực gốc UDS.
Sau thời điểm t4, U GS lại tăng tiếp tục với hằng số thời gian T 2+
(Rdr+Rgext+Rgin).(CGS+CGDh) vì lúc này tụ CGDh đã tăng đến giá trị cao CGDh. UGS sẽ
tăng đến giá trị cuối cùng, xác định giá trị thấp nhất của điện áp giữa cực gốc và
cực máng, UDS+ IDS.RDS(on).

17


Q trình khóa MOSFET

Hình 1.18.a Q trình khóa MOSFET

Dạng sóng của q trình khóa thể hiện như hình trên. Khi đầu ra của
mạch điều khiển Driver xuống đến mức không UGS bắt đầu giảm theo hàm mũ
với hằng số thời gian T2=(Rdr+Rgext+Rgind).(CGS+CGDh) từ 0 đến t1. Tuy nhiên sau
thời điểm t3 thì hằng số thời gian lại là T1+ (Rdr+Rgext+Tgint).(CGS+CGDI).
Từ điểm 0 đến t 1 là thời gian trễ khi khóa Id(off), dịng điều khiển phóng
điện cho tụ cuối cùng tại t3, trong đó dịng Id vẫn giữ ngun mức cũ. Khoảng
thời gian từ t2 đến t3 tương ứng với mức Miller, dòng điều khiển vài điện áp trên
cực điều khiển giữ nguyên giá trị không đổi. Sau thời điểm t3 dòng I D bắt đầu
giảm về đến 0 ở thời điểm t4. Từ t4 MOSFET bị khóa hẳn.
a) Các thơng số thể hiện khả năng đóng cắt của MOSFET
Các thông số kĩ thuật của MOSFET thường được cho dưới dạng các trị số
tụ CIS, CRSS, COS dưới những điều kiện nhất định như điện áp UDS, UGS. Có thể
tính ra các tụ kí sinh như sau:
CGS=CRSS
CGSS=CISS – CRSS
CDSS=COSS – CRSS
Cơng suất mạch điều khiển : Pđiều khiển=UCC.Qg.fsw
Trong đó fsw là tần số đóng cắt của MOSFET.
Tổn hao cơng suất do q trình đóng cắt trên MOSFET:
Psw=

.UDS.IDS.TD.fsw.(ton+toff)
18


Trong đó t on, toff là thời gian mở và khóa của MOSFET, tương ứng là các
khoảng thời gian từ t1 đến t4 trên đồ thị dạng sóng của các q trình mở, khóa.
1.1.8. Transisto có cực điều khiển cách ly IGBT
a) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Hình 1.19 IGBT

IGBT là phần tử kết hợp khả năng đóng cắt nhanh của MOSFET và khả
năng chịu tải lớn của Transisto thường. IGBT được điều khiển bằng điện áp, có
cơng suất điều khiển yêu cầu cực nhỏ.
Về cấu trúc bán dẫn, IGBT rất giống với MOSFET, điểm khác nhau là có
thêm lớp p nối với colecto tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n –p giữa emito (tương tự
cục gốc) với colecto (tương tự cực máng), không phải là n-n như ở MOSFET.
Có thể coi IGBT tương đương với một Transisto p-n-p với dịng được điều khiển
bởi MOSFET.
b) Đặc tính đóng cắt của IGBT

Hình 1.20. Sơ đồ thử nghiệm một khóa IGBT

Trên hình thể hiện cấu trúc tương đương của IGBT với một MOSFET và
một p-n-p Transisto. Kí hiệu dịng qua MOSFET, i 2 là dòng qua transisto. Phần
MOSFET, i2 là dòng qua trasisto. Phần MOSFET trong IGBT có thể khóa lại
nhanh chóng nếu xả hết đc điện tích giữa G và E, do đó dịng y sẽ bằng 0. Tuy
nhiên thành phần dịng i2 sẽ khơng thể suy giảm nhanh được do lượng điện tích
tích lũy trong lớp n- (tương đương với bazo của cấu trúc p-n-p) chỉ có thể xuất
19


hiện vùng dịng điện bị kéo dài khi khóa một IGBT. Trên sơ đồ IGBT đóng cắt
một tải cảm có diode không D 0 mắc song song. OGBT được điều khiển bởi
nguồn tín hiệu với biên độ UG nối với cực điều khiển G qua điện trở RG. Trên sơ
đồ Cgs, Cge thể hiện các tụ kí sinh giữa cực điều khiển và colecto, emito.
Quá trình mở IGBT

Hình 1.21. Quá trình mở IGBT

Quá trình mở IGBT diễn ra rất giống với quá trình này ở MOSFET khi
điện áp điều khiển đầu vào tăng từ không đến giá trị U G. Trong thời gian trễn khi
mở Id(on) tín hiệu điều khiên nạp điện cho tụ C gc làm điện áp giữa cực điều khiển
và emito tăng theo quy luật hàm mũ, từ ko đến giá trị ngưỡng U GE(th) (khoảng 3
đến 5 V), chỉ bắt đầu từ đó MOSFET trong cấu trúc của IGBT mới bắt đầu mở
ra. Dòng điện giữa colecto – emito tăng theo quy luật tuyến tính từ 0 đến dòng
tải I0 trong thời gian tr. Trong thời gian tr điện áp giữa cực điều khiển và emito
tăng đến giá trị UGE.I0 xác đinh giá trị dòng I0 qua colecto. Do Diode D0 còn đang
dẫn dòng tải I0 nên điện áp UCE vẫn bị găm lên mức điện áp nguồn một chiều
Udc. Tiếp theo quá trình mở diễn ra theo 2 giai đoạn, t tv1 và ttv2. Trong suốt 2 giai
đoạn này điện áp giữa cực điều khiển giữ nguyên ở mức U GE.I0 (mức Miller, để
duy trì dịng I0, do dịng điều khiển hồn tồn là dịng phóng của tụ C gc.IGBT vẫn
làm việc trong chế độ tuyến tính. Trong giai đoạn đầu diễn ra q trình khóa và
phục hồi của Diode D0, dịng phục hồi của Diode D0 tạo nên xung dòng trên mức
20


dòng I0 của OGBT. Điện áp UCE bắt đầu giảm. IGBT chuyển điểm làm việc qua
vùng chế độ tuyến tính để sang vùng bão hòa. Giai đoạn 2 tiếp diễn quá trình
giảm điện trở trong vùng thuần trở của colecto – emito về giá trị R on khi khóa
bão hịa hoàn toàn, UCE.on=I0Ron.
Sau thời gian mở t on, khi tụ Cgc đã phóng điện xong, điện áp giữa cực điều
khiển và emito tiếp tục tăng theo quy luật hàm mũ, với hằng số thời gian bằng
CgcRG đến giá trị cuối cùng UG.
Tổn hao lăng lượng khi mở được tính gần đúng bằng :
Qon=
Q trình khóa
Hình 1.2.7.4 thể hiện dạng điện áp, dịng điện của q trình khóa của

IGBT. Q trình khóa bắt đầu khi điện áp điều khiển giảm từ U G xuống –UG.
Trong thời gian trễ khi khóa t d(off) chỉ có tụ đầu vào Cge phóng điện qua dòng điều
khiển đầu vào với hằng số thời gian bằng CgcRG tới mức điện áp Miller. Bắt đầu
từ mức Miller điện áp giữa cực điều khiển và emito bị giữ không đổi do điện áp
Uce bắt đầu tăng lên và do đó tụ C ge bắt đầu được nạp điện. Dịng điều khiển bây
giờ sẽ hồn tồn là dịng nạp cho tụ Cge nên điện áp UGF được giữ không đổi.
Điện áp Uce tăng từ giá trị bão hòa Uce.on tới giá trị điện áp nguồn Udc sau
khoảng thời gian trV. Từ cuối khoảng IrV Diode bắt đầu mở ra cho dịng tải I 0
ngắn mạch qua, do đó dịng colecto bắt đầu giảm, Quá trình giảm diễn ra theo
hai giai đoạn tti1 và tti2. Trong gian đoạn đầu, thành phần dòng i 1 của MOSFET
trong cấu trúc bán dẫn IGBT suy giảm nhanh chóng về khơng. Điện áp U gc ra
khỏi mức Miller và giảm về mức điện áp điều khiển ở đầu vào –U G với hằng số
thời gian RG(Cge+Cgc). Ở cuối khoảng tti1, Ugc đạt mức ngưỡng khóa của
MOSFET, UGE(th), tương ứng với việc MOSFET bị khóa hồn tồn. Trong giai
đoạn hai, thành phần dịng i2 của transisto p-n-p bắt đầu suy giảm. Q trình
giảm dịng này có thể kéo rấ dài vì các điệntích trong lớp n- chỉ bị mất đi do q
trình tự trung hịa điện tích tại chỗ. Đó là vấn đề đi dịng điện đã nói đến ở
trên.
Tổn hao năng lượng trong quá trình khóa có thể tính gần đúng bằng:
Qoff=
Lớp n- trong cấu trúc bán dẫn của IGBT giúp giảm điện áp rơi khi dẫn, vì
khi đó số lượng các điện tích thiểu số (các lỗ) tích tụ trong lớp này làm giảm
điện trở đáng kể. Tuy nhiên các điện tích tích tụ này lại ko có cách gì di chuyển
ra ngồi một cách chủ động được, làm tăng thời gian khóa của phần tử. Ở đây
công nghệ chế tạo bắt buộc phải thỏa hiệp. So với MOSFET, IGBT có thời gian
mở tương đương nhưng thời gian khóa dài hơn cỡ 1 đến 5 μs.

21

Hình 1.22 Q trình khóa của IGBT

Thời gian khóa của IGBT có thể rút ngắn nếu thêm vào một lớp đệm N +
như trong cấu trúc Punch Throung IGBT như hình:

Hình 1.2.7.5Cấu trúc bán dẫn của một IGBT cực nhanh

Cấu trúc này có một Thisisto kí sinh tạo từ ba tiếp giáp bán dẫn p-n, J 1,J2,J3.
Trong cấu trúc này mật độ các điện tích dương, các lỗ, suy giảm mạnh theo
hướng từ các lớp p+ đến n- đến n+, điều này giúp q trình tự trung hịa các điện
22


tích dương trong lớp n- xảy ra nhanh hơn. Cơng nghệ này tạo ra các IGBT cực
nhanh với thời gian khá nhỏ hơn 2 μs.
Vùng làm việc an toàn, SOA (Safe Operating Area)

Hình 1.23 Vùng làm việc an tồn, SOA

Vùng làm việc an toàn của các phần tử bán dẫn công suất, SOA, được thể hiện
dưới dạng đồ thị quan hệ giữa giá trị điện áp và dòng điện lớn nhất mà phần tử
có thể hoạt động được trong mọi chế độ, khi dẫn khi khóa cũng như trong q
trình đóng cắt.

Hình 1.24. Vùng làm việc an tồn của IGBT

Khi điện áp đặt lên cực điều khiển dương có dạng hình chữ nhật với hạn
chế góc ở phía trên, bên phải, tương ứng với chế độ dòng điện và điện áp lớn.
Điều này nghĩa là khi chu kì đóng cắt càng ngắn, ứng với tần số làm việc càng
cao, thì khả năng đóng cắt cơng suất càng phải được suy giảm khi đặt điện áp

điều khiển âm lêc cực điều khiển và emito lại bị giới hạn ở vùng công suất lớn
do tốc độ tăng điện áp trên colecto-emito khi IGBT khóa lại. Đó là vì khi tốc độ
tăng điện áp quá lớn sẽ dẫn đến xuất hiện dòng điện lớn đưa vào vùng p của cực
23


điều khiển, tác dụng giống như dòng điều khiển làm IGBT mở trở lại như tác
dụng đối với cấu trúc của tiristo. Tuy nhiên khả năng chịu được tố độ tăng áp ở
IGBT lớn hơn nhiều so với các phần tử bán dẫn công suất khác.
Giá trị lớn nhất của dòng colecto ICM được họn sao cho tránh được hiện
tượng chốt giữ dịng, khơng khóa lại được giống như ở thysisto. Hơn nữa, điện
áp điều khiển lớn nhất UGE cũng phải được chọn để có thể giới hạn được dịng
điện ICE trong giới hạn lớn nhất cho phép này trong điều kiện sự cố ngắn mạch,
bằng cách chuyển bắt buộc từ chế độ bão hịa sang chế độ tuyến tính. Khi đó
dịng ICE được giới hạn khơng đổi, khơng phụ thuộc và điện áp U CE lúc đó. Tiếp
theo IGBT phải được khóa lại trong điều kiện đó, càng nhanh càng tốt để tránh
phát nhiệt quá mãnh liệt. Tránh được hiện tượng chốt giữ dòng bằng cách liên
tục theo dõi dòng colecto là điều cần phải làm khi thiết kế điều khiển IGBT.
c) Yêu cầu đối với tín hiệu điều khiển IGBT
IGBT là phần từ điều khiển bằng điện áp, giốn như MOSFET, nên yêu cầu
điện áp có mặt liên tục trên cực điều khiển và emito để xác định chế độ khóa,
mở. Mạch điều khiển cho IGBT có yêu cầu tối thiểu như được biểu diễn qua sơ
đồ :

Hình 1.25. Yêu cầu đối với tín hiệu điều khiển

Tín hiệu mở có biên độ U GE, tín hiệu khóa có biên độ -U GE cung cấp cho
mạch G-E qua điện trở RG. Mạch G-E được bảo vệ bở Diode ổn áp ở mức
khoảng +/-18 V.

24


CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGHỊCH LƯU ĐỘC LẬP
2.1. Các khái niệm cơ bản
2.1.1. Khái niệm
Nghịch lưu độc lập là thiết bị biến đổi dòng điện một chiêu thành dòng
điện xoay chiều có tần số ra có thể thay đổi được và làm việc với phụ tải độc
lập.
Nguồn một chiều thông thường là điện áp chỉnh lưu, acquy và các nguồn
một chiều độc lập khác. Nghịch lưu động lập được sử dọng rộng rãi trong các
lĩnh vực như cung cấp điện (từ các nguồn độc lập như Acquy), các hệ truyền
động xoay chiều, giao thông, truyển tải điện năng, luyện kim…
2.1.2. Sực khác nhau giữa nghịch lưu độc lập và nghịch lưu phụ thuộc.
a) Nghịc lưu phụ thuộc tuy cũng biến đổi năng lượng một chiều (DC) thành
năng lượng xoay chiều (AC), nhưng tần số điện áp và dòng điện xoay
chiều chính là tần số khơng thể thay đổi của lưới điện. Hơn nữa sự hoạt
động của nghịch lưu này phải phụ thuộc vào điện áp lưới vì tham số điều
chỉnh duy nhất là góc điều khiển α được xác định theo tần số và pha của
lưới điện xoay chiều đó.
b) Nghịch lưu độc lập hoạt động với tấn số ra do mạch điều khiển quyết định
và có thể thay đổi tùy ý, tức là độc lập với lưới điện.
2.1.3. Phân loại nghịch lưu độc lập
a) Nghịch lưu điện áp, cho phép biến đổi từ điện áp một chiều E thành
nguồn điện áp xoay chiều có tính chất như điện áp lưới:
- Nghịch lưu điện áp 1 pha
- Nghịch lưu điện áp 3 pha
b) Nghịch lưu dòng điện, cho phép biến đổi nguồn dòng một chiều thành
nguồn dòng điện xoay chiều :

- Nghịch lưu dòng 1 pha
- Nghịch lưu áp 3 pha
2.2. Nghịch lưu độc lập điện áp
2.2.1. Nghịch lưu độc lập điện áp 1 pha
a) Cấu tạo và nguyên lý
Sơ đồ gồm bốn van động lực chủ yếu: T 1, T2, T3, T4 và các diode D1, D2,
D3, D4 dùng để trả công suất phản kháng của tải về lưới, tránh được hiện tượng
quá áp khi xuất hiện năng lượng ngược từ tải. Tụ C o được mắc song song để
đảm bảo cho nguồn đầu vào là hai chiều.
Như vậy C o có hai nhiệm vụ: Tiếp nhận cơng suất kháng của tải và đảm
bảo cho nguồn đầu vào là nguồn áp (C o càng lớn, nội trở nguồn càng nhỏ, điện
áp đầu vào càng được san phẳng).

25