RealEDU. Download: https://drive.google.com/file/d/1Ci3WmiE7Mn3NRYnUVHSw2gr4_Tk6pBNO/view?usp=sharing

1. BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC KYÕ THUAÄT COÂNG NGHEÄ TPHCM
KHOA ÑIEÄN – ÑIEÄN TÖÛ
----------o0o----------
Thaùng 01 – 2005
LÖU HAØNH NOÄI BOÄ

2. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
1
CHÖÔNG I: KHOÙA ÑOÙNG NGAÉT VAØ ÖÙNG DUÏNG.
Thieát bò ñoùng ngaét laø phaàn töû ñieàu khieån duøng ñeå ñoùng ngaét maïch ñieän baèng tín
hieäu vaøo laø löïc ngoaøi hay tín hieäu ñieän. Ta coù theå phaân loaïi thieát bò ñoùg ngaét nhö sau:
- Thieát bò ñoùng ngaét cô hoïc (Khoùa cô).
- Thieát bò ñoùng ngaét ñieän töø (Relay).
- Thieát bò ñoùng ngaét ñieän töû (Khoaù baùn daãn).
I. KHOAÙ CÔ:
Khoùa cô laø thieát bò ñoùng ngaét maïch ñieän baèng löïc cô hoïc. Khoaù cô goàm 2 phaàn:
- Phaàn taùc ñoäng cô hoïc
- Phaàn tieáp ñieåm.
1. Coâng Taéc Panel:
a. Coâng taéc Panel:
Coâng taéc panel laø loaïi coâng taéc duøng ñeå laép ñaët treân caùc baûng ñieàu khieån cuûa maùy
vaø ñöôïc taùc ñoäng tröïc tieáp baèng tay.
Hình 1.1 Caáu taïo cuûa coâng taéc panel
b. Phaân loaïi:
Tuyø vaøo caáu taïo cuûa phaàn tieáp ñieåm, ngöôøi ta chia coâng taéc panel thaønh caùc loaïi:
- Coâng taéc ñôn cöïc moät ñöôøng daãn (SPST): Laø coâng taéc maø doøng ñieän chæ chaûy qua noù
khi taùc ñoäng (Coâng taéc thöôøng hôû) hoaëc ngaét doøng ñieän khi taùc ñoäng (Coâng taéc thöôøng
ñoùng) hình 1.2 trình baøy caáu taïo cuûa coâng taéc ñôn cöïc moät ñöôøng daãn.
Hình 1.2 Coâng taéc ñôn cöïc moät ñöôøng daãn.
- Coâng taéc ñôn cöïc hai ñöôøng daãn (SPDT): Laø loaïi coâng taéc chuyeån doøng ñieän chaûy qua
noù töø tuyeán naøy sang tuyeán khaùc. Hình 1.3 trình baøy caáu taïo cuûa coâng taéc ñôn cöïc 2 ñöôøng
daãn.
- Khoaù ñôn cöïc 2 ñöôøng daãn vôùi vò trí OFF:
Phaàn taùc ñoäng cô hoïc
Phaàn tieáp ñieåm
Cöïc noái daây
NO: Coâng taéc thöôøng hôû NC: Coâng taéc thöôøng ñoùng
Hình 1.3 Coâng taéc ñôn cöïc 2 ñöôøng daãn
NO
C
NC

3. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
2
- Khoaù 2 cöïc moät ñöôøng daãn (DPST): Goàn 2 khoaù SPST cuøng chòu moät taùc ñoäng. Hình
1.5 moâ taû coâng taéc DPST.
- Khoaù 2 cöïc 2 ñöôøng daãn (DPDT): Coù caáu taïo goàm 2 khoaù SPDT nhöng cuøng chòu moät
taùc ñoäng. Hình 1.6 trình baøy caáu taïo cuûa khoaù DPDT.
Tuyø vaøo phöông thöùc taùc ñoäng, ngöôøi ta coøn phaân coâng taéc thaønh caùc loaïi:
- Nuùt nhaán: Laø loaïi coâng taéc coù phaàn taùc ñoäng cô hoïc taùc ñoäng theo phöông thöùc duøng
tay nhaán. Ñoái vôùi coâng taéc daïng naøy, doøng ñieän chæ chaûy
Hình 1.7 Moät soá daïng nuùt nhaán
- Coâng taéc xoay: Laø loaïi coâng taéc ñöôïc taùc ñoäng theo phöông thöùc duøng tay xoay.
Hình 1.8 Moät soá daïng coâng taéc xoay.
c. ÖÙng duïng cuûa coâng taéc panel:
Coâng taéc Panel duøng ñeå laép ñaët treân caùc panel ñieàu khieån cuûa maùy ñeå taïo tín hieäu ñieàu
khieån nhö: Start, Stop, ñoåi chieàu quay ñoäng cô, döøng khaån caáp, chuyeån cheá ñoä laøm vieäc
cho maùy …
Hình 1.4 Coâng taéc ñôn cöïc 2 ñöôøng daãn vôùi vò trí OFF
NO
C
NC
OFF
Hình 1.6 Coâng taéc 2 cöïc 2 ñöôøng daãn
NO
C
NC
NO
C
NC
Hình 1.5 Coâng taéc 2 cöïc 1 ñöôøng daãn
C
NO
C
NO

4. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
3
2. Coâng Taéc Haønh Trình:
a. Caáu taïo cuûa coâng taéc haønh trình:
Coâng taéc haønh trình coù caáu taïo nhö hình 1.9
Hình 1.9 Caáu taïo cuûa coâng taéc haønh trình.
Hình 1.10 Moät soá daïng coâng taéc haønh trình.
b. ÖÙng duïng cuûa coâng taéc haønh trình:
Coâng taéc haønh trình ñöôïc duøng ñeå phaùt hieän söï xuaát hieän cuûa moät vaät theo phöông
thöùc tieáp xuùc taïi vò trí ñaët caûm bieán hoaëc phaùt hieän ñieåm ñaàu vaø ñieåm cuoái haønh trình cuûa
moät vaät.
Ví duï: Phaùt hieän cabin thang maùy taïi caùc taàng, phaùt hieän haønh trình ñaàu cuoái cuûa xylanh…
II. KHOÙA ÑIEÄN TÖØ (RELAY):
Relay laø khí cuï ñieän phaùt hieän möùc naêng löôïng cuûa maïch ñieän ñaàu vaøo vaø ñieàu
khieån söï chuyeån maïch cuûa maïch ñieän ngoõ ra.
1. Caáu Taïo Vaø Hoaït Ñoäng Cuûa Relay:
Relay coù caáu taïo goàm moät cuoän daây duøng ñeå taïo löïc ñieän töø vaø heä thoáng tieáp ñieåm.
Hình 2.1 Caáu taïo cuûa Relay
b. Caáu taïo daïng Pittong
NC
NO
NC
NO
Coil Coil
Loõi Ferite Cuoän daây
Tieáp
ñieåm
Voû
NC
NO
COM
Tieáp ñieåm
Cuoän Voû
Loø xo
a. Caáu taïo cuûa relay baïng baûn leà
C
NC
NO
Cô caáu taùc
ñoäng kieåu
Voû
Loø xo
Truïc truyeàn löïc

5. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
4
Khi cuoän daây cuûa Relay ñöôïc caáp ñieän seõ sinh löïc ñieän töø taùc ñoäng leân heä thoáng tieáp
ñieåm ñoäng laø thay ñoåi traïng thaùi cuûa caùc tieáp ñieåm.
Hình 2.2 Moät soá daïng relay
2. Kyù Hieäu Cuûa Relay:
- Kyù hieäu treân maïch ñieän:
Hình 2.3 Kyù hieäu cuûa relay treân maïch ñieän.
- Kyù hieäu trong giaûn ñoà ladder:
Hình 2.4 Kyù hieäu relay trong giaûn ñoà ladder
3. ÖÙng Duïng Cuûa Relay:
Relay duøng laøm thieát bò ñoùng ngaét trong caùc maïch ñieän vaø trong caùc heä thoáng ñieàu khieån
On – Off.
III. KHOAÙ ÑIEÄN TÖÛ:
1. Diode Coâng Suaát:
a. Caáu taïo:
Hình 3. 1 Caáu taïo vaø kyù hieäu cuûa diode
Relay daïng pittong
4
6
8
13
11
9
1
16
K1
Relay daïng baûn leà
3
4
5
6
8
7
1
2
Cuoän daây Tieáp ñieåm thöôøng
hôû NO
Tieáp ñieåm thöôøng
ñoùng NC
b). Kyù hieäu cuûa diode.
Anoát
Katoát
a). Caáu tao cuûa diode.
- +
-α 0 α
q
N
P
d
N
P

6. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
5
Diode coâng suaát laø linh kieän baùn daãn coù hai cöïc, ñöôïc caáu taïo bôûi moät lôùp baùn daãn
N vaø moät lôùp baùn daãn P gheùp laïi.
Silic laø moät nguyeân toá hoùa hoïc thuoäc nhoùm IV trong baûng heä thoáng tuaàn hoaøn. Silic
coù 4 ñieän töû thuoäc lôùp ngoaøi cuøng trong caáu truùc nguyeân töû. Neáu ta keát hôïp theâm vaøo moät
nguyeân toá thuoäc nhoùm V maø lôùp ngoaøi cuøng coù 5 ñieän töû thì 4 ñieän töû cuûa nguyeân toá naøy
tham gia lieân keát vôùi 4 ñieän töû töï do cuûa Silic vaø xuaát hieän moät ñieän töû töï do. Trong caáu
truùc tinh theå, caùc ñieän töû töï do laøm taêng tính daãn ñieän. Do ñieän töû coù ñieän tích aâm neân
chaát naøy ñöôïc goïi laø chaát baùn daãn loaïi N (negative), coù nghóa laø aâm.
Neáu theâm vaøo Silic moät nguyeân toá thuoäc nhoùm III maø coù 3 nguyeân töû thuoäc nhoùm
ngoaøi cuøng thì xuaát hieän moät loå troáng trong caáu truùc tinh theå. Loã troáng naøy coù theå nhaän 1
ñieän töû, taïo neân ñieän tích döông vaø laøm taêng tính daãn ñieän. Chaát naøy ñöôïc goïi laø chaát baùn
daãn loaïi P (positive), coù nghóa laø döông.
Trong chaát baùn daãn loaïi N ñieän töû laø haït mang ñieän ña soá, loã troáng laø thieåu soá. Vôùi
chaát baùn daãn loaïi P thì ngöôïc laïi.
ÔÛ giöõa hai lôùp baùn daãn laø maët gheùp PN. Taïi ñaây xaûy ra hieän töôïng khueách taùn. Caùc
loã troáng cuûa baùn daãn loaïi P traøn sang N laø nôi coù ít loã troáng. Caùc ñieän töû cuûa baùn daãn loaïi
N chaïy sang P laø nôi coù ít ñieän töû. Keát quaû taïi maët tieáp giaùp phía P ngheøo ñi veà dieän tích
döông vaø giaøu leân veà ñieän tích aâm. Coøn phía baùn daãn loaïi N thì ngöôïc laïi neân goïi laø vuøng
ñieän tích khoâng gian döông.
Trong vuøng chuyeån tieáp (-α,α) hình thaønh moät ñieän tröôøng noäi taïi. Kyù hieäu laø Ei vaø
coù chieàu töø N sang P hay coøn goïi laø barie ñieän theá (khoaûng töø 0,6V ñeán 0,7V ñoái vôùi vaät
lieäu laø Silic). Ñieän tröôøng naøy ngaên caûn söï di chuyeån cuûa caùc ñieän tích ña soá vaø laøm deã
daøng cho söï di chuyeån cuûa caùc ñieän tích thieåu soá (ñieän töû cuûa vuøng P vaø loå troáng cuûa vuøng
N). Söï di chuyeån cuûa caùc ñieän tích thieåu soá hình thaønh neân doøng ñieän ngöôïc hay doøng
ñieän roø.
b. Nguyeân lyù hoaït ñoäng:
a) Phaân cöïc thuaän diode. b) Phaân cöïc ngöôïc diode.
Hình 3.2 Phaân cöïc cho diode
Khi ñaët diode coâng suaát döôùi ñieän aùp nguoàn U coù cöïc tính nhö hình veõ, chieàu cuûa
ñieän tröôøng ngoaøi ngöôïc chieàu vôùi ñieän tröôøng noäi Ei. Thoâng thöôøng U > Ei thì coù doøng
ñieän chaïy trong maïch, taïo neân ñieän aùp rôi treân diode khoaûng 0,7V khi doøng ñieän laø ñònh
möùc. Vaäy söï phaân cöïc thuaän haï thaáp barie ñieän theá. Ta noùi maët gheùp PN ñöôïc phaân cöïc
thuaän.
Khi ñoåi chieàu cöïc tính ñieän aùp ñaët vaøo diode, ñieän tröôøng ngoaøi seõ taùc ñoäng cuøng
chieàu vôùi ñieän tröôøng noäi taïi Ei. Ñieän tröôøng toång hôïp caûn trôû söï di chuyeån cuûa caùc ñieän
( a )
+ -
U
Ei
P N
( b )
- +
U
Ei
P N

7. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
6
tích ña soá. Caùc ñieän töû cuûa vuøng N di chuyeån thaúng veà cöïc döông nguoàn U laøm cho ñieän
theá vuøng N voán ñaõ cao laïi caøng cao hôn so vôùi vuøng P. Vì theá vuøng chuyeån tieáp laïi caøng
roäng ra, khoâng coù doøng ñieän chaïy qua maët gheùp PN. Ta noùi maët gheùp PN bò phaân cöïc
ngöôïc. Neáu tieáp tuïc taêng U ñeán moät giaù trò ngöôõng Uz, caùc ñieän tích ñöôïc gia toác, gaây
neân söï va chaïm daây chuyeàn laøm barie ñieän theá bò ñaùnh thuûng.
Ñaëc tính volt-ampe cuûa diode coâng suaát ñöôïc bieåu dieãn gaàn ñuùng baèng bieåu thöùc sau:
)
1
.
3
(
1







−
= kT
eU
s e
I
I
Trong ñoù: IS : Doøng ñieän roø, khoaûng vaøi chuïc mA, e = 1,59.10- 19
Coulomb, k =
1,38.10- 23
laø haèng soá Bolzmann, T = 273 + t0
: Nhieät ñoä tuyeät ñoái (0
K), t0
: Nhieät ñoä cuûa
moâi tröôøng (0
C), U laø ñieän aùp ñaët treân diode (V)
Ñaëc tính volt-ampe cuûa diode goàm coù hai nhaùnh:Nhaùnh thuaän, nhaùnh ngöôïc.
Khi diode ñöôïc phaân cöïc thuaän döôùi ñieän aùp U thì barie ñieän theá Ei giaûm xuoáng
gaàn baèng 0. Taêng U, luùc ñaàu doøng I taêng töø töø cho ñeán khi U lôùn hôn khoaûng 0,7 [V] thì I
taêng moät caùch nhanh choùng, ñöôøng ñaëc tính coù daïng haøm muõ.
Töông töï, khi phaân cöïc ngöôïc cho diode, taêng U, doøng ñieän ngöôïc cuõng taêng töø töø.
Khi U lôùn hôn khoaûng 0,7 [V], doøng ñieän ngöôïc döøng laïi ôû giaù trò vaøi chuïc mA vaø ñöôïc kyù
hieäu laø IS.
Doøng IS laø do söï di chuyeån cuûa caùc ñieän tích thieåu soá taïo neân. Neáu tieáp tuïc taêng U
thì caùc ñieän tích thieåu soá di chuyeån caøng deã daøng hôn, toác ñoä di chuyeån tæ leä thuaän vôùi
ñieän tröôøng toång hôïp, ñoäng naêng cuûa chuùng taêng leân. Khi U  = UZ thì söï va chaïm giöõa
caùc ñieän tích thieåu soá di chuyeån vôùi toác ñoä cao seõ beû gaûy ñöôïc caùc lieân keát nguyeân töû
Silic trong vuøng chuyeån tieáp vaø xuaát hieän nhöõng ñieän töû töï do môùi. Roài nhöõng ñieän tích töï
do môùi naøy chòu söï taêng toác cuûa ñieän tröôøng toång hôïp laïi tieáp tuïc baén phaù caùc nguyeân töû
Silic. Keát quaû taïo moät phaûn öùng daây chuyeàn laøm cho doøng ñieän ngöôïc taêng leân aøo aït vaø
seõ phaù hoûng diode. Do ñoù, ñeå baûo veä diode ngöôøi ta chæ cho chuùng hoaït ñoäng vôùi giaù trò
ñieän aùp: U = (0,7 → 0,8)UZ.
Khi diode hoaït ñoäng, doøng ñieän chaïy qua diode laøm cho diode phaùt noùng, chuû yeáu
ôû taïi vuøng chuyeån tieáp. Ñoái vôùi diode loaïi Silic, nhieät ñoä maët gheùp cho pheùp laø 2000
C.
Vöôït quaù nhieät ñoä naøy diode coù theå bò phaù hoûng. Do ñoù, ñeå laøm maùt diode, ta duøng quaït
Hình 3.3 Ñaëc tính volt-ampe cuûa diode.
I
U
UZ
Uγ
1
2

8. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
7
gioù ñeå laøm maùt, caùnh taûn nhieät hay cho nöôùc hoaëc daàu bieán theá chaûy qua caùnh taûn nhieät
vôùi toác ñoä lôùn hay nhoû tuøy theo doøng ñieän.
Caùc thoâng soá kyõ thuaät cô baûn ñeå choïn diode laøø: Doøng ñieän ñònh möùc Iñm (A), ñieän
aùp ngöôïc cöïc ñaïi Uz ( V ), Ñieän aùp rôi treân diode ∆U ( V )
Moät soá daïng cuûa diode:
Hình 3.4 Moät soá daïng diode
c. Caùc tính chaát ñoäng hoïc:
Trong quaù trình quaù ñoä cuûa diode, quaù trình chuyeån diode töø traïng thaùi daãn sang
traïng thaùi ngaét coù moät yù nghóa raát quan troïng. Hieän töôïng naøy goïi laø ngaét hay chuyeån
maïch diode. Khi doøng ñieän qua diode taét nhanh (khoaûng 10A/µs), quaù trình ngaét seõ khoâng
dieãn ra nhö ñaëc tuyeán V-A, quaù trình ngaét cuûa diode nhö hình 3.5
Hình 3.5 Quaù trình chuyeån maïch cuûa diode
Sau khi doøng ñieän I giaûm veà 0, doøng qua diode khoâng taét ngay maø vaãn tieáp töïc daãn
theo chieàu ngöôïc tôùi giaù trò IrrM , sau thôøi gian ngaét trr, khaû naêng daãn theo chieàu ngöôïc bò
maát, doøng ñieän qua diode giaûm ñoät ngoät veà giaù trò doøng ñieän ngöôïc Is. Heä quaû cuûa quaù
trình naøy laø coâng suaát toån hao khi chuyeån maïch lôùn. Giaù trò töùc thôøi cuûa coâng suaát toån hao
ñöôïc tính baèng tích soá giöõa ñieän aùp vaø doøng ñieän qua diode khi chuyeån maïch.
2. Transistor Coâng Suaát:
a. Caáu taïo:
Transistor laø linh kieän baùn daãn goàm 3 lôùp: PNP hay NPN.
N P N
C E
B
a – Caáu taïo cuûa transistor NPN
P N P
E C
B
b – Caáu taïo cuûa transistor PNP
Hình 3.6 Caáu taïo vaø kyù hieäu cuûa transistor coâng suaát
B
C
E
B
E
C
c – Kyù hieäu cuûa transistor NPN d – Kyù hieäu cuûa transistor PNP
IrrM
I
Is
trr

9. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
8
Veà maët vaät lyù, transistor goàm 3 phaàn: phaàn phaùt, phaàn neàn vaø phaàn thu. Vuøng neàn
(B) raát moûng.
Hình 3.7 Moät soá daïng cuûa transistor coâng suaát
b. Nguyeân lyù hoaït ñoäng:
Hình 3.8 Sô ñoà phaân cöïc transistor.
Ñieän theá UEE phaân cöïc thuaän moái noái B - E (PN) laø nguyeân nhaân laøm cho vuøng phaùt
(E) phoùng ñieän töû vaøo vuøng P (cöïc B). Haàu heát caùc ñieän töû (electron) sau khi qua vuøng B
roài qua tieáp moái noái thöù hai phía beân phaûi höôùng tôùi vuøng N (cöïc thu), khoaûng 1% electron
ñöôïc giöõ laïi ôû vuøng B. Caùc loã troáng vuøng neàn di chuyeån vaøo vuøng phaùt.
Moái noái B - E ôû cheá ñoä phaân cöïc thuaän nhö moät diode, coù ñieän khaùng nhoû vaø ñieän
aùp rôi treân noù nhoû thì moái noái B - C ñöôïc phaân cöïc ngöôïc bôûi ñieän aùp UCC. Baûn chaát moái
noái B - C naøy gioáng nhö moät diode phaân cöïc ngöôïc vaø ñieän khaùng moái noái B - C raát lôùn.
Doøng ñieän ño ñöôïc trong vuøng phaùt goïi laø doøng phaùt IE. Doøng ñieän ño ñöôïc trong
maïch cöïc C (soá löôïng ñieän tích qua ñöôøng bieân CC trong moät ñôn vò thôøi gian laø doøng cöïc
thu IC). Doøng IC goàm hai thaønh phaàn:
- Thaønh phaàn thöù nhaát (thaønh phaàn chính) laø tæ leä cuûa haït electron ôû cöïc phaùt tôùi cöïc thu.
Tæ leä naøy phuï thuoäc duy nhaát vaøo caáu truùc cuûa transistor vaø laø haèng soá ñöôïc tính tröôùc ñoái
vôùi töøng transistor rieâng bieät. Haèng soá ñaõ ñöôïc ñònh nghóa laø α. Vaäy thaønh phaàn chính cuûa
doøng IC laø αIE. Thoâng thöôøng α = 0,9 → 0,999.
- Thaønh phaàn thöù hai laø doøng qua moái noái B - C ôû cheá ñoä phaân cöïc ngöôïc laïi khi IE = 0.
Doøng naøy goïi laø doøng ICBO – noù raát nhoû.
- Vaäy doøng qua cöïc thu: IC = αIE + ICBO.
c. Ñaëc tuyeán V- A cuûa transistor:
Ñaëc truyeán V – A cuûa transistor maéc Emitter chung nhö hình 3.9. Ñaëc tuyeán V-A
cuûa transistor ñöôïc chia ra laøm 3 vuøng: Vuøng caám, vuøng khueách ñaïi vaø vuøng baõo hoaø.
•
Base
p
-
IE
+
IC
IE
Colector
Emiter
C
C
E
E
N •
N
p
•
•
•
- +
RE UEE UCC RC
••
•
P

10. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
9
Hình 3.9 Ñaëc tuyeán V – A maïch Emitter chung
Trong caùc öùng duïng cuûa ñieän töû coâng suaát lôùn, ngöôøi ta chæ phaân cöïc cho transistor
ôû vuøng baõo hoaø (IB lôùn) vaø vuøng caám (IB = 0) maø khoâng phaân cöïc cho transistor ôû vuøng
khueách ñaïi.
Caùc thoâng soá cuûa transistor coâng suaát: IC: Doøng colector maø transistor chòu ñöôïc,
UCesat laø ñieän aùp UCE khi transistor daãn baõo hoøa, UCEO: Ñieän aùp UCE khi maïch bazô ñeå hôû,
IB = 0, UCEX laø ñieän aùp UCE khi bazô bò khoùa bôûi ñieän aùp aâm, IB < 0, ton: Thôøi gian caàn
thieát ñeå UCE töø giaù trò ñieän aùp nguoàn U giaûm xuoáng UCESat ≈ 0, tf: Thôøi gian caàn thieát ñeå iC
töø giaù trò IC giaûm xuoáng 0, tS: Thôøi gian caàn thieát ñeå UCE töø giaù trò UCESat taêng ñeán giaù trò
ñieän aùp nguoàn U, P: Coâng suaát tieâu taùn beân trong transistor. Coâng suaát tieâu taùn beân trong
transistor ñöôïc tính theo coâng thöùc:
P = UBE.IB + UCE.IC.
- Khi transistor ôû traïng thaùi ngaét: IB = 0, IC = 0 neân P = 0.
- Khi transistor ôû traïng thaùi daãn: UCE = UCESat.
Caùc toån hao chuyeån maïch cuûa transistor coù theå lôùn. Trong luùc chuyeån maïch, ñieän
aùp treân caùc cöïc vaø doøng ñieän cuûa transistor cuõng lôùn. Tích cuûa doøng ñieän vaø ñieän aùp cuøng
vôùi thôøi gian chuyeån maïch taïo neân toån hao naêng löôïng trong moät laàn chuyeån maïch. Coâng
suaát toån hao chính xaùc do chuyeån maïch laø haøm soá cuûa caùc thoâng soá cuûa maïch phuï taûi vaø
daïng bieán thieân cuûa doøng ñieän goác.
d. Tính chaát ñoäng cuûa transistor:
Vieäc khaûo saùt caùc hieän töôïng quaù ñoä khi ñoùng ngaét cuûa transistor coù yù nghóa quan
troïng. Quaù trình doøng colector khi kích daïng xung vuoâng cho transistor nhö hình 3.10
Hình 3.10 Ñaùp öùng cuûa transistor khi kích baèng tín hieäu xung vuoâng.
VCE = Vcc – R.Ic
Ic
IB = 0
IB2 > IB1
IB1 >0
IB3 > IB2
Vcc/R
Vuøng baõo hoaø
Vuøng caám
Vuøng khueách
ñaïi
Ñöôøng taûi tónh
VCE
Vcc
IB
IC
t
t
tON tOFF

11. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
10
Thôøi gian ñoùng tON vaø thôøi gian ngaét tOFF khoaûng vaøi µs. Moät heä quaû baát lôïi cuûa
trong hieän töôïng chuyeån maïch cuûa transistor laø taïo neân coâng suaát toån hao khi chuyeån
maïch lôùn do ñieän aùp treân transistor khi chuyeån maïch lôùn vaø doøng ñieän chaûy qua transistor
lôùn. Coâng suaát toån hao treân
transistor khi chuyeån maïch seõ giôùi haïn taàn soá ñoùng ngaét cuûa transistor.
3. Transistor Hieäu ÖÙng Tröôøng (FET):
Transistor hieäu öùng tröôøng FET (Field – Effect Transistor) ñöôïc cheá taïo theo coâng
ngheä Mos (Metal – Oxid – Semiconductor), thöôøng söû duïng nhö nhöõng chuyeån maïch ñieän
töû coù coâng suaát lôùn. Khaùc vôùi transistor löôõng cöïc ñöôïc ñieàu khieån baèng doøng ñieän, FET
ñöôïc ñieàu khieån baèng ñieän aùp. FET goàm caùc cöïc chính: cöïc maùng (Drain), nguoàn
(Source) vaø cöûa (Gate). Doøng ñieän maùng - nguoàn ñöôïc ñieàu khieån baèng ñieän aùp cöûa –
nguoàn.
Hình 3.11 Ñaëc tuyeán V – A vaø kyù hieäu cuûa FET
FET ôû traïng thaùi ngaét khi ñieän aùp cöïc coång Ug < Uthrd (ñieän aùp ngöôõng). Ñeå FET ôû
traïng thaùi daãn, ñeän aùp ñaët vaøo cöïc G phaûi lieân tuïc vaø lôùn hôn ñieän aùp ngöôõng. Doøng ñieän
chaûy trong cöïc coång laø khoâng ñaùng keå ngoaïi tröø doøng ñieän ôû traïng thaùi quaù ñoä. Khi cho
tín hieäu ñieàu khieån môû vaø ngaét doøng qua FET, ôû cöïc coång seõ xuaát hieäu hieän töôïng naïp vaø
phoùng ñieän cho tuï ñieän ôû cöïc coång. Thôø gian phoùng vaø naïp tuï thöôøng raát nhoû (khoaûng vaøi
ns) tuøy thuoäc vaøo FET loùn hay nhoû. Ñieän trôû trong cuûa FET khi daãn ñieän thay ñoåi tuyø vaøo
khaû naêng chòu aùp cuûa FET do ñoù FET thöôøng coù ñònh möùc aù thaáp töông öùng vôùi ñieän trôû
trong nhoû, toån hao ít. Tuy nhieân, do FET coù taàn soá ñoùng ngaét cao (thôûi gian tON vaø tOFF
nhoû ), neân ôû ñònh möùc töø 300 ÷ 400 V, FET toû ra öu ñieåm hôn so vôùi BJT ôû taàn soá vaøi chuïc
KHz.
4. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor):
IGBT coù kyù hieäu vaø ñaëc tuyeán V – A nhö hình 3.12:
Hình 3.12 Kyù hieäu vaø ñaëc tuyeán V – A cuûa IGBT.
•
Cöûa
•
• Nguoàn
•
Maùng
b.Kyù hieäu FET keânh N
a. Ñaëc tuyeán V - A
VD
ug = 3
ID
ug = 4.5
ug = 6 V
ug = 7.5
ug = 9
Vuøng
baõo
hoaø
Vuøng caám
Vuøng khueách ñaïi
G
C
E
VCE
Ic
VCE1
VCE2
VCE3
VCE4
VCE5

12. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
11
Gioáng nhö MOSFET, IGBT coù toång trôû ngoõ vaøo raát lôùn laøm haïn cheá coâng suaát toån
hao khi ñoùng ngaét. Gioáng nhö BJT, IGBT coù suït aùp khi daãn thaáp vaø khaû naêng chòu ñieän aùp
khoùa cao vaø töông töï nhö GTO, IGBT coù khaû naêng chòu ñöôïc ñieän aùp ngöôïc cao. Taàn soá
ñoùng ngaét cuûa IGBT raát cao vaø khaû naêng chòu taûi lôùn.
Hình 3.13 Moät soá daïng cuûa IGBT
5. Thyristor:
a. Caáu taïo:
Tiristor laø linh kieän goàm 4 lôùp baùn daãn PNPN lieân tieáp taïo neân anode (A), kathode
(K) vaø cöïc ñieàu khieån (G).
Hình 3.14 Caáu taïo, sô ñoà thay theá vaø kyù hieäu cuûa thyristor
Veà maët lyù thuyeát thì toàn taïi 2 loaïi caáu truùc cuûa thyristor laø PNPN vaø NPNP. Tuy
nhieân trong thöïc teá, ngöôøi ta chæ phaùt trieån loaïi PNPN nhö hình veõ. Thyristor goàm 1 ñóa
Silic töø ñôn theå loaïi N, treân lôùp ñeäm loaïi baùn daãn P coù cöïc ñieàu khieån baèng daây nhoâm,
caùc lôùp chuyeån tieáp ñöôïc taïo neân baèng kyõ thuaät bay hôi cuûa Gali. Lôùp tieáp xuùc giöõa anoát
vaø katoát laø baèng ñóa moâlipñen hay tungsen coù heä soá noùng chaûy gaàn baèng vôùi Gali. Caáu
taïo daïng ñóa kim loaïi ñeå deã daøng taûn nhieät.
Hình 3.15 Moät soá daïng cuûa thyristor
b. Hoaït ñoäng cuûa thyristor:
- Phaân cöïc thyristor:
Hình 3.16 Sô ñoà phaân cöïc thyristor
P N P N
A K
G
a. Caáu taïo cuûa thyristor
A
b. Kyù hieäu cuûa thyristor
K
G
A
K
G
c. sô ñoà thay theá
a. sô ñoà phaân cöïc thuaän b. sô ñoà phaân cöïc ngöôïc

13. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
12
- Töø sô ñoà thay theá cuûa thyristor ta thaáy, khi thyristor bò phaân cöïc ngöôïc (Ñieän aùp aâm ñaët
vaøo A,
ñieän aùp döông ñaët vaøo K) thì Q1 vaø Q2 khoâng theå daãn neân khoâng coù doøng chaûy qua
thyristor, khi ñoù thyristor ngaét.
- Khi ñöôïc phaân cöïc thuaän nhöng chöa coù doøng ñieän döa vaøo cöïc G, Q2 do chöa coù doøng
ñieàu khieån neân Q2 khoâng daãn khi ñoù chöa coù doøng chaûy qua thyristor khi ñoù thyristor ôû
traïng thaùi saün saøng daãn. Khi ta cho vaøo cöïc G moät doøng ñieàu khieån IG thì Q2 daãn. Khi T2
daãn, doøng ñieän chaûy qua Q2 chính laø doøng cöïc B cuûa Q1 do ñoù Q1 daãn. Khi Q1 daãn, doøng
Ic cuûa Q1 seõ ñöa vaøo cöïc B cuûa Q2. Khi Q1 vaø Q2 daãn thì doøng ñieän chaûy qua colector
cuûa transistor naøy seõ laø doøng ñieän chaûy vaøo bazô cuûa transistor kia vì theá chuùng seõ duy trì
laãn nhau laøm cho thyristor daãn doøng ngay caû khi tín hieäu ñieàu kieån IG khoâng coøn.
Thyristor chæ coù theå ngaét khi doøng ñieän chaûy qua thyristor baèng khoâng hoaëc ñaët ñieän aùp
ngöôïc leân thyristor vì vaäy ngöôøi ta goïi thyristor laø linh kieän kích ñoùng.
c. Ñaëc tuyeán V-A cuûa thyristor:
Hình 3.17 Ñaëc tuyeán V – A cuûa Thyristor
Ñaëc tuyeán V – A cuûa thyristor goàm 2 nhaùnh: nhaùnh thuaän vaø nhaùnh ngöôïc. ÔÛ
nhaùnh nghòch thì ñaëc tuyeán V – A töông töï nhö cuûa diode. ÔÛ nhaùnh thuaän, khi IG = 0 ñaëc
tuyeán V – A töông töï nhö nhaùnh ngöôïc, khi ñieän aùp ñaët leân thyristor lôùn hôn giaù trò Umax,
thì doøng ñieän chaûy qua thyristor taêng nhanh, khi ñoù thiristor ôû traïng thaùi maát ñieàu khieån
vaø coù theå bò phaù hoûng. Khi IG ≠ 0, tuyø vaøo giaù trò cuûa IG maø ñieän aùp khoùa seõ thay ñoåi, ñieän
aùp khoùa seõ giaûm khi IG taêng vaø ngöôïc laïi.
6. Triac:
Triac laø thieát bò baùn daãn ba cöïc, boán lôùp coù ñöôøng ñaëc tính volt-ampe ñoái xöùng,
nhaän goùc môû α cho caû hai chieàu. Triac ñöôïc cheá taïo ñeå laøm vieäc trong maïch ñieän xoay
chieàu, coù taùc duïng nhö 2 SCR ñaáu song song ngöôïc.
Hình 3.17 Caáu taïo vaø kyù hieäu cuûa triac
b. Kyù hieäu cuûa triac
a. Caáu taïo cuûa triac
G
T2
T1
T1
G
T2
N
P
N
N
P
N
c. Sô ñoà töông ñöông
I
VA
Uñt
Uma
0
Nhaùnh thuaän
Nhaùnh ngöôïc

14. Chöông I: Caùc khoaù ñoùng ngaét vaø öùng duïng
13
Triac hoaït ñoäng töông töï nhö 2 thyristor nhöng cho doøng daãn theo caû 2 chieàu. Ñaëc
tuyeán V-A cuûa triac nhö hình 3.18.
Hình 3.18 Ñaëc tuyeán V – A cuûa triac
7. ÖÙng Duïng Cuûa Caùc Khoaù Ñieän Töû:
Caùc khoaù ñieän töû ñöôïc öùng duïng ñeå laøm thieát bò ñoùng caét taàn soá cao trong caùc heä
thoáng ñieàu khieån tuaàn töï nhö ñoùng ngaét caùc van trong heä thoáng ñieàu khieån duøng khí neùn,
ñoùng ngaét nguoàn trong caùc heä thoáng ñieàu khieån nhieät ñoä … Öu ñieåm khi duøng khoaù ñieän töû
so vôùi khoaù ñieän töø vaø khoaù cô laø khoaù ñieän töû khoâng sinh hoà quang khi ñoùng ngaét vaø taàn
soá ñoùng ngaét cao hôn. Ñaëc bieät, caùc khoaù ñieän töû ñöôïc duøng ñeå laøm caùc boä bieán ñoåi coâng
suaát ñeå taïo ra caùc daïng nguoàn coâng suaát lôùn cung caáp cho phuï taûi nhö: Chænh löu, nghòch
löu, bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu, bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu ….
I
VA
Umax
Umax
0
Nhaùnh thuaän
Nhaùnh ngöôïc

15. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
14
CHÖÔNG II: BOÄ BIEÁN ÑOÅI COÂNG SUAÁT
I. CAÙC HEÄ THÖÙC VAØ KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN:
1. Trò Trung Bình Cuûa Moät Tín Hieäu:
Goïi i(t) laø moät tín hieäu bieán hieân tuaàn hoaøn theo thôøi gian vôùi chu kyø T, trò trung
bình cuûa i(t) vieát taét laø Id ñöôïc xaùc ñònh theo heä thöùc:
)
1
.
1
(
)
(
1
)
(
1 0
0
0
0
∫
∫
+
+
=
=
X
X
X
T
t
t
d dX
X
i
X
dt
t
i
T
I
Vôùi t0 laø thôøi ñieåm ñaàu cuûa chu kyù laáy tích phaân, X0 = ωt0, X = ωT.
2. Trò Hieäu Duïng Cuûa Moät Tín Hieäu:
Goïi i(t) laø moät tín hieäu bieán thieân tuaàn hoaøn theo thôøi gian vôùi chu kyø T hoaëc chu
kyø goùc X = ωT. Trò hieäu duïng cuûa i(t) kí hieäu laø I ñöôïc tính theo heä thöùc:
)
2
.
1
(
)
(
1
)
(
1 0
0
0
0
∫
∫
+
+
=
=
X
X
X
ì
T
t
t
ì
dX
X
i
X
dt
t
i
T
I
3. Heä Soá Söû Duïng Coâng Suaát Nguoàn:
)
3
.
1
(
S
P
=
λ
Vôùi λ laø heä soá söû duïng coâng suaát, P laø coâng suaát tieâu thuï thöïc teá treân taûi, S laø coâng
suaát cung caáp cuûa nguoàn.
4. Ñoä Bieán Daïng THD:
Laø ñaïi löôïng ñeå ñaùnh giaù taùc duïng cuûa caùc soùng haøi baäc cao xuaát hieän trong nguoàn ñieän:
)
4
.
1
(
100
2
2
í
j
j
I
I
THD
∑
∞
=
=
Vôùi Ij laø trò hieäu duïng cuûa thaønh phaàn haøi baäc j, I1 laø trò hieäu duïng cuûa tín hieäu
nguoàn.
II. CHÆNH LÖU:
II.1 Vai Troø Cuûa Boä Chænh Löu:
Boä chænh löu duøng ñeå chuyeån doøng ñieän xoay chieàu thaønh doøng ñieän moät chieàu. Boä
chænh löu ñöôïc duøng laøm nguoàn ñieän aùp moät chieàu, laøm nguoàn moät chieàu ñieàu khieån ñöôïc
cho caùc heä thoáng xi maï, caùc boä kích töø cho maùy phaùt, laøm caùc boä bieán ñoåi coâng suaát trong
caùc heä truyeàn ñoäng ñieän ñoäng cô ñieän moät chieàu … Coâng suaát cuûa boä chænh löu coù theå leân
ñeán haøng chuïc MW
Hình 2.1 Chöùc naêng cuûa boä chænh löu
Chænh löu
Doøng ñieän
xoay chieàu
Doøng ñieän
moät chieàu

16. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
15
Tuyø theo caáu taïo vaø doøng ñieän laáy ra treân boä chænh löu, ngöôøi ta phaân chænh löu
thaønh chænh löu khoâng ñieàu khieån vaø chænh löu coù ñieàu khieån.
II.2 Chænh Löu Khoâng Ñieàu Khieån:
Chænh löu khoâng ñieàu khieån laø loaïi chænh löu taïo ra doøng ñieän moät chieàu coù trò
trung bình khoâng ñoåi. Loaïi chænh löu naøy söû duïng diode laøm linh kieän chính.
1. Chænh löu moät pha:
a. Chænh löu moät pha nöûa chu kyø:
- Sô ñoà maïch:
Giaû söû ñieän aùp xoay chieàu ôû 2 ñaàu thöù caáp maùy bieán aùp: )
1
.
2
(
sin
.
2 θ
V
u = .
- Phaân tích:
• Tröôøng hôïp taûi R:
+ Trong khoaûng 0 < θ < π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò döông, diode ñöôïc phaân cöïc
thuaän neân diode môû, doøng ñieän chaûy töø thöù caáp cuûa maùy bieán aùp qua diode, qua taûi vaø trôû
veà thöù caáp cuûa maùy bieán aùp. Khi diode daãn, ñieän aùp rôi treân diode xem nhö khoâng ñaùng
keå (uD = 0). Ñieän aùp treân hai ñaàu taûi: )
2
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud =
=
Doøng ñieän chaûy qua taûi: )
3
.
2
(
sin
.
2
R
V
R
u
i d
d
θ
=
=
Heä thöùc (2.3) cho thaáy daïng soùng ñieän aùp vaø daïng soùng doøng ñieän laø nhö nhau.
+ Trong khoaûng π < θ < 2π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò aâm, diode bò phaân cöïc ngöôïc
neân diode ngaét. Ñieän aùp treân hai ñaàu taûi: ud = 0, doøng ñieän chaûy qua taûi Id = 0. Diode bò
ñaët moät ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi baèng giaù trò cöïc ñaïi cuûa ñieän aùp treân 2 ñaàu thöù caáp cuûa
maùy bieán aùp: )
4
.
2
(
2V
ud =
Ta coù daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi:
Hình 2.3 daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi
T1
1 5
4 8
D
R
V1
1
2
T1
1 5
4 8
D
R
V1
1
2
L1
a) Taûi R b) Taûi RL
Hình 2.2 Sô ñoà maïch chænh löu moät pha nöûa chu kyø
ud
id
ud
id

17. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
16
+ Trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
Töø daïng soùng ñieän aùp treân taûi nhaän ñöôïc, ta coù trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi Ud:
)
5
.
2
(
2
sin
.
2
2
1
)
(
2
1
0
2
0
π
θ
θ
π
θ
θ
π
π
π
V
d
V
d
u
U d
d =
=
= ∫
∫
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua taûi Id:
)
6
.
2
(
2
R
V
R
U
I d
d
π
=
=
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua diode ID:
)
7
.
2
(
2
R
V
R
U
I
I d
d
D
π
=
=
=
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân diode:
)
8
.
2
(
2
max
max V
U
UD =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa ñieän aùp chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp I:
)
9
.
2
(
2
)
(
2
1
)
(
2
1
0
2
2
0
2
R
V
d
i
d
i
I d
d =
=
= ∫
∫
π
π
θ
θ
π
θ
θ
π
• Tröôøng hôïp taûi RL:
+ Khi 0 < θ < π: Diode ñöôïc phaân cöïc thuaän, diode môû cho doøng ñieän chaûy qua taûi. Khi
ñoù ñieän aùp treân taûi ud baèng ñieän aùp nguoàn u. )
10
.
2
(
sin
.
2 θ
V
u
ud =
=
Doøng ñieän chaûy qua maïch ñöôïc xaùc ñònh thoâng qua phöông trình cho maïch ñieän:
)
11
.
2
(
sin
2
. θ
V
u
dt
di
L
i
R d
d =
=
+
Giaûi phöông trình (2.6) ta coù doøng ñieän chaûy qua taûi:
( ) )
12
.
2
(
.
sin
sin
2
2
2






+
−
+
=
− θ
ϕ
ϕ
θ X
R
d e
X
R
V
i
Trong ñoù:
R
L
arctg
ω
ϕ = , X = ωL = Z.sinϕ, R = Z.cosϕ, 2
2
X
R
Z +
= .
Do trong taûi coù cuoän daây L neân khi diode daãn, doøng ñieän taêng leân töø giaù trò khoâng
vaø cuoän daây L tích luõy naêng löôïng trong moät khoaûng thôøi gian sau ñoù doøng ñieän giaûm
xuoáng. Khi doøng ñieän chaûy trong maïch giaûm, treân cuoän daây L seõ xuaát hieän moät ñieän aùp
caûm öùng theo chieàu choáng laïi chieàu giaûm cuûa doøng ñieän (cuoän daây L hoaøn naêng löôïng)
laøm cho diode vaãn tieáp tuïc daãn maëc duø nguoàn xoay chieàu ñaõ chuyeån daáu sang aâm (nhö
hình). Sau moät khoaûng 0 < θ =λ < 2π doøng ñieän chaûy qua taûi giaûm xuoáng baèng 0 thì diode
ngaét (λ goïi laø goùc taét doøng ñieän).
Doøng id baèng khoâng khi θ =λ. Töø phöông trình (2.7) ta coù:

18. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
17
( ) )
13
.
2
(
0
.
sin
sin
2
2
2
=






+
−
+
=
− λ
ϕ
ϕ
λ X
R
d e
X
R
V
i
=> ( ) )
14
.
2
(
.
sin
sin
λ
ϕ
ϕ
λ X
R
e
−
−
=
−
Goùc taét λ coù theå ñöôïc xaùc ñònh töø phöông trình sieâu vieät (2.14).
+ Khi λ < θ < 2π: Diode bò phaân cöïc ngöôïc, diode ngaét. Khi ñoù ñieän aùp treân taûi ud = 0.
Hình 2.4 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi
+ Trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
)
15
.
2
(
)
cos
1
(
2
2
2
sin
.
2
2
1
)
(
2
1
2
0
2
0
λ
π
π
θ
θ
π
θ
θ
π
π
π
−
−
=
=
= ∫
∫
V
V
d
V
d
u
U d
d
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi:
( ) )
16
.
2
(
1
sin
cos
cos
2
2
)
(
2
1
2
2
2
0 















−
+
−
−
+
=
=
−
∫
λ
π
ϕ
ϕ
λ
ϕ
π
θ
θ
π
X
R
d
d e
R
X
X
R
V
d
i
I
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua diode: ID = Id (2.17).
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân diode: )
18
.
2
(
2
max
max V
U
UD =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
)
19
.
2
(
)
(
2
1
)
(
2
1
0
2
2
0
2
∫
∫ =
=
λ
π
θ
θ
π
θ
θ
π
d
i
d
i
I d
d
Trong thöïc teá, khi maïch taûi coù cuoän daây L, ngöôøi ta thöôøng duøng moät diode noái
song song vôùi taûi vaø ngöôïc chieàu ñeå hoaøn naêng löôïng.
Hình 2.5 Chænh löu tia moät pha duøng diode hoaøn naêng löôïng D0.
V
1
2
D
R
L
Do

19. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
18
a) taûi R b) taûi RE c) taûi RLE
Vôùi söï coù maët cuûa diode hoaøn naêng löôïng Do trong maïch thì khi ñieän aùp nguoàn xoay
chieàu baèng 0, ñieän aùp ngöôïc xuaát hieän treân cuoän daây L seõ phaân cöïc thuaän cho diode D0
laøm diode D0 daãn,
doøng ñieän chaûy töø cuoän daây L qua diode D0, tieâu taùn treân ñieän trôû R vaø trôû veà cuoän daây.
Khi ñoù, ñieän aùp treân taûi ud = 0, diode D ngaét. Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi nhö
hình 2.6
Hình 2.6 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi khi trong maïch coù diode hoaøn naêng löôïng
+ Trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
)
20
.
2
(
2
sin
.
2
2
1
)
(
2
1
2
0
2
0
π
θ
θ
π
θ
θ
π
π
π
V
d
V
d
u
U d
d =
=
= ∫
∫
b. Chænh löu moät pha hai nöûa chu kyø:
- Sô ñoà maïch:
Hình 2.7 Sô ñoà chænh löu caàu moät pha hai nöûa chu kyø
Giaû söû ñieän aùp xoay chieàu ôû 2 ñaàu thöù caáp maùy bieán aùp:
)
21
.
2
(
sin
.
2 θ
V
u = .
- Phaân tích:
• Tröôøng hôïp taûi R:
+ Trong khoaûng 0 < θ < π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò döông, diode D1 vaø D3 ñöôïc
phaân cöïc thuaän neân diode D1 vaø D3 môû, diode D2 vaø D4 bò phaân cöïc ngöôïc neân D2 vaø
D4 ngaét. Doøng ñieän chaûy töø thöù caáp cuûa maùy bieán aùp qua diode D1, qua taûi, qua diode D3

20. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
19
vaø trôû veà thöù caáp cuûa maùy bieán aùp. Khi diode daãn, ñieän aùp rôi treân diode xem nhö khoâng
ñaùng keå (uD = 0). Ñieän aùp treân hai ñaàu taûi:
)
22
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud =
=
Doøng ñieän chaûy qua taûi: )
23
.
2
(
sin
.
2
R
V
R
u
i d
d
θ
=
=
+ Trong khoaûng π < θ < 2π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò aâm, diode D1 vaø D3 bò phaân
cöïc ngöôïc neân diode ngaét, diode D2 vaø D4 phaân cöïc thuaän neân D2 vaø D4 daãn. Ñieän aùp
treân hai ñaàu taûi:
)
24
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud −
=
−
=
Ta coù daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi:
Hình 2.8 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi
+ Trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
)
25
.
2
(
2
2
sin
.
2
1
)
(
1
0
0
π
θ
θ
π
θ
θ
π
π
π
V
d
V
d
u
U d
d =
=
= ∫
∫
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi:
)
26
.
2
(
2
2
R
V
R
U
I d
d
π
=
=
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua diode:
)
27
.
2
(
2
2 R
V
I
I d
D
π
=
=
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân diode:
)
28
.
2
(
2
max
max V
U
UD =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:

21. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
20
)
29
.
2
(
sin
2
1
)
(
1
0
2
0
2
R
V
d
R
V
d
i
I d =








=
= ∫
∫
π
π
θ
θ
π
θ
θ
π
• Tröôøng hôïp taûi RE:
+ Trong khoaûng 0 < θ < π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò döông.
Tuy nhieân trong khoaûng 0 < θ < θ1, u < E neân diode D1 vaø D3 phaân cöïc ngöôïc, D1
vaø D3 khoâng daãn, ñieän aùp treân taûi ud = E. Trong ñoù θ1 laø nghieäm cuûa phöông trình:
)
30
.
2
(
sin
2 E
V =
θ
Khi θ1 < θ < θ2, u > E, diode D1 , D3 ñöôïc phaân cöïc thuaän neân diode D1 vaø D3 môû,
diode D2 vaø D4 bò phaân cöïc ngöôïc neân D2 vaø D4 ngaét. Doøng ñieän chaûy töø thöù caáp cuûa
maùy bieán aùp qua diode D1, qua taûi, qua diode D3 vaø trôû veà thöù caáp cuûa maùy bieán aùp. Khi
diode daãn, ñieän aùp rôi treân diode xem nhö khoâng ñaùng keå (uD = 0). Ñieän aùp treân hai ñaàu
taûi:
)
31
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud =
=
Doøng ñieän chaûy qua taûi:
)
32
.
2
(
sin
.
2
R
E
V
R
u
i d
d
−
=
=
θ
+ Trong khoaûng π < θ < 2π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò aâm, phaân tích töông töï nhö
treân, diode D2 vaø D4 seõ daãn khi nguoàn xoay chieàu xoay chieàu lôùn hôn nguoàn söc ñieän
ñoäng E. Ñieän aùp treân hai ñaàu taûi:
)
33
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud −
=
−
=
Ta coù daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi:
Hình 2.9 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi
θ1 θ2

22. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
21
+ Trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
( ) )
34
.
2
(
cos
2
2
sin
.
2
1
sin
.
2
1
)
(
1
1
0
1
1
2
1
θ
π
θ
θ
π
θ
θ
π
θ
θ
π
θ
π
θ
θ
θ
π
V
d
V
d
V
d
u
U d
d =
=
=
= ∫
∫
∫
−
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi:
)
35
.
2
(
sin
cos
2
2
sin
.
2
1
)
(
1
1
1
0
2
1






−
=
−
=
= ∫
∫ θ
τ
π
θ
θ
θ
π
θ
θ
π
θ
θ
π
T
R
V
d
R
E
V
d
i
I d
d
Vôùi ωτ = θ1 - θ2,
T
π
ω
2
=
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua diode:
)
36
.
2
(
sin
cos
2
2
)
(
2
1
1
1
0






−
=
=
= ∫ θ
τ
π
θ
θ
θ
π
π
T
R
V
I
d
i
I d
d
d
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân diode:
)
37
.
2
(
2
max
max V
U
UD =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
)
38
.
2
(
.
2
sin
2
1
)
(
1 1
1
1
2
0
2
T
R
E
V
d
R
E
V
d
i
I d
τ
θ
θ
π
θ
θ
π
θ
π
θ
θ
π
−
=







 −
=
= ∫
∫
−
−
• Tröôøng hôïp taûi RLE:
+ Töø daïng soùng tín hieäu nhaän ñöôïc ta thaáy trong tröôøng hôïp taûi RE, doøng ñieän taûi bò giaùn
ñoaïn. Ñeå doøng taûi laø lieân töïc, ta noái theâm vaùo maïch taûi moät cuoän daây L nhö hình 2.7 - c.
Khi coù cuoän daây L trong maïch, moãi khi doøng ñieän chaûy qua taûi bieán thieân thì treân cuoän
daây seõ sinh moät nguoàn söùc ñieän ñoäng caûm öùng
dt
di
L
uL = ñeå choáng laïi chieàu bieán thieân
cuûa doøng ñieän. Söû duïng khai trieån Fourier cho tín hieäu ñieän aùp treân taûi ud ta nhaän thaáy ud
goàm 2 thaønh phaàn: Phaàn ñieän aùp moät chieàu Ud chính laø trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi
vaø phaàn ñieän aùp xoay chieàu ua chính laø thaønh phaàn soùng haøi coù trong ud.
ud = Ud + ua (2.39)
Theo nguyeân lyù xeáp choàng thì doøng ñieän chaûy trong maïch taûi cuõng goàm 2 thaønh
phaàn: Thaønh phaàn moät chieàu Id laø trò trung bình cuûa doøng taûi do nguoàn moät chieàu gaây neân
vaø thaønh phaàn xoay chieàu ia do nguoàn xoay chieàu gaây neân. Phöông trình cho maïch taûi:
)
40
.
2
(
dt
di
L
E
Ri
u d
d
d +
+
=
Hay: )
41
.
2
(
dt
dI
L
dt
di
L
Ri
E
RI
u
U d
a
a
d
a
d +
+
+
+
=
+

23. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
22
Do Id laø haèng soá neân 0
=
dt
dI
L d
. Phöông trình (2.41) ñöôïc vieát laïi:
)
42
.
2
(
dt
di
L
Ri
E
RI
u
U a
a
d
a
d +
+
+
=
+
Caân baèng thaønh phaàn moät chieàu vaø xoay chieàu ta ñöôïc:
Ud = R.Id + E (2.43)
)
44
.
2
(
dt
di
L
Ri
u a
a
a +
=
Neáu cuoän daây L coù giaù trò lôùn thì
dt
di
L
Ri a
a << neân (2.44) coù theå vieát laïi:
dt
di
L
u a
a = .
Nhö vaäy khi cuoän daây L coù giaù trò ñuû lôùn thì toaøn boä ñieän aùp xoay chieàu ñaët leân cuoän daây
L, doøng ñieän xoay chieàu ia chaûy qua taûi xem nhö baèng 0, doøng ñieän chaûy qua taûi laø lieân
tuïc.
Töø phöông trình (2.43) ta coù trò trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua taûi:
)
44
.
2
(
R
E
U
I d
d
−
=
Daïng soù ng cuûa ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi khi coù cuoän day L:
Hình 2.10 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi
Töø daïng soùng nhaän ñöôïc ta coù:
+ Trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
)
45
.
2
(
2
2
sin
.
2
1
)
(
1
0
0
π
θ
θ
π
θ
θ
π
π
π
V
d
V
d
u
U d
d =
=
= ∫
∫
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua diode:
)
46
.
2
(
2
d
D
I
I =
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân diode:
)
47
.
2
(
2
max
max V
U
UD =
=

24. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
23
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
)
48
.
2
(
1
)
(
1
0
2
0
2
d
d
d I
d
I
d
i
I =
=
= ∫
∫
π
π
θ
π
θ
θ
π
2. Chænh löu ba pha:
a. Chænh löu tia ba pha nhoùm Kathode:
- Sô ñoà maïch:
Nguoàn xoay chieàu 3 pha ôû thöù caáp cuûa
maùy bieán aùp:
)
49
.
2
(
sin
2
1 θ
V
u =
)
50
.
2
(
3
2
sin
2
2 





−
=
π
θ
V
u
)
51
.
2
(
3
4
sin
2
3 





−
=
π
θ
V
u Hình 2.11 Sô ñoà chænh löu tia ba pha nhoùm Kathode
Daïng soùng nguoàn 3 pha:
Hình 2.11 daïng soùng nguoàn xoay chieàu 3 pha
- Phaân tích:
Giaû thieát cuoän daây L coù giaù trò ñuû lôùn ñeå doøng taûi lieân tuïc
+ Trong khoaûng
6
5
6
π
θ
π
<
< , nguoàn u1 coù giaù trò lôùn nhaát neân diode D1 phaân cöïc thuaän,
D1 daãn, D3 vaø D5 bò phaân cöïc ngöôïc. Ñieän aùp treân taûi:
)
52
.
2
(
sin
2
1 θ
V
u
udK =
=
+ Trong khoaûng
6
9
6
5 π
θ
π
<
< , nguoàn u2 coù giaù trò lôùn nhaát neân diode D3 phaân cöïc thuaän,
D3 daãn, D1 vaø D5 bò phaân cöïc ngöôïc. Ñieän aùp treân taûi:
)
53
.
2
(
3
2
sin
2
2 





−
=
=
π
θ
V
u
udK
udK

25. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
24
+ Trong khoaûng
6
13
6
9 π
θ
π
<
< , nguoàn u3 coù giaù trò lôùn nhaát neân diode D5 phaân cöïc thuaän,
D5 daãn, D1 vaø D3 bò phaân cöïc ngöôïc. Ñieän aùp treân taûi:
)
54
.
2
(
3
4
sin
2
3 





−
=
=
π
θ
V
u
udK
Ta coù daïng soùng ñieän aùp chænh löu vaø doøng ñieän chaûy qua taûi:
Hình 2.12 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi
+ Töø daïng soùng nhaän ñöôïc ta coù trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
)
55
.
2
(
2
6
3
sin
.
2
2
3
)
(
2
3 6
5
6
6
5
6
π
θ
θ
π
θ
θ
π
π
π
π
π
V
d
V
d
u
U d
dK =
=
= ∫
∫
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi:
)
56
.
2
(
R
E
U
I d
d
−
=
+ Trong moät chu kyø 2π, moãi diode chæ daãn doøng trong khoaûng goùc laø
3
2π
neân ta coù trò
trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua diode:
)
57
.
2
(
3
d
D
I
I =
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân diode: ñieän aùp ngöôïc ñaët leân moãi diode ñuùng baèng ñieän
aùp daây, neân ta coù ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân diode:
)
58
.
2
(
6
max
12
max V
u
UD =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
)
59
.
2
(
3
2
3 6
5
6
2
3
2
1
d
d
I
d
I
I
I
I =
=
=
= ∫
π
π
θ
π

26. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
25
udA
b. Chænh löu tia ba pha nhoùm Anode:
- Sô ñoà maïch:
Nguoàn xoay chieàu 3 pha ôû thöù caáp cuûa
maùy bieán aùp:
)
60
.
2
(
sin
2
1 θ
V
u =
)
61
.
2
(
3
2
sin
2
2 





−
=
π
θ
V
u
)
62
.
2
(
3
4
sin
2
3 





−
=
π
θ
V
u
Hình 2.13 Sô ñoà chænh löu tia ba pha nhoùm Anode
Daïng soùng nguoàn 3 pha:
Hình 2.14 daïng soùng nguoàn xoay chieàu 3 pha
- Phaân tích:
Giaû thieát cuoän daây L coù giaù trò ñuû lôùn ñeå doøng taûi lieân tuïc
+ Trong khoaûng
6
7
2
π
θ
π
<
< , nguoàn u3 coù giaù trò aâm lôùn nhaát neân diode D2 phaân cöïc
thuaän, D2 daãn, D4 vaø D6 bò phaân cöïc ngöôïc. Ñieän aùp treân taûi:
)
63
.
2
(
3
4
sin
2
3 





−
=
=
π
θ
V
u
udA
+ Trong khoaûng
6
11
6
7 π
θ
π
<
< , nguoàn u1 coù giaù trò aâm lôùn nhaát neân diode D4 phaân cöïc
thuaän, D4 daãn, D2 vaø D6 bò phaân cöïc ngöôïc. Ñieän aùp treân taûi:
)
64
.
2
(
sin
2
1 θ
V
u
udA =
=
+ Trong khoaûng
6
15
6
11 π
θ
π
<
< , nguoàn u2 coù giaù trò aâm lôùn nhaát neân diode D6 phaân cöïc
thuaän, D6 daãn, D2 vaø D4 bò phaân cöïc ngöôïc. Ñieän aùp treân taûi:
)
65
.
2
(
3
2
sin
2
2 





−
=
=
π
θ
V
u
udK
Ta coù daïng soùng ñieän aùp chænh löu vaø doøng ñieän chaûy qua taûi:

27. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
26
Hình 2.15 Daïng soùng ñieän aùp taûi vaø doøng ñieän chaûy qua taûi
+ Töø daïng soùng nhaän ñöôïc ta coù trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
)
66
.
2
(
2
6
3
3
4
sin
.
2
2
3
)
(
2
3 6
7
2
6
7
2
π
θ
π
θ
π
θ
θ
π
π
π
π
π
V
d
V
d
u
U d
dA −
=






−
=
= ∫
∫
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi: )
67
.
2
(
R
E
U
I d
d
−
=
+ Trong moät chu kyø 2π, moãi diode chæ daãn doøng trong khoaûng goùc laø
3
2π
neân ta coù trò
trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua diode: )
68
.
2
(
3
d
D
I
I =
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân diode: ñieän aùp ngöôïc ñaët leân moãi diode duùng baèng ñieän
aùp daây, neân ta coù ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân diode: )
69
.
2
(
6
max
12
max V
u
UD =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
)
70
.
2
(
3
2
3 6
5
6
2
3
2
1
d
d
I
d
I
I
I
I =
=
=
= ∫
π
π
θ
π
c. Chænh löu caàu ba pha:
- Sô ñoà maïch:
Nguoàn xoay chieàu 3 pha ôû thöù caáp cuûa
maùy bieán aùp:
)
71
.
2
(
sin
2
1 θ
V
u =
)
72
.
2
(
3
2
sin
2
2 





−
=
π
θ
V
u
)
73
.
2
(
3
4
sin
2
3 





−
=
π
θ
V
u
Hình 2.16 Sô ñoà chænh löu caàu ba pha
ud
udK
udA
K
A
N

28. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
27
Daïng soùng nguoàn 3 pha:
Hình 2.14 daïng soùng nguoàn xoay chieàu 3 pha
- Goïi hieäu ñieän theá giöõa ñieåm A vôùi ñieåm N laø udA ñaây chính laø hieäu ñieän theá treân taûi
trong tröôøng hôïp chænh löu tia 3 pha nhoùm Anode, hieäu ñieän theá giöõa ñieåm K vôùi ñieåm N
laø udK laø hieäu ñieän theá treân taûi trong tröôøng hôïp chænh löu tia 3 pha nhoùm Kathode. Ta coù
ñieän aùp treân taûi ud = udK – udA (2.74)
Töø (2.74) ta coù trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
)
75
.
2
(
6
3
2
6
3
2
6
3
V
V
V
U
U
U dA
dK
d
π
π
π
=








−
−
=
−
=
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi: )
76
.
2
(
R
E
U
I d
d
−
=
+ Trong moät chu kyø 2π, moãi diode chæ daãn doøng trong khoaûng goùc laø
3
2π
neân ta coù trò
trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua diode: )
77
.
2
(
3
d
D
I
I =
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân diode: ñieän aùp ngöôïc ñaët leân moãi diode duùng baèng ñieän
aùp daây, neân ta coù ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân diode: )
78
.
2
(
6
max
12
max V
u
UD =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
)
79
.
2
(
3
2
1 3
2
0
2
3
2
1 d
d I
d
I
I
I
I =
=
=
= ∫
π
θ
π
+ Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi:
Hình 2.15 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng taûi chænh löu caàu 3 pha.

29. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
28
a) Taûi R b) Taûi RLE
Hình 2.16 Sô ñoà maïch chænh löu caàu moät pha ñieàu khieån
II.3 Chænh Löu Ñieàu Khieån:
Chænh löu ñieàu khieån laø loaïi chænh löu taïo ra doøng ñieän moät chieàu coù trò trung bình thay
ñoåi ñöôïc töø. Loaïi chænh löu naøy söû duïng thyristor laøm linh kieän chính trong maïch.
1. Chænh löu moät pha:
a. Chænh löu caàu moät ñieàu khieån toaøn phaàn:
- Sô ñoà maïch:
Giaû söû ñieän aùp xoay chieàu ôû 2 ñaàu thöù caáp maùy bieán aùp: θ
sin
.
2V
u = .
- Phaân tích:
• Tröôøng hôïp taûi R:
+ Trong khoaûng 0 < θ < π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò döông, Thyrirtor T1 vaø T3 ñöôïc
phaân cöïc thuaän, thyrirtor T2 vaø T4 bò phaân cöïc ngöôïc. Tuy thyrirtor T1, T3 ñöôïc phaân cöïc
thuaän nhöng vì ñaây laø loaïi linh kieän coù ñieàu khieån neân thyristor T1, T3 chöa daãn, ñieän aùp
treân taûi ud = 0. Giaû söû ôû goùc 0 < θ = α < π, ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû T1 vaø T3, T1
vaø T3 daãn khi ñoù ñieän aùp treân taûi:
)
80
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud =
=
Doøng ñieän chaûy töø thöù caáp cuûa maùy bieán aùp qua T1, qua taûi R, qua T3 vaø trôû veà thöù
caáp cuûa maùy bieán aùp.
Doøng ñieän chaûy qua taûi: )
81
.
2
(
sin
.
2
R
V
R
u
i d
d
θ
=
=
+ Trong khoaûng π < θ < 2π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò aâm, thyristor T1 vaø T3 bò phaân
cöïc ngöôïc, thyristor T2 vaø T4 phaân cöïc thuaän. Giaû söû ôû goùc π < θ = α+π < 2π, ta cho tín
hieäu ñieàu khieån môû T2 vaø T4, T2 vaø T4 daãn khi ñoù ñieän aùp treân taûi:
)
82
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud −
=
−
=
Ta coù daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi nhö hình 2.17:
+ Trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
( ) )
83
.
2
(
cos
1
2
sin
.
2
1
)
(
1
0
α
π
θ
θ
π
θ
θ
π
π
α
π
+
=
=
= ∫
∫
V
d
V
d
u
U d
d

30. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
29
Hình 2.17 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi
Töø (2.83) ta nhaän thaáy khi 0 < α < π, ñieän aùp treân taûi V
Ud
π
2
2
0 <
<
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi: ( ) )
85
.
2
(
cos
1
2
α
π
+
=
=
R
V
R
U
I d
d
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua thyristor: )
86
.
2
(
2
d
T
I
I =
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân thyristor: )
87
.
2
(
2
max
max V
U
UD =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
)
88
.
2
(
4
2
sin
2
2
1
2
sin
2
1
)
(
1 2
π
α
π
α
θ
θ
π
θ
θ
π
π
α
−
−
=








=
= ∫
∫ R
V
d
R
V
d
i
I d
• Tröôøng hôïp taûi RLE:
Giaû thieát cuoän daây L trong maïch coù giaù trò ñuû lôùn ñeå doøng taûi lieân tuïc.
+ Trong khoaûng 0 < θ < π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò döông, Thyrirtor T1 vaø T3 ñöôïc
phaân cöïc thuaän, thyrirtor T2 vaø T4 bò phaân cöïc ngöôïc. Tuy thyrirtor T1, T3 ñöôïc phaân cöïc
thuaän nhöng vì ñaây laø loaïi linh kieän coù ñieàu khieån neân thyristor T1, T3 chöa daãn, ñieän aùp
treân taûi ud = 0. Giaû söû ôû goùc 0 < θ = α < π, ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû T1 vaø T3, T1 vaø
T3 daãn khi ñoù ñieän aùp treân taûi: )
89
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud =
=
Doøng ñieän chaûy töø thöù caáp cuûa maùy bieán aùp qua T1, qua taûi R, qua T3 vaø trôû veà thöù
caáp cuûa maùy bieán aùp. Doøng ñieän chaûy qua taûi taêng leân töø giaù trò Imin, khi doøng ñieän qua taûi
coù xu höôùng giaûm xuoáng thì cuoän daây L trong maïch seõ sinh söôùc ñieän ñoäng caûm öùng
choáng laïi chieàu giaûm cuûa doøng ñieän. Chính söùc ñieän ñoäng caûm öùng naøy laø cho caùc
thyristor T1, T3 khoâng bò ngaét khi ñieän aùp nguoàn giaûm xuoáng baèng 0 thaäm chí laø chuyeån
sang aâm.
+ Trong khoaûng π < θ < 2π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò aâm, do T2 vaø T4 chöa daãn neân
thyristor T1 vaø T3 vaãn ñöôïc phaân cöïc thuaän bôûi toång hôïp nguoàn xoay chieàu vaø söùc ñieän

31. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
30
ñoäng caûm öùng treân cuoän daây L neân T1 vaø T3 vaãn daãn, thyristor T2 vaø T4 ñöôïc phaân cöïc
thuaän bôûi nguoàn xoay chieàu u. Giaû söû ôû goùc π < θ = α+π < 2π, ta cho tín hieäu ñieàu khieån
môû T2 vaø T4, T2 vaø T4 daãn. Khi T2 vaø T4 daãn, T1 vaø T3 bò khoaù bôûi ñieän aùp aâm cuûa
nguoàn xoay chieàu, T1 vaø T3 ngaét, doøng ñieän chaûy qua taûi taêng leân, khi ñoù ñieän aùp treân
taûi: )
90
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud −
=
−
=
Ta coù daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi:
Hình 2.18 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi
+ Trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
)
91
.
2
(
cos
2
2
sin
.
2
1
)
(
1
α
π
θ
θ
π
θ
θ
π
α
π
α
α
π
α
V
d
V
d
u
U d
d =
=
= ∫
∫
+
+
Töø (2.83) ta nhaän thaáy khi 0 < α < π, ñieän aùp treân taûi V
U
V d
π
π
2
2
2
2
<
<
−
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi:
)
92
.
2
(
R
E
U
I d
d
−
=
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua thyristor:
)
93
.
2
(
2
d
T
I
I =
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân thyristor:
)
94
.
2
(
2
max
max V
U
UT =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
)
95
.
2
(
1 2
d
d I
d
I
I =
= ∫
+α
π
α
θ
π
b. Chænh löu caàu moät ñieàu khieån baùn phaàn:
- Sô ñoà maïch chænh löu caàu moät pha nhö hình 2.19:
Giaû söû ñieän aùp xoay chieàu ôû 2 ñaàu thöù caáp maùy bieán aùp: θ
sin
.
2V
u = .

32. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
31
- Phaân tích:
• Tröôøng hôïp taûi R:
+ Trong khoaûng 0 < θ < π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò döông, Thyrirtor T1 vaø diode
D2 ñöôïc phaân cöïc thuaän, thyrirtor T2 vaø diode D1 bò phaân cöïc ngöôïc. Tuy T1, D2 ñöôïc
phaân cöïc thuaän nhöng vì T1 laø loaïi linh kieän coù ñieàu khieån neân thyristor T1 chöa daãn,
ñieän aùp treân taûi ud = 0. Giaû söû ôû goùc 0 < θ = α < π, ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû T1, T1
vaø D2 daãn khi ñoù ñieän aùp treân taûi:
)
96
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud =
=
Doøng ñieän chaûy töø thöù caáp cuûa maùy bieán aùp qua T1, qua taûi R, qua D2 vaø trôû veà
thöù caáp cuûa maùy
bieán aùp.
Doøng ñieän chaûy qua taûi: )
97
.
2
(
sin
.
2
R
V
R
u
i d
d
θ
=
=
+ Khi θ = π, ñieän aùp nguoàn xoay chieàu baèng 0, doøng ñieän chaûy qua taûi vaø cuõng chính laø
doøng ñieän chaûy qua thyristor T1 baèng 0, T1 ngaét.
+ Trong khoaûng π < θ < 2π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò aâm, thyristor T1 vaø diode D2
bò phaân cöïc ngöôïc, thyristor T2 vaø diode D1 phaân cöïc thuaän. Giaû söû ôû goùc π < θ = α+π <
2π, ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû T2, T2 vaø D1 daãn khi ñoù ñieän aùp treân taûi:
)
98
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud −
=
−
=
Ta coù daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi nhö hình 2.20:
+ Trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
( ) )
99
.
2
(
cos
1
2
sin
.
2
1
)
(
1
0
α
π
θ
θ
π
θ
θ
π
π
α
π
+
=
=
= ∫
∫
V
d
V
d
u
U d
d
Töø (2.83) ta nhaän thaáy khi 0 < α < π, ñieän aùp treân taûi V
Ud
π
2
2
0 <
<
a) Taûi R b) Taûi RLE
Hình 2.19 Sô ñoà maïch chænh löu caàu moät pha ñieàu khieån baùn phaàn

33. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
32
Hình 2.20 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi:
( ) )
100
.
2
(
cos
1
2
α
π
+
=
=
R
V
R
U
I d
d
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua thyristor vaø diode:
)
101
.
2
(
2
d
D
T
I
I
I =
=
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân thyristor vaø diode:
)
102
.
2
(
2
max
max
max V
U
U
U T
D =
=
=
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
)
103
.
2
(
4
2
sin
2
2
1
2
sin
2
1
)
(
1 2
π
α
π
α
θ
θ
π
θ
θ
π
π
α
−
−
=








=
= ∫
∫ R
V
d
R
V
d
i
I d
• Tröôøng hôïp taûi RLE:
Giaû thieát cuoän daây L trong maïch coù giaù trò ñuû lôùn ñeå doøng taûi lieân tuïc.
+ Trong khoaûng 0 < θ < π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò döông, Thyrirtor T1 vaø diode
D2 ñöôïc phaân cöïc thuaän, thyrirtor T2 vaø diode D1 bò phaân cöïc ngöôïc. Tuy thyrirtor T1
ñöôïc phaân cöïc thuaän nhöng vì ñaây laø loaïi linh kieän coù ñieàu khieån neân thyristor T1 chöa
daãn, ñieän aùp treân taûi ud = 0. Giaû söû ôû goùc 0 < θ = α < π, ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû
T1, T1 vaø D2 daãn khi ñoù ñieän aùp treân taûi: )
104
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud =
=
Doøng ñieän chaûy töø thöù caáp cuûa maùy bieán aùp qua T1, qua taûi R, qua D2 vaø trôû veà
thöù caáp cuûa maùy bieán aùp. Doøng ñieän chaûy qua taûi taêng leân töø giaù trò Imin, khi doøng ñieän
qua taûi coù xu höôùng giaûm xuoáng thì cuoän daây L trong maïch seõ sinh söôùc ñieän ñoäng caûm
öùng choáng laïi chieàu giaûm cuûa doøng ñieän.
+ Khi θ = π, ñieän aùp nguoàn xoay chieàu baèng 0, söùc ñieän ñoäng caûm öùng sinh ra treân cuoän
daây L seõ phaân cöùc thuaän cho diode D1 vaø D2, D1 vaø D2 daãn, doøng ñieän chaûy töø cuoän daây
L qua nguoàn E, D2, D1, R vaø trôû veà cuoän daây L. Luùc naøy doøng ñieän chaûy qua thyristor T1
baèng 0, T1 ngaét. Ñieän aùp treân taûi baèng ñieän aùp rôi treân 2 diode (ud = 0).

34. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
33
+ Trong khoaûng π < θ < 2π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò aâm, do D1 vaø D2 ñang daãn
neân ñieän aùp nguoàn ñaët tröïc tieáp leân thyristor T1 vaø T2 laø cho T1 bò phaân cöùc ngöôïc, T2
ñöôïc phaân cöïc thuaän bôûi nguoàn. Giaû söû ôû goùc π < θ = α+π < 2π, ta cho tín hieäu ñieàu khieån
môû T2, T2 daãn. Khi T2 daãn, diode D2 bò phaân cöïc ngöôïc bôûi nguoàn neân D2 ngaét, doøng
ñieän chaûy töø nguoàn qua D1, R, L, E, T2 vaø trôû veà nguoàn. Doøng ñieän chaûy qua taûi taêng leân,
khi ñoù ñieän aùp treân taûi:
)
105
.
2
(
sin
2 θ
V
u
ud −
=
−
=
Ta coù daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi:
Hình 2.21 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi
+ Trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
( ) )
106
.
2
(
cos
1
2
sin
.
2
1
)
(
1
0
α
π
θ
θ
π
θ
θ
π
π
α
π
+
=
=
= ∫
∫
V
d
V
d
u
U d
d
Töø (2.83) ta nhaän thaáy khi 0 < α < π, ñieän aùp treân taûi V
Ud
π
2
2
0 <
<
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi: )
107
.
2
(
R
E
U
I d
d
−
=
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua thyristor:
( ) )
108
.
2
(
2
2
1
2
1
2
1






−
=
−
=
= ∫ π
α
α
π
π
θ
π
π
α
d
d
d
T I
I
d
I
I
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua diode:
( ) )
109
.
2
(
2
2
1
2
2
1
2
1
2






+
=
−
+
=
= ∫
+
π
α
π
α
π
π
θ
π
α
π
π
d
d
d
D I
I
d
I
I
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân thyristor vaø diode:
)
110
.
2
(
2
max
max
max V
U
U
U T
D =
=
=

35. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
34
udK
Hình 2.24 Sô ñoà chænh löu tia 3 pha nhoùm Kathode
u1
u2
u3
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
)
111
.
2
(
1
1 2






−
=
= ∫ π
α
θ
π
π
α
d
d I
d
I
I
c. Sô ñoà maïch ñieàu khieån:
- Sô ñoà khoái maïch ñieàu khieån:
- Sô ñoà chi tieát maïch ñieàu khieån:
Hình 2.23 sô ñoà chi tieát maïch ñieàu khieån boä chænh löu moät pha
2. Chænh löu ba pha:
a. Chænh löu tia 3 pha ñieàu khieån nhoùm Kathode:
- Sô ñoà maïch:
Giaû söû nguoàn xoay chieàu 3 pha treân thöù caáp
cuûa maùy bieán aùp laø:
)
112
.
2
(
sin
2
1 θ
V
u =
)
113
.
2
(
3
2
sin
2
2 





