Điện tử công suất là gì? Tổng quan kiến thức ĐTCS: khái niệm, lịch sử ra đời và phát triển, phân loại linh kiện – thiết bị, ứng dụng- lĩnh vực ứng dụng, tài liệu, giáo trình điện tử công suất tham khảo…
Điện tử công suất là gì?
Điện tử công suất là gì? Để trả lời cho câu hỏi này bạn có thể hiểu định nghĩa điện tử công suất theo 2 góc độ như sau:
Định nghĩa hẹp: Điện tử công suất là tập hợp các thiết bị dùng để biến đổi và điều khiển dòng năng lượng điện dựa trên cơ sở các dụng cụ bán dẫn công suất.
Định nghĩa rộng: Điện tử công suất có thể được hiểu như một ngành khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu về quá trình phát triển và ứng dụng các thiết bị điện tử công suất.
Điện tử công suất là gì?
Lịch sử ra đời và phát triển của điện tử công suất
- Vào tháng 12 năm 1939: William Shockley là người đầu tiên đưa ra nguyên lý của chất bán dẫn có thể được sử dụng cho quá trình điều khiển nguồn điện
- Ngày 23 tháng 12 năm 1947: là ngày chính thức đánh dấu phát minh về transistor, khi William Shockley, John Bardeen và Walter Brattain đó trình bày về transistor tiếp xúc điểm
- Năm 1958: Mạch tích hợp (IC) được phát minh bởi Jack Kelby thuộc Texas Instrument
- Năm 1957: Thyristor đã được giới thiệu bởi General Electric
- Ngày nay, điện tử công suất có chỗ đứng quan trong trong công nghệ hiện đại và cách mạng hoá lĩnh vực điều khiển nguồn – năng lượng…
Tổng quan về điện tử công suất
Tại sao điện tử công suất ngày càng phát triển?
Điện tử công suất là công nghệ kết nối hai lĩnh vực truyền thống nguồn điện và mạch điện tử. Điện tử công suất có bước phát triển nhanh chóng trong thời gian gần đây, nguyên nhân chính bởi quá trình phát triển của các linh kiện bán dẫn, dựa trên sự phát triển công nghệ bán dẫn và chế tạo linh kiện bán dẫn.
Giá trị dòng điện, điện áp và các đặc trưng chuyển mạch của linh kiện bán dẫn đang được cải thiện, làm cho dải ứng dụng tiếp tục được mở rộng trong các lĩnh vực như điều khiển đèn điện, cấp nguồn cho điều khiển máy móc, tự động hoá nhà máy, vận tải, tích trữ năng lượng, các hệ truyền động công nghiệp nhiều MW và quá trình truyền tải và phân phối điện năng…
Cùng với đó, quá trình phát triển của mạch tích hợp cũng tạo nên sự phát triển cho điện tử công suất.
Thiết bị điện tử công suất
Nhiệm vụ chính: thực hiện biến đổi và truyền đạt dòng năng lượng công suất lớn theo tín hiệu điều khiển định trước. Quá trình biến đổi năng lượng được thực hiện bởi tập hợp các các dụng cụ bán dẫn công suất làm việc ở chế độ chuyển mạch và các phần tử điện từ khác.
Tín hiệu điều khiển quá trình năng lượng được hình thành từ yêu cầu của các quy luật điều khiển và đòi hỏi của công nghệ. Như vậy trong mỗi thiết bị điện tử công suất đồng thời xảy ra hai quá trình cơ bản:
- Quá trình biến đổi và truyền đạt năng lượng
- Quá trình xử lý và truyền đạt tín hiệu
Phân loại thiết bị điện tử công suất
Linh kiện điện tử công suất
Ở bài viết này mình đề cập đến cách phân loại thiết bị điện tử công suất theo định nghĩa hẹp, bạn có thể phân ra như sau:
Theo khả năng điều khiển
- Không điều khiển: điốt
- Bán điều khiển: thyristor
- Điều khiển: BJT,…
Theo cấu trúc
- Điốt
- Thyristor và Triac
- BJT
- MOSFET
- IGBT
- GTO
…
Điện tử công suất và ứng dụng
Các ứng dụng chính của điện tử công suất là gì?
- Các hệ truyền động động cơ một chiều
- Các hệ truyền động động cơ xoay chiều
- Điều khiển máy điện một chiều không cổ góp ( Brushless DC machine)
- Các hệ truyền động máy điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu
- Điều khiển một số máy điện đặc biệt: máy điện từ trở vi bước, động cơ bước
- Các hệ thống cấp nguồn
- Hệ thống nguồn liên tục UPS
- Các ứng dụng nâng cao chất lượng nguồn: chỉnh lưu tích cực, lọc tích cực..
- Truyền tải điện năng HVDC
Một số lĩnh vực ứng dụng điện tử công suất là gì?
- Máy tính
- Ô tô
- Điện tử viễn thông
- Hàng không và vũ trụ
- Máy điện
- Chiếu sáng
- Chuyển đổi nguồn năng lượng ( năng lượng mặt trời, gió…)
>>>Bài viết tham khảo: Diode – Điốt.
Tài liệu tham khảo
Nguồn tham khảo:
- Slide bài giảng điện tử công suất – Tác giả: Thầy. Nguyễn Khắc Thủy Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự
- Điện tử công suất – Tác giả: Nguyễn Bính (2000) Nhà xuất bản: Khoa Học Kỹ Thuật
- Điện tử công suất – Tác giả: Nguyễn Văn Thuấn (2002) Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự
- Điện tử công suất – Tác giả: Võ Minh Chính (2005) Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật
- Điện tử công suất – Tác giả: Lê Văn Doanh (2007) Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật
>>>Tài liệu tham khảo: Giáo trình Điện tử công suất – Võ Minh Chính!
>>>Chuyên mục tham khảo: Điện tử công suất
Nếu các bạn có bất cứ thắc mắc hay cần tư vấn về thiết bị dịch vụ vui lòng comment phía dưới hoặc Liên hệ chúng tôi!
Chúng tôi luôn sẵn sàng đem lại những giá trị tốt đẹp cho cộng đồng!