ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT LÀ GÌ?

Trong những năm gần đây, các thiết bị điện tử công suất được đề suất cho việc phục vụ những yêu cầu ngày càng được nâng cao trong một số lĩnh vực của cuộc sống. Điện tử công suất đã góp phần trong việc vận hành và sử dụng điện năng một cash tối ưu và hiệu quả. Những loại linh kiện công suất được đưa vào sử dụng trong quá trình điều khiển công suất cũng như biến đổi. Chẳng hạn như đem lại hiệu suất cao và tổn hao ở mức thấp trong truyền tải điện DC, lò cao tần.

1. Điện tử công suất là gì?

Điện tử công suất là gì? Để giải đáp thắc mắc cho câu hỏi này chung ta có thể hiểu khái niệm điện tử công suất với hai góc độ như sau:

1. Định nghĩa hẹp:

Điện tử công suất là tập hợp những thiết bị dùng để điều khiển và biến đổi dòng năng lượng điện, nó dựa trên cơ sở những dụng cụ bán dẫn công suất.

2. Định nghĩa rộng:

Điện tử công suất có thể được hiểu là một ngành khoa học kĩ thuật chuyên về nghiên cứu quá trình phát triển, ứng dụng những thiết bị điện tử công suất.

2. Điện tử công suất có lịch sử ra đời và phát triển như thế nào?

• Vào thời điểm tháng 12 năm 1939: William Shockkley chính là người đầu tiên đưa ra nhận định nguyên lý của chất bán dẫn có thể được dùng cho quá trình điều khiển của nguồn điện.
• Vào ngày 23 tháng 12 năm 1947: Đây là ngày chính thức       đánh dấu phát minh về transistor.
• Vào năm 1958: Vào năm này mạch tích hợp (IC) được phát minh do Jack Kelby thuộc Texas Instrument.
• Vào năm 1957: General Electric đã giới thiệu Thyristor.
• Và đến ngày nay, điện tử công suất đã có chỗ đứng quan trọng trong công nghệ tiên tiến. Và cách mạng hóa trong lĩnh vực điều khiển nguồn năng lượng,…

3. Lý do điện tử công suất ngày càng phát triển nhanh chóng?

Điện tử công suất: Là công nghệ có sự kết nối giữa hai lĩnh vực truyền thống mạch điện tử và nguồn điện. Trong thời gian gần đây, điện từ công suất đã có bước phát triển nhanh chóng , nguyên nhân chính là vì quá trình phát triển của những linh kiện bán dẫn, căn cứ trên sự phát triển công nghệ bán dẫn cùng với chế tạo linh kiện bán dẫn.

Điện áp, giá trị của dòng điện và những đặc trưng chuyển mạch của linh kiện bán dẫn đang ngày càng được cải thiện dần. Điều này làm cho chuỗi ứng dụng liên tục được mở rộng trong những lĩnh vực như: cấp nguồn điện cho điều khiển máy móc, tích trữ năng lượng, vận tải, điều khiển đèn điện, những hệ truyền động công nghiệp nhiều MW và quá trình phân phối – truyền tải điện năng,…

4. Thiết bị điện tử công suất:

Về nhiệm vụ chính:

Thực hiện truyển đạt và biến đổi dòng năng lượng có công suất lớn dựa theo tín hiệu điều khiển trước. Quá trình biến đổi năng lượng này được thực hiện bởi tập hợp những công cụ bán dẫn có công suất làm việc ở chế độ chuyển mạch và những phần tử điện tử khác.

Tín hiệu của việc điều khiển quá trình dòng năng lượng sẽ được hình thành từ yêu cầu của những quy luật điều khiển và những đòi hỏi về mặt công nghệ. Do vậy, trong từng thiết bị điện tử công suất cùng lúc diễn ra hai quá trình căn bản là:

• Quá trình biến đổi – truyển đạt năng lượng.
• Quá trình trong vấn đề xử lý – truyền đạt tín hiệu.

5. Thiết bị điện tử công suất được phân loại như thế nào?

Trong nội dung bài viết này, chúng tôi sẽ đề cập đến cách thức phân loại thiết bị điện tử công suất dựa trên định nghĩa hẹp. Bạn có thể phân loại như sau:

1. Dựa theo khả năng điều khiển:

• Điều khiển: BJT,…
• Bán điều khiển: Thyristor.
• Không điều khiển: Điôt.

2. Dựa theo cấu trúc:

• BJT
• Điôt
• GTO
• IGBT
• Thyristor và Triac

6. Điện tử công suất có những ứng dụng gì?

1. Một số ứng dụng chính của điện tử công suất:

• Những hệ chuyển động có động cơ một chiều.
• Những hệ chuyển động có động cơ xoay chiều.
• Điều khiển loại máy điện một chiều không có cổ góp.
• Những hệ chuyển động máy điện đồng bộ có nam châm vĩnh cửu.
• Điều khiển một số loại máy điện (đặc biệt): Máy điện từ trở vi bước, động cơ trước,…
• Những hệ thống để cấp nguồn.
• Hệ thống có nguồn điện liên tục UPS.
• Truyền tải điện năng: HVDC.
• Những ứng dụng khác có tính nâng cao chất lượng nguồn như: Lọc tích cực hay chỉnh lưu tích cực,…

2. Điện từ công suất được ứng dụng trong những lĩnh vực nào?

• Lĩnh vực ô tô.
• Lĩnh vực máy tính.
• Lĩnh vực vũ trụ và hàng không.
• Lĩnh vực chiếu sáng.
• Lĩnh vực máy điện.
• Lĩnh vực chuyển đổi nguồn năng lượng như: năng lượng gió, năng lượng mặt trời,…
• Lĩnh vực về điện tử viễn thông