−
=
π
θ
V
u
)
114
.
2
(
3
4
sin
2
3 





−
=
π
θ
V
u
Bieán aùp
ñoàng boä
So saùnh Maïch kích
SCR
Vcc
10k
1 3
2
220V
Uñk
Hình 2.22 Sô ñoà khoái maïch ñieàu khieån chænh löu
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc Vcc
Vcc
Vcc
K
G
K
G
K
G
K
G
T1
BAÑB
1 5
4 8
+
-
LM339
7
6
1
3
12
+
-
LM339
7
6
1
3
12
R1
10k
R2
10k
R3
4,7k
R4 1k
C828
A1015
1u
1k
10k
8,2 V
10k 4,7k
D
104
4,7k
TIP122
D
D
T2
SCR1
1 5
4 8
T2
SCR3
1 5
4 8
T2
SCR4
1 5
4 8
104
8,2 V
1u
A1015
D
T2
SCR2
1 5
4 8
4,7k
4,7k
10k
10k
C828
1k
D
D
TIP122
R4 1k
R3
4,7k
10k
1 3
2
+
-
LM339
7
6
1
3
12
+
-
LM339
7
6
1
3
12
220V 6V

36. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
35
Daïng soùng nguoàn 3 pha:
Hình 2.25 daïng soùng nguoàn xoay chieàu 3 pha
- Phaân tích:
Giaû thieát cuoän daây L coù giaù trò ñuû lôùn ñeå doøng qua taûi laø lieân tuïc, caùc thyristor ñöôïc ñieàu
khieån theo trình töï T1, T3, T5, T1, …
Giaû söû T5 ñang daãn, trong khoaûng
6
0
π
θ <
< , ñieän aùp ñaët leân thyristor T1: uT1 = u1 – u3 < 0
neân trong khoaûng goùc naøy maëc duø u1 ñaõ döông nhöng ñieän aùp ñaët leân thyristor vaãn aâm
neân T1 khoâng theå daãn. Ñieän aùp ñaët leân thyristor T1: uT1 = u1 – u3 > 0 trong khoaûng
6
7
6
π
θ
π
<
< do ñoù thyristor T1 chæ coù theå daãn trong khoaûng goùc naøy töùc laø goùc ñieàu khieån
α chæ ñöôïc tính töø π/6. Töông töï cho caùc thyristir T3 vaø T5.
+ Trong khoaûng goùc
6
7
6
π
θ
π
<
< , T1 ñöôïc phaân cöïc thuaän, giaû söû ôû thôøi ñieåm
6
7
6
6
π
α
π
θ
π
<
+
=
< , ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû T1 => T1 daãn. Khi T1 daãn, ñieän aùp ñaët
leân T5: uT5 = u3 – u1 < 0 neân T5 ngaét, ñieän aùp treân taûi:
)
115
.
2
(
sin
2
1 θ
V
u
udK =
=
+ Trong khoaûng goùc
6
11
6
5 π
θ
π
<
< , ñieän aùp ñaët leân thyristor T3: uT3 = u2 – u1 > 0 T3 ñöôïc
phaân cöïc thuaän, giaû söû ôû thôøi ñieåm
6
11
6
5
6
5 π
α
π
θ
π
<
+
=
< , ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû
T3 => T3 daãn. Khi T3 daãn, ñieän aùp ñaët leân T1: uT1 = u1 – u2 < 0 neân T1 ngaét, ñieän aùp treân
taûi:
)
116
.
2
(
3
2
sin
2
2 





−
=
=
π
θ
V
u
udK
+ Trong khoaûng goùc
6
15
6
9 π
θ
π
<
< , ñieän aùp ñaët leân thyristor T5: uT5 = u3 – u2 > 0 T5 ñöôïc
phaân cöïc thuaän, giaû söû ôû thôøi ñieåm
6
15
6
9
6
9 π
α
π
θ
π
<
+
=
< , ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû

37. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
36
T5 => T5 daãn. Khi T5 daãn, ñieän aùp ñaët leân T3: uT3 = u2 – u3 < 0 neân T3 ngaét, ñieän aùp treân
taûi:
)
117
.
2
(
3
4
sin
2
3 





−
=
=
π
θ
V
u
udK
Laäp luaän töông töï cho chu kyø keá tieáp, ta coù daïng soùng tín hieäu treân taûi:
Hình 2.26 Daïng doøng tín hieäu treân taûi
Töø daïng tín hieäu nhaän ñöôïc, ta coù caùc heä thöùc:
+ Trò trung bình ñieän aùp treân taûi:
)
118
.
2
(
cos
2
6
3
sin
.
2
2
3
)
(
2
3 6
5
6
6
5
6
α
π
θ
θ
π
θ
θ
π
π
α
π
α
π
α
π
α
V
d
V
d
u
U d
dK =
=
= ∫
∫
+
+
+
+
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi:
)
119
.
2
(
R
E
U
I d
d
−
=
+ Trong moät chu kyø 2π, moãi thyristor chæ daãn doøng trong khoaûng goùc laø
3
2π
neân ta coù trò
trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua thyristor:
)
120
.
2
(
3
d
T
I
I =
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân thyristor: ñieän aùp ngöôïc ñaët leân moãi thyristor ñuùng baèng
ñieän aùp daây, neân ta coù ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân thyristor:
)
121
.
2
(
6
max
12
max V
u
UT =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
)
122
.
2
(
3
2
1 6
5
6
2
3
2
1
d
d
I
d
I
I
I
I =
=
=
= ∫
+
+
π
α
π
α
θ
π

38. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
37
Hình 2.27 Sô ñoà chænh löu tia 3 pha nhoùm
udA
b. Chænh löu tia 3 pha ñieàu khieån nhoùm Anode:
- Sô ñoà maïch:
Giaû söû nguoàn xoay chieàu 3 pha treân thöù caáp
cuûa maùy bieán aùp laø:
θ
sin
2
1 V
u =






−
=
3
2
sin
2
2
π
θ
V
u






−
=
3
4
sin
2
3
π
θ
V
u
Daïng soùng nguoàn 3 pha:
Hình 2.28 daïng soùng nguoàn xoay chieàu 3 pha
- Phaân tích:
Giaû thieát cuoän daây L coù giaù trò ñuû lôùn ñeå doøng qua taûi laø lieân tuïc, caùc thyristor ñöôïc ñieàu
khieån theo trình töï T4, T6, T2, T4, … vaø T6 ñang daãn.
+ Trong khoaûng goùc
6
9
6
3 π
θ
π
<
< , ñieän aùp ñaët leän T2: uT2 = u2 – u3 > 0, T2 ñöôïc phaân cöïc
thuaän. Giaû söû ôû goùc
6
9
6
3
6
3 π
α
π
θ
π
<
+
=
< , ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû T2 => T2 daãn.
Khi T2 daãn, ñieän aùp ñaët leân T6: uT6 = u3 – u2 < 0 neân T6 ngaét, ñieän aùp treân taûi:
)
123
.
2
(
3
4
sin
2
3 





−
=
=
π
θ
V
u
udA
+ Trong khoaûng goùc
6
13
6
7 π
θ
π
<
< , ñieän aùp ñaët leân thyristor T4: uT4 = u3 – u1 > 0 T4 ñöôïc
phaân
cöïc thuaän, giaû söû ôû thôøi ñieåm
6
13
6
7
6
7 π
α
π
θ
π
<
+
=
< , ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû T4 =>
T4 daãn. Khi T4 daãn, ñieän aùp ñaët leân T1: uT2 = u1 – u3 < 0 neân T2 ngaét, ñieän aùp treân taûi:
( ) )
124
.
2
(
sin
2
1 θ
V
u
udA =
=

39. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
38
+ Trong khoaûng goùc
6
17
6
11 π
θ
π
<
< , ñieän aùp ñaët leân thyristor T6: uT6 = u1 – u2 > 0 T6 ñöôïc
phaân cöïc thuaän, giaû söû ôû thôøi ñieåm
6
17
6
11
6
11 π
α
π
θ
π
<
+
=
< , ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû
T6 => T6 daãn. Khi T6 daãn, ñieän aùp ñaët leân T4: uT4 = u2 – u1 < 0 neân T4 ngaét, ñieän aùp treân
taûi:
)
125
.
2
(
3
2
sin
2
2 





−
=
=
π
θ
V
u
udA
Laäp luaän töông töï cho chu kyø keá tieáp, ta coù daïng soùng tín hieäu treân taûi:
Hình 2.29 Daïng doøng tín hieäu treân taûi
Töø daïng tín hieäu nhaän ñöôïc, ta coù caùc heä thöùc:
+ Trò trung bình ñieän aùp treân taûi:
)
126
.
2
(
cos
2
6
3
3
4
sin
.
2
2
3
)
(
2
3 6
7
6
3
6
7
6
3
α
π
θ
π
θ
π
θ
θ
π
π
α
π
α
π
α
π
α
V
d
V
d
u
U d
dA −
=






−
=
= ∫
∫
+
+
+
+
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi: )
127
.
2
(
R
E
U
I d
d
+
=
+ Trong moät chu kyø 2π, moãi thyristor chæ daãn doøng trong khoaûng goùc laø
3
2π
neân ta coù trò
trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua thyristor: )
128
.
2
(
3
d
T
I
I =
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân thyristor: ñieän aùp ngöôïc ñaët leân moãi thyristor ñuùng baèng
ñieän aùp daây, neân ta coù ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân thyristor:
)
129
.
2
(
6
max
12
max V
u
UT =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
)
130
.
2
(
3
2
1 6
7
6
3
2
3
2
1
d
d
I
d
I
I
I
I =
=
=
= ∫
+
+
π
α
π
α
θ
π

40. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
39
c. Chænh löu caàu 3 pha:
- Sô ñoà maïch:
θ
sin
2
1 V
u =






−
=
3
2
sin
2
2
π
θ
V
u






−
=
3
4
sin
2
3
π
θ
V
u
- Phaân tích:
Goïi hieäu ñieän theá giöõa ñieåm K vaø ñieåm trung tính cuûa thöù caâp bieán aùp laø udK, hieäu ñieän
theá giöõa ñieåm A vaø ñieåm trung tính cuûa thöù caâp bieán aùp laø udA ta coù:
)
131
.
2
(
dA
dK
d u
u
u −
=
töø ñoù ta coù trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
)
132
.
2
(
cos
6
3
cos
2
6
3
cos
2
6
3
α
π
α
π
α
π
V
V
V
U
U
U dA
dK
d =








−
−
=
−
=
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän qua taûi:
)
133
.
2
(
R
E
U
I d
d
−
=
+ Trong moät chu kyø 2π, moãi thyristor chæ daãn doøng trong khoaûng goùc laø
3
2π
neân ta coù trò
trung bình cuûa doøng ñieän chaûy qua thyristor:
)
134
.
2
(
3
d
T
I
I =
+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân thyristor: ñieän aùp ngöôïc ñaët leân moãi thyristor ñuùng baèng
ñieän aùp daây, neân ta coù ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët leân thyristor:
)
135
.
2
(
6
max
12
max V
u
UT =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
Doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp:
i1 = iT1 – iT4, i2 = iT3 – iT6, i3 = iT5 – iT2
töø ñoù ta coù trò hieäu duïng cuûa doùng ñieän chaûy trong thöù caáp maùy bieán aùp:
)
136
.
2
(
3
2
2
2 6
5
6
2
3
2
1 d
d I
d
I
I
I
I =
=
=
= ∫
+
+
π
α
π
α
θ
π
+ Daïng soùng tín hieäu treân taûi:
udA
udK
ud
Hình 2.30 Sô ñoà chænh löu caàu 3 pha
K
A

41. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
40
Hình 2.31 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän qua taûi
d. Sô ñoà maïch ñieàu khieån:
- Sô ñoà khoái maïch ñieàu khieån:
- Sô ñoà chi tieát:
Hình 2.32 Sô ñoà chi tieát maïch ñieàu kheån chænh löu tia 3 pha nhoùm Kathode
Bieán aùp
ñoàng boä 3
pha
So saùnh Maïch kích
SCR
Vcc
10k
1 3
2
Aùp daây
380 V
Uñk
Hình 2.31 Sô ñoà khoái maïch ñieàu khieån chænh löu
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
+
-
LM339
7
6
1
3
12
10k
10k
4,7k
1u 8,2 V
1k
A1015
104
+
-
LM339
7
6
1
3
12
D
R3
4,7k
D
4,7k
C828
TIP122
R4 1k
T2
SCR1
1 5
4 8
D
T1
BAÑB
1 5
4 8
R1
10k
A1015
D
D
+
-
LM339
7
6
1
3
12
10k
1k
TIP122
R3
4,7k
10k
T2
SCR3
1 5
4 8
+
-
LM339
7
6
1
3
12
8,2 V
1u
R1
10k C828
D
R4 1k
104
T1
BAÑB
1 5
4 8
4,7k
4,7k
+
-
LM339
7
6
1
3
12
D
4,7k
1k
R3
4,7k
8,2 V
10k
D
R1
10k
TIP122
+
-
LM339
7
6
1
3
12
T1
BAÑB
1 5
4 8
A1015
D
T2
SCR5
1 5
4 8
104
1u
10k
4,7k
R4 1k
C828
R10
POT
1 3
2
K
G
K
G
G
K
6V
U13
U21 6V
U32 6V

42. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
41
ud
id
Hình 3.1 Sô ñoà boä bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu
II.4 Thieát Keá Boä Chænh Löu:
Vieäc thieát keá boä chænh löu ñöôïc thöïc hieän theo caùc böôùc sau:
- Töø yeâu caàu cuûa phuï taûi, choïn sô ñoà chænh löu vaø loaïi chænh löu thích hôïp.
- Töø thoâng soá cuûa phuï taûi vaø sô ñoà chænh löu ñaõ choïn, tính trò trung bình cuûa doøng ñieän
chaûy qua caùc linh kieän, tính tyû soá maùy bieán aùp. Töø tyû soá maùy bieán aùp, tính ñieän aùp ngöôïc
cöïc ñaïi ñaët leân linh kieän.
- Choïn loaïi linh kieän: Linh kieän ñöôïc choïn coù doøng ñieän ñònh möùc baèng 1,5 ÷ 2 laàn doøng
ñieän laøm vieäc cuûa linh kieän. Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi cuûa linh kieän lôùn hôn 2 laàn ñieän aùp
ngöôïc laøm vieäc cuûa linh kieän.
- Tính doøng ñieän chaûy qua thöù caáp cuûa maùy bieán aùp.
- Tính coâng suaát bieåu kieán cuûa maùy bieán aùp.
- Choïn coâng suaát cuûa maùy bieán aùp.
III.BOÄ BIEÁN ÑOÅI ÑIEÄN AÙP MOÄT CHIEÀU:
III.1 Vai Troø Cuûa Boä Bieán Ñoåi Ñieän Aùp Moät Chieàu:
Boä bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu ñöôïc duøng ñeå bieán ñieän aùp moät chieàu coù trò trung
bình khoâng thay ñoåi ñöôïc thaønh ñieänn aùp moät chieàu coù trò trung bình thay ñoåi ñöôïc.
III.1 Boä Bieán Ñoåi Ñieän AÙp Moät Chieàu Ñôn Daïng Giaûm AÙp:
- Sô ñoà maïch:
- Phaân tích:
Trong maïch ñieän coù khoaù S laø linh kieän kích ñoùng ngaét maéc noái tí6p vôùi taûi, do ñoù
ñieän aùp vaø doøng ñieän qua taûi seõ phuï thuoäc vaøo traïng thaùi cuûa khoaù S. Khoaù S coù theå duøng
transistor coâng suaát, MOSFET coâng suaát hoaëc IGBT. Diode Do trong maïch duøng ñeå hoaøn
naêng löôïng cuûa cuoän daây L trong maïch. Giaû söû L coù giaù trò ñuû lôùn ñeå doøng taûi lieân tuïc,
khoaù S ñöôïc ñieàu khieån ñoùng ngaét bôûi tín hieäu:
Hình 3.2 Tín hieäu ñieàu khieån
+ Trong khoaûng thôøi gian T1, tín hieäu ñieàu khieån laø möùc cao do ñoù S daãn. Khi S daãn,
doøng ñieän chaûy töø nguoàn qua R, L, E vaø trôû veà nguoàn. Ñieän aùp treân taûi:ud = U, phöông
trình maïch:
Boä bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu
Boä bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu
VDC = const VDC = var
T2
T1

43. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
42
)
1
.
3
(
E
dt
di
L
Ri
u d
d
d +
+
=
Giaûi (3.1) ta ñöôïc: ( ) ( ) )
2
.
3
(
0
1
0
)
( d
t
d
d i
e
i
R
E
U
t
i +








−






−
−
=
−
τ
Trong ñoù
R
L
=
τ , id(0) laø doøng taûi taïi thôøi ñieåm khoaù S baét ñaàu daãn. Heä thöùc (3.2) cho
thaáy doøng ñieän taêng theo quy luaät haøm muõ.
+ Trong khoaûng thôøi gian T2, tín hieäu ñieàu khieån ôû möùc thaáp neân S ngaét, nguoàn khoâng
coøn cung caáp naêng löôïng cho taûi neân doøng ñieän qua taûi coù giaûm. Khi doøng ñieän taûi giaûm
thì treân cuoän daây L xuaát hieän söùc ñieän ñoäng caûm öùng theo chieàu choáng laïi chieàu giaûm cuûa
doøng ñieän, söùc ñieän ñoäng caûm öùng naøy seõ phaân cöïc thuaän cho diode Do laøm Do daãn, doøng
ñieän chaûy töø cuoän daây L kheùp kín qua Do, tieâu taùn treân R, qua E vaø trôû veà L. Ñieän aùp treân
taûi khi S ngaét baèng ñieän aùp rôi treân Do. Ta coù caùc phöông trình moâ taû maïch:
ud = -uDo = 0 (3.3)
)
4
.
3
(
0
=
+
+ E
dt
di
L
Ri d
d
Giaûi phöông trình (3.4) ta ñöôïc:
( ) ( ) )
5
.
3
(
1
)
( 1
1
1
T
i
e
T
i
R
E
t
i d
T
t
d
d +








−






−
−
=
−
−
τ
Trong ñoù: id(T1) laø doøng ñieän taûi taïi thôøi ñieåm khoaù S baét ñaàu ngaét, Heä thöùc (3.5)
cho thaáy doøng ñieän giaûm theo quy luaät haøm muõ.
+ Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi:
Hình 3.3 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän qua taûi.
Töø daïng soùng nhaän ñöôïc ta coù caùc heä thöùc:
+ Trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi:
∫ ∫ =
=
=
=
T T
d
d U
U
T
T
Udt
T
dt
t
u
T
U
0
1
0
)
6
.
3
(
1
)
(
1 1
α
id(T1)
id(0)

44. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
43
ud
id
Trong ñoù T = T1 + T2 laø chu kyø ñoùng ngaét,
T
T1
=
α laø tyû soá ñoùng. Khi 0 < α < 1 thì
0 < Ud < U.
+ Giaù trò trung bình cuûa doøng taûi Id: )
7
.
3
(
2
)
0
(
)
( 1 d
d
d
d
i
T
i
R
E
U
I
+
=
−
=
+ Trò trung bình doøng ñieän chaûy qua khoaù S: )
8
.
3
(
1
1 1
0
0
d
T
d
T
d
S I
dt
I
T
dt
I
T
I α
=
=
= ∫
∫
+ Ñieän aùp cöïc ñaïi ñaët leân khoaù S: USmax = U (3.9)
+ Trò trung bình doøng ñieän chaûy qua diode Do: )
10
.
3
(
1
1 2
0 1
d
T
T
d
T
d
D I
T
T
dt
I
T
dt
I
T
I =
=
= ∫
∫
III.2 Boä Bieán Ñoåi Ñieän AÙp Moät Chieàu Ñôn Daïng Taêng AÙp:
- Sô ñoà maïch:
Hình 3.4 Sô ñoà boä bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu daïng taêng aùp.
- Phaân tích:
Ñieàu kieän ñeå maïch laøm vieäc: U > E vaø U coù khaû naêng tieáp nhaän naêng löôïng. Giaû
söû L coù giaù trò ñuû lôùn ñeå doøng taûi lieân tuïc, khoaù S ñöôïc ñieàu khieån ñoùng ngaét bôûi tín hieäu:
Hình 3.5 Tín hieäu ñieàu khieån
+ Trong khoaûng thôøi gian T1 khoaù S daãn, khi S daãn ta coù: ud = 0 (3.11)
)
12
.
3
(
0
=
−
+ E
dt
di
L
Ri d
d
Giaûi phöông trình (3.12) ta ñöôïc: ( ) ( ) )
13
.
3
(
0
1
0
)
(
1
d
t
d
d i
e
i
R
E
t
i +








−






−
=
−
τ
Maïch kheùp kín qua L, R, S, E, naêng löôïng phaùt ra töø nguoàn E tieâu taùn treân R vaø
tích luõy trong L.
+ Trong khoaûng thôøi gian T2, S ngaét do trong maïch coù cuoän khaùng L neân khi doøng ñieän
coù xu höôùng giaûm xuoáng thì laäp töùc trong cuoän daây L xuaát hieän söùc ñieän ñoäng theo chieàu
choáng laïi chieàu giaûm cuûa doøng ñieän, doøng ñieän chaûy trong maïch vaãn duy trì theo chieàu
T2
T1

45. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
44
nhö cuõ. Söùc ñieän ñoäng sinh ra trong cuoän daây L khi S ngaét laø raát lôùn, do ñoù diode Do ñöôïc
phaân cöïc thuaän bôûi toång hôïp cuûa nguoàn E, söùc ñieän treân L vaû nguoàn U, Do daãn. Khi Do
daãn, ta coù caùc phöông trình:
ud = U (3.14)
)
15
.
3
(
0
=
+
−
+ U
E
dt
di
L
Ri d
d
Giaûi phöông trình (3.15) ta ñöôïc: ( ) ( ) )
16
.
3
(
1
)
( 1
1
1
T
i
e
T
i
R
U
E
t
i d
T
t
d
d +








−






−
−
=
−
−
τ
Naêng löôïng phaùt ra töø nguoàn E tieâu taùn treân R vaø naïp vaøo nguoàn U.
Daïng soùng tín hieäu ud vaø id:
Hình 3.6 Daïng soùng ud vaø id
Töø daïng soùng nhaän ñöôïc ta coù caùc heä thöùc:
+ Trò trung bình cuûa ñieän aùp ud: ∫ ∫ −
=
=
=
=
T T
T
d
d U
U
T
T
Udt
T
dt
t
u
T
U
0
2
)
17
.
3
(
)
1
(
1
)
(
1
1
α
Trong heä thöùc (3.17) thì:
T
T1
=
α .
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän id : )
18
.
3
(
R
U
E
I d
d
−
=
Töø heä thöùc (3.18) ta thaáy ñieàu kieän ñeå doøng taûi lieân tuïc laø: E – Ud > 0.
III.3 Boä Bieán Ñoåi Ñieän AÙp Moät Chieàu Keùp:
- Sô ñoà maïch:
Hình 3.7 Sô ñoà boä bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu keùp
ud
id

46. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
45
- Phaân tích:
Ñieàu kieän ñeå maïch hoaït ñoäng: Caùc khoaù S1 vaø S4, S2 vaø S3 khoâng ñöôïc pheùp
cuøng daãn, giaû söû cuoän daây L coù giaù trò ñuû lôùn ñeå doøng taûi lieân tuïc, caùc khoaù s ñöôïc ñieàu
khieån bôûi tín hieäu:
+ Trong khoaûng thôøi gian T1, caùc khoaù S1 vaø S3 daãn, ta coù caùc heä thöùc moâ taû traïng thaùi
cuûa maïch:
)
19
.
3
(
U
ud =
)
20
.
3
(
U
E
dt
di
L
Ri d
d =
−
+
+ Trong khoaûng thôøi gian T1, caùc khoaù S2 vaø S4 daãn, ta coù caùc heä thöùc moâ taû traïng thaùi
cuûa maïch:
)
21
.
3
(
U
ud =
)
22
.
3
(
U
E
dt
di
L
Ri d
d −
=
−
+
Ta coù daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi:
Hình 3.9 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi.
Töø daïng soùng ñieän aùp treân taûi ta coù caùc heä thöùc:
+ Trò trung bình ñieän aùp treân taûi:
( )
∫ ∫
∫ −
=
−
+
=
=
T T
T
T
d
d T
T
T
U
Udt
T
Udt
T
dt
t
u
T
U
0
2
1
0
)
23
.
3
(
1
1
)
(
1
1
1
T2
T1
S1, S3
S2, S4
Hình 3.8 Daïng soùng tín hieäu ñieàu khieån caùc khoaù

47. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
46
Töø (2.23) ta nhaän thaáy khi T1 = T2 thì Ud baèng 0, khi ñoù boä bieán ñoåi ñieän aùp moät
chieàu trôû thaønh boä nghòch löu aùp moät pha.
+ Trò trung bình cuûa doøng ñieän id : )
24
.
3
(
R
E
U
I d
d
−
=
III.4 Sô Ñoà Ñieàu Khieån Boä Bieán Ñoåi Ñieän AÙp Moät Chieàu:
Vcc Vcc
Vcc
Vcc
C
B
U1
LM555
2
5
3
7
6
4
TR
CV
Q
DIS
THR
R
R1
10k
R2
10k
0.1u
0.1u
R3
1k
103
D1 R4
1k
C828
1k
A1015
0.1u 8,2 V
10k
+
-
LM339
7
6
1
3
12
10k
1 3
2
4N35
R7
1k
R8
1k
Hình 3.10 Sô ñoà maïch ñieàu khieån boä bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu
IV. NGHÒCH LÖU VAØ BIEÁN TAÀN:
IV.1 Vai Troø Cuûa Nghòch Löu:
Boä nghòch löu ñöôïc duøng ñeå bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu thaønh ñieän aùp xoay chieàu.
Boä nghòch löu laø phaàn töû chính trong caùc boä nguoàn UPS, bieán taàn giaùn tieáp.
IV.2 Ñaëc Ñieåm Cuûa Nghòch Löu:
+ Ñieän aùp xoay chieàu ngoõ ra coù trò hieäu duïng vaø taàn soá thay ñoåi ñöôïc.
+ Neáu ñoä lôïi cuûa boä nghòch löu laø khoâng ñoåi thì ñieän aùp ngoõ ra ñöôïc ñieàu khieån baèng caùch
thay ñoåi trò trung bình cuûa nguoàn moät chieàu.
+ Ñieän aùp xoay chieàu ngoõ ra treân thöïc teá khoâng phaûi laø tín hieäu sin chuaån maø luoân coù
nhöõng thaønh phaàn soùng haøi baäc cao, caùc soùng haøi baäc cao naøy coù theå ñöôïc giaûm bôùt baèng
kyõ thuaät ñoùng ngaét.
+ Neáu nguoàn DC coù trò trung bình khoâng ñoåi thì trò hieäu duïng cuûa ñieän aùp ngoõ ra coù theå
thay ñoåi ñöôïc baèng caùch thay ñoåi ñoä lôïi cuûa boä nghòch löu (PWM: Pulse Width
Modulation).
+ Caáu truùc cuûa boä nghòch löu:
IV.3 ÖÙng Duïng Cuûa Nghòch Löu:
+ Boä nghòch löu ñöôïc duøng laøm thieát bò bieán ñoåi trong bieán taân giaùn tieáp, ñaây laø moät öùng
duïng quan troïng vaø roäng raõi nhaát cuûa nghòch löu.
Boä bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu
Boä bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu
VDC VAC , f = var
Nguoàn
DC
Boä nghòch
löu
Taûi xoay
chieàu

48. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
47
+ Duøng laøm nguoàn ñieän xoay chieàu trong gia ñình, nguoàn ñieän lieân tuïc UPS.
+ Duøng buø nhuyeãn coâng suaát phaûn khaùng.
IV.4 Nghòch Löu Caàu AÙp Moät Pha:
- Sô ñoà maïch:
Hình 4.1 Sô ñoà maïch nghòc löu caàu aùp moät pha
- Phaân tích:
Ñieàu kieän ñeå maïch hoaït ñoäng: Caùc khoaù S1 vaø S4, S2 vaø S3 khoâng ñöôïc pheùp
cuøng daãn. Giaû söû caùc khoaù s ñöôïc ñieàu khieån bôûi tín hieäu tuaàn hoaøn vôùi chu kyø T vaø T1 =
T2:
+ Trong khoaûng thôøi gian 0 < t < T/2, caùc khoaù S1 vaø S3 daãn, ta coù caùc heä thöùc moä taû
traïng thaùi cuûa maïch:
)
1
.
4
(
U
uZ =
)
2
.
4
(
U
dt
di
L
Ri Z
Z =
+
Giaûi phöông trình (4.2) ta ñöôïc:
( ) ( ) )
3
.
4
(
0
1
0
)
( Z
t
Z
Z i
e
i
R
U
t
i +








−






−
=
−
τ
+ Trong khoaûng thôøi gian T/2 < t < T, caùc khoaù S2 vaø S4 daãn, ta coù caùc heä thöùc moâ taû
traïng thaùi cuûa maïch:
)
4
.
4
(
U
uZ −
=
)
5
.
4
(
U
dt
di
L
Ri Z
Z −
=
+
Giaûi phöông trình (4.5) ta ñöôïc:
T2
T1
S1, S3
S2, S4
Hình 4.2 Daïng soùng tín hieäu ñieàu khieån caùc khoaù

49. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
48
)
6
.
4
(
2
1
2
)
(
2






+










−












−
−
=
−
− T
i
e
T
i
R
U
t
i Z
T
t
Z
Z
τ
Ta coù daïng soùng tín hieäu treân taûi nhö hình 4.3. Töø daïng soùng thu ñöôïc ta coù caùc heä
thöùc:
+ Trò hieäu duïng cuûa ñieän aùp treân taûi:
)
7
.
4
(
)
(
1
1
)
(
1 2
0
2
2
0
2
0
2
U
dt
U
T
dt
U
T
dt
t
u
T
U
T
T
T
Z
Z =
−
+
=
= ∫
∫
∫
Hình 4.3 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi.
+ Trò hieäu duïng cuûa thaønh phaàn haøi cô baûn:
Khai trieån Fourier tín hieäu ñieän aùp treân taûi uZ ta coù:
)
8
.
4
(
sin
4
,...
5
,
3
,
1
t
n
n
U
u
n
Z ω
π
∑
∞
=
=
Töø (4.8) ta coù thaønh haàn haøi cô baûn (baäc 1):
)
9
.
4
(
sin
4
t
U
uZ ω
π
=
Töø (4.9) ta coù: trò ñænh cuûa thaønh phaàn haøi baäc 1:
π
U
UZMAX
4
= do ñoù trò hieäu duïng cuûa
thaønh phaàn haøi baäc 1:
)
10
.
4
(
2
4
2 π
U
U
U ZMAX
Z =
=
+ Trò hieäu duïng cuûa thaønh phaàn haøi cô baûn cuûa doøng ñieän IZ:
( )
)
11
.
4
(
2
2
L
R
U
Z
U
I Z
Z
Z
ω
+
=
=
Vôùi ω = 2πf (f: laø taàn soá haøi cô baûn).

50. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
49
IV.4 Nghòch Löu Caàu AÙp Ba Pha:
- Sô ñoà maïch:
Hình 4.4 Sô ñoà nghòch löu caàu aùp ba pha
- Phaân tích:
Ñieàu kieän ñeå maïch laøm vieäc: Caùc khoaù treân cuøng moät pha khoâng ñöôïc pheùp cuøng
daãn.
Giaû söû nguoàn U ñöôïc phaân taùch ra thaønh hai nguoàn coù ñoä lôùn baèng nhau vaø baèng U/2 maéc
noái tieáp vôùi nhau vôùi ñieåm phaân theá O ôû giöõa, taûi 3 pha laø ñoái xöùng, nguoàn 3 pha ôû ngoõ ra
leäch nhau 1200
ñieän vaø coù taàn soá nhö nhau khi ñoù ta coù:
)
12
.
4
(
0
3
2
1 =
+
+ z
z
z u
u
u
Goïi hieäu ñieän theá giöõa caùc ñieåm 1, 2, 3 vaø ñieåm phaân theá O laø: u1O, u2O, u3O laø ñieän
aùp pha xuyeân taâm nguoàn , ta coù:
)
13
.
4
(
0
10
1 N
z u
u
u −
=
)
14
.
4
(
0
20
2 N
z u
u
u −
=
)
15
.
4
(
0
30
3 N
z u
u
u −
=
Coäng (4.13), (4.14), (4.15) vaø keát hôïp vôùi (4.12) ta ñöôïc:
)
16
.
4
(
0
3 3
2
1
0
30
20
10 =
+
+
=
−
+
+ z
z
z
N u
u
u
u
u
u
u
Töø (4.16) ta coù: )
17
.
4
(
3
30
20
10
0
u
u
u
uN
+
+
=
Thay (4.17) vaøo (4.13), (4.14), (4.15) ta coù:
)
18
.
4
(
3
2 30
20
10
1
u
u
u
uz
−
−
=
)
19
.
4
(
3
2 30
10
20
2
u
u
u
uz
−
−
=
)
20
.
4
(
3
2 10
20
30
3
u
u
u
uz
−
−
=
Trong ñoù: uz1, uz2, uz3 laø ñieän aùp pha treân taûi.
Töø (4.18), (4.19), (4.20) ta thaáy ñieän aùp pha cuûa taûi seõ ñöôïc xaùc ñònh neáu bieát caùc
ñieän aùp pha xuyeân taâm nguoàn. Muoán coù ñieän aùp pha xuyeân taâm nguoàn thí caùc khoaù S
trong maïch phaûi ñoùng ngaét thoaû maõn ñieàu kieän ñaå maïch laøm vieäc.
+ Neáu S1 daãn thì S4 ngaét, ta coù:
2
10
U
u =

51. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
50
+ Neáu S4 daãn thì S1 ngaét, ta coù:
2
10
U
u −
=
+ Neáu S3 daãn thì S6 ngaét, ta coù:
2
20
U
u =
+ Neáu S6 daãn thì S3 ngaét, ta coù:
2
20
U
u −
=
+ Neáu S5 daãn thì S2 ngaét, ta coù:
2
30
U
u =
+ Neáu S2 daãn thì S5 ngaét, ta coù:
2
30
U
u −
=
Töø vieäc phaân tích ôû treân ta nhaän thaáy: Ñieän aùp treân taûi seõ hoaøn toaøn ñöôïc xaùc ñònh neáu
bieát giaûn ñoà xung kích ñoùng ngaét caùc khoaù S trong maïch vaø bieát ñieän aùp nguoàn moät chieàu
U.
Xeùt giaûn ñoà xung kích ñoùng Six – Step (Phöông phaùp ñieàu bieân) nhö sau:
Hình 4.5 Giaûn ñoà xung six – step vaø tín hieäu xoay chieàu ngoõ ra cuûa nghòch löu
S1
S2
S3
S4
S5
S6
U10
U20
U30
uz1
uz2
uz3
2U/3
U/3
-U/3
-2U/3
2U/3
U/3
-U/3
-2U/3
2U/3
U/3
-U/3
-2U/3

52. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
51
Töø daïng soùng thu ñöôïc ta coù caùc heä thöùc:
+ Trò hieäu duïng ñieän aùp xoay chieàu treân taûi: )
21
.
4
(
3
2
U
UZ =
+ Trò hieäu duïng thaønh phaàn haøi baäc 1 UZ1: )
22
.
4
(
2
1 U
UZ
π
=
+ Trò hieäu duïng thaønh phaàn haøi baäc 1 cuûa doøng ñieän taûi: IZ1:
( )
)
23
.
4
(
2
2
1
1
1
L
R
U
Z
U
I Z
Z
Z
ω
+
=
=
IV.4 Caùc Phöông Phaùp Ñieàu Khieån Boä Nghòch Löu:
Caùc boä nghòch löu thöôøng ñöôïc ñieàu khieån theo phöông phaùp:
- Phöông phaùp ñieàu cheá ñoä roäng xung (PWM: Pulse Width Modulation).
- Phöông phaùp PWM toái öu.
- Phöông phaùp ñieàu roäng (Boä nghòch löu aùp moät pha).
- Phöông phaùp ñieàu bieân (Six- step).
Döôùi daây giôùi thieäu daïng soùng ñieän aùp xoay chieàu ôû ngoõ ra cuûa boä nghòch löu theo caùc
phöông phaùp ñieàu khieån.
Hình 4.6 Tín hieäu ñieàu khieån, aùp daây vaø aùp pha cuûa boä nghòch löu theo phöông phaùp PWM
Hình 4.7 Tín hieäu ñieàu khieån, aùp vaø doøng cuûa nghòch löu 1 pha theo phöông phaùp ñieàu roäng

53. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
52
IV.5 Bieán Taàn:
1. Vai troø cuûa bieán taàn:
Boä bieán taàn ñöôïc duøng ñeå bieán ñoåi taàn soá ñieän aùp xoay chieàu coù trò hieäu duïng vaø
taàn soá khoâng ñoåi thaønh ñieän aùp xoay chieàu coù taàn soá vaø trò hieäu duïng thay ñoåi ñöôïc.
Coù 2 loaïi bieán taàn: Bieán taàn giaùn tieáp vaø bieán taàn tröïc tieáp.
+ Bieán taàn giaùn tieáp:
Boä bieán taàn giaùn tieáp coù caáu taïo goàm boä chænh löu laøm nhieäm vuï chænh löu ñieän aùp xoay
chieàu coù trò hieäu duïng vaø taàn soá coá ñònh ôû ngoõ vaøo thaønh ñieän aùp moät chieàu, ñieän aùp moät
chieàu sau chænh löu ñöôïc ñöa vaøo boä nghòch löu ñeå taïo ñieän aùp xoay chieàu ngoõ ra vôùi trò
hieäu duïng ñieàu chænh ñöôïc vaø taàn soá ñieàu chænh ñöôïc khoâng phuï thuoäc vaøo taàn soá cuûa
nguoàn. Boä bieán taàn giaùn tieáp coù coâng suaát toái ña leân tôùi vaøi MW vaø taàn soá toái ña coù theå
ñaït tôùi haøng chuïc KHz (söû duïng trong caùc loø cao taàn).
Hình 4.8 Sô ñoà boä bieán taàn giaùn tieáp.
+ Boä bieán taàn tröïc tieáp:
Boä bieán taàn tröïc tieáp bieán ñoåi tröïc tieáp ñieän aùp xoay chieàu coù taàn soá vaø trò hieäu duïng coá
ñònh thaønh ñieän aùp xoay chieàu coù taàn soá vaø trò hieäu duïng thay ñoåi ñöôïc maø khoâng coù böôùc
trung gian laø chænh löu. Ñoái vôùi bieán taàn tröïc tieáp, ñieän aùp xoay chieàu laáy ra phuï thuoäc
vaøo nguoàn xoay chieàu ngoõ vaøo vì vaäy maø bieán taàn tröïc tieáp chæ taïo ra ñieän aùp xoay chieàu
coù trò hieäu duïng vaø taàn soá nhoû hôn nguoàn. Bieán taàn tröïc tieáp thöôøng coù coâng suaát lôùn vaø
thöôøng ñöôïc söû duïng trong caùc heä truyeàn ñoäng toác ñoä thaáp vaø coù coâng suaát lôùn.
Hình 4.9 Sô ñoà bieán taàn tröïc tieáp
Boä bieán taàn
V = const, f = const V= var, f=var

54. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
53
2. ÖÙng duïng cuûa bieán taàn:
Boä bieán taàn thöôøng ñöôïc duøng ñeå ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô xoay chieáu theo
phöông phaùp ñieàu khieån taàn soá. Ngoaøi vieäc thay ñoåi taàn soá, bieán taàn coøn thay ñoåi toång soá
pha. Vôùi söï coù maët cuûa bieán taàn, ta coù theå duøng ñoäng cô 3 pha trong löôùi ñieän 1 pha.
Ngoaøi ra boä bieán taàn coøn ñöôïc söû duïng roäng raõi trong kyõ thuaät nhieät ñieän, trong tröôøng
hôïp naøy boä bieán taàn duøng ñeå cung caáp naêng löôïng cho caùc loø caûm öùng.
3. Moät soá bieán taàn trong coâng nghieäp:
Döôùi ñaây giôùi thieäu moät soá bieán taàn trong coâng nghieäp:
Hình 4.10 Moät soá bieán taàn trong coâng nghieäp
V. BOÄ BIEÁN ÑOÅI ÑIEÄN AÙP XOAY CHIEÀU:
V.1 Vai Troø Cuûa Boä Bieán Ñoåi Ñieän AÙp Xoay Chieàu:
Boä bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu ñöôïc duøng ñeå bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu coù trò
hieäu duïng khoâng ñoåi thaønh ñieän aùp xoay chieàu coù trò hieäu duïng thay ñoåi ñöôïc.
V.2 ÖÙng duïng Cuûa Boä Bieán Ñoåi Ñieän AÙp Xoay Chieàu:
Boä bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu thöôøng ñöôïc duøng ñeå ñieàu khieån coâng suaát tieâu thuï
cuûa taûi nhö trong caùc heä thoáng ñieàu khieån nhieät ñoä loø, trong caùc maùy nöôùc noùng, beáp
ñieän, ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô quaït gioù, maùy bôm vaø ñaëc bieät duøng laøm thieát bò haïn cheá
doøng khôûi ñoäng cho ñoäng cô (Caùc boä softstart).
V.3 Caùc Phöông Phaùp Ñieàu Khieån Boä Bieán Ñoåi Ñieän AÙp Xoay Chieàu:
Boä bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu ñöôïc ñieàu khieån baèng 2 phöông phaùp: Ñieàu khieån
pha vaø ñieàu khieån tyû leä thôøi gian.
1. Ñieàu khieån pha:
Trong phöông phaùp ñieàu khieån pha, tín hieäu ñieàu khieån ñöôïc ñöa vaøo coång ñieàu
khieån cuûa linh kieän taïi vò trì treã so vôùi vò trí baét ñaàu xuaát hieän ñieän aùp phaân cöïc thuaän cho
linh kieän moät goùc α theo töøng chu kyø cuûa tín hieäu nguoàn. Ñieän aùp nguoàn xoay chieàu ñoùng
vai troø laø ñieän aùp chuyeån maïch cuûa linh kieän. Tín hieäu xoay chieàu ngoõ ra cuûa boä bieán ñoåi
ñieän aùp xoay cheàu ñieàu khieån theo phöông phaùp naøy coù chöùa caùc thaønh phaàn haøi cô baûn
Boä BÑÑA XC
V = const, f = const V= var, f=const

55. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
54
vôùi ñoä lôùn phuï thuoäc vaøo goùc ñieàu khieån.
2. Ñieàu khieån tyû leä thôøi gian:
Trong phöông phaùp ñieàu khieån tyû leä thôøi gian, tín hieäu ñieàu khieån ñöôïc ñöa vaøo
coång ñieàu khieån cuûa linh kieän lieân tuïc trong moät khoaûng thôøi gian baèng moät soá nguyeân
laàn chu kyø cuûa tín hieäu nguoàn vaø sau ñoù ngaét tín hieäu ñieàu khieån trong moät khoaûng thôøi
gian baèng moät soá nguyeân chu kyø tín hieäu nguoàn. Phöông phaùp naøy khoâng duøng cho caùc
loaïi taûi coù quaùn tính nhoû nhö boùng ñeøn daây toùc, caùc ñoäng cô coù moâ men quaùn tính nhoû maø
thöôøng ñöôïc duøng cho caùc loaïi taûi coù quaùn tính lôùn nhö loø nhieät, beáp ñieän, maùy nöôùc noùng
… Tín hieäu xoay chieàu ôû ngoõ ra gaàn nhö khoâng chöùa caùc thaønh phaàn haøi baäc cao.
V.4 Boä Bieán Ñoåi Ñieän AÙp Xoay Chieàu Moät Pha:
- Sô ñoà maïch:
Hình 5.1 Sô ñoà maïch boä bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu.
- Phaân tích:
Nguoàn xoay chieàu : θ
sin
2
1 V
u =
• Tröôøng hôïp taûi R:
+ Trong khoaûng 0 < θ < π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò döông, Thyrirtor T1 ñöôïc phaân
cöïc thuaän, thyrirtor T2 bò phaân cöïc ngöôïc. Tuy T1 ñöôïc phaân cöïc thuaän nhöng vì T1 laø
loaïi linh kieän coù ñieàu khieån neân thyristor T1 chöa daãn, ñieän aùp treân taûi uz = 0.
Giaû söû ôû goùc 0 < θ = α < π, ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû T1, T1 daãn khi ñoù ñieän aùp treân
taûi:
)
1
.
5
(
sin
2 θ
V
u
uz =
=
Doøng ñieän chaûy töø nguoàn qua T1, qua taûi R vaø trôû veà nguoàn.
Doøng ñieän chaûy qua taûi:
)
2
.
5
(
sin
.
2
R
V
R
u
i z
z
θ
=
=
+ Khi θ = π, ñieän aùp nguoàn xoay chieàu baèng 0, doøng ñieän chaûy qua taûi vaø cuõng chính laø
doøng ñieän chaûy qua thyristor T1 baèng 0, T1 ngaét.
+ Trong khoaûng π < θ < 2π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò aâm, thyristor T1 bò phaân cöïc
ngöôïc, thyristor T2 phaân cöïc thuaän. Giaû söû ôû goùc π < θ = α+π < 2π, ta cho tín hieäu ñieàu
khieån môû T2, T2 vaø D1 daãn khi ñoù ñieän aùp treân taûi:
)
3
.
5
(
sin
2 θ
V
u
ud =
=

56. Chöông II: Boä bieán ñoåi coâng suaát
55
+ Daïng soùng tín hieäu ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi nhö hình 5.2:
Töø daïng soùng nhaän ñöôïc ta coù caùc heä thöùc:
+ Trò hieäu duïng cuûa ñieän aùp xoay chieàu ngoõ ra:
( ) )
4
.
5
(
2
2
sin
1
sin
2
1
)
(
2
1 2
2
0
2
π
α
π
α
θ
θ
π
θ
θ
π
π
α
π
+
−
=
=
= ∫
∫ V
d
V
d
u
U z
z
+Trò hieäu duïng doøng ñieän qua taûi:
)
5
.
5
(
2
2
sin
1
π
α
π
α
+
−
=
=
R
V
R
U
I z
z
Hình 5.2 Daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi
+ Coâng suaát tieâu taùn treân taûi R:
)
6
.
5
(
2
2
sin
1
2






+
−
=
=
π
α
π
α
R
V
I
U
P z
z
z
+ Heä soá söû duïng coâng suaát nguoàn:
)
7
.
5
(
2
2
sin
1
π
α
π
α
λ +
−
=
=
=
z
z
z
z
VI
I
U
S
P
• Tröôøng hôïp taûi RL:
+ Trong khoaûng 0 < θ < π: ñieän aùp xoay chieàu u coù giaù trò döông, Thyrirtor T1 ñöôïc phaân
cöïc thuaän, thyrirtor T2 bò phaân cöïc ngöôïc. Tuy T1 ñöôïc phaân cöïc thuaän nhöng vì T1 laø
loaïi linh kieän coù ñieàu khieån neân thyristor T1 chöa daãn, ñieän aùp treân taûi uz = 0.
Giaû söû ôû goùc 0 < θ = α < π, ta cho tín hieäu ñieàu khieån môû T1, T1 daãn khi ñoù ñieän aùp treân
taûi:
)
8
.
5
(
sin
2 θ
V
u
uz =
=
Doøng ñieän chaûy töø nguoàn qua T1, qua taûi R, L vaø trôû veà nguoàn.
Khi T1 daãn, ta coù phöông trình maïch taûi:
)
9
.
5
(
sin
2 θ
V
dt
di
L
Ri z
z =
+
Giaûi phöông trình (5.9) ta ñöôïc: