ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
ĐỀ THI CUỐI KỲ HỌC KỲ 1 NĂM HỌC 2019 - 2020
MÔN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
Mã môn học: POEL330262
Đề số 01, đề thi gồm có 02 trang
Thời gian: 75 phút
Được sử dụng tài liệu, không dùng phương tiện thu-phát
Chú ý: Tất cả các câu hỏi trong đề thi, các mạch điện tử công suất đều được xét ở trạng thái xác lập và được bỏ qua
mọi tổn thất trong mạch. Đối với các câu vẽ hình, đề nghị anh/ chị vẽ đúng theo thông số của đề bài.
Câu 1. (1,5 điểm)
So sánh sự khác biệt về nguyên lý làm việc và ứng dụng giữa Thyristor (SCR) và TRIAC.
Câu 2. (2,5 điểm)
Cho một bộ chỉnh lưu hình tia/ sao 3 pha không điều khiển cấp dòng cho điện trở R = 5 Ω. Điện áp pha của nguồn xoay
chiều 3 pha có trị hiệu dụng U = 110 V, tần số nguồn xoay chiều f = 50 Hz, thứ cấp nguồn mắc hình sao (Y)
a) Vẽ sóng dạng điện áp (trước và sau chỉnh lưu), dòng điện trên tải theo thông số của đề bài. Từ đó nhận định về
sóng dạng điện áp sau chỉnh lưu (biên độ, tần số chỉnh lưu)
b) Tính trị trung bình điện áp trên tải Ud, dòng điện qua tải Id, dòng qua một diode ID
c) Nếu ghép nối tiếp 2 sơ đồ chỉnh lưu này lại với nhau để tăng điện áp và tần số chỉnh lưu, giải thích lý do phải
chọn máy biến áp để 2 điện áp xoay chiều cần chỉnh lưu lệch pha nhau một góc định trước. Cụ thể, khi ghép 2
sơ đồ chỉnh lưu 3 pha cầu, kiểu nối sơ - thứ 2 máy biến áp như thế nào? ( hay Y)
Câu 3. (2 điểm)
Cho mạch chỉnh lưu 1 pha có điều khiển mắc vào tải RL = 10Ω như sơ đồ trên hình 1. Biết u2 = 24√2.sin100πt, góc kích
cho 2 SCR T1 và T2 là = 90 độ.
Hình 1
a) Vẽ sóng dạng điện áp và dòng điện trên tải khi không có 2 tụ C1, C2. Từ đó nhận định về mạch chỉnh lưu (biên
độ, tần số điện áp chỉnh lưu và đây là mạch chỉnh lưu tên gì trong các dạng mạch chỉnh lưu đã học)
b) Tính trị trung bình của điện áp chỉnh lưu, dòng điện qua tải khi chưa có 2 tụ C1, C2
c) Giải thích chức năng của 2 tụ C1 và C2 khi thay tải RL bằng tải yêu cầu dùng nguồn đôi (+Vcc, GND, Vcc). Khi
sử dụng với phụ tải yêu cầu nguồn đôi, theo Anh/ Chị giá trị của các tụ này lớn hay nhỏ, vì sao?
Câu 4. (1,5 điểm)
Hình 2
Cho một thiết bị chuyển đổi DC – DC dạng sơ đồ Buck như hình 2 có điện áp ngõ vào Vd = 24V và ngõ ra Vo = 12V,
tần số điều chế xung 10KHz, dòng ra định mức 10A.
a) Giả sử mạch được thiết kế làm việc ở chế độ liên tục, dựa vào đồ thị sóng dạng điện áp diễn tả quan hệ giữa
điện áp ngõ vào (Vd) và điện áp ngõ ra (Vo) tìm ra mối quan hệ giữa điện áp ngõ vào v
...
...
có điều khiển 1 pha 1 bán kỳ
c. Giải thích chức năng của 2 tụ
(0.25 điểm)
Khi phụ tải yêu cầu nguồn đôi (+Vcc, GND, Vcc) nhưng máy biến áp không phải
dạng máy biến áp điểm giữa (2 cuộn dây phía thứ cấp quấn đối xứng), người ta
thường nối nguồn như trên. Mạch này thường dùng cho bộ nguồn đôi cung cấp nguồn
nuôi OP-AMPS. Hai tụ điện giữ chức năng cầu phân áp tạo điểm đất giả (virtual
earth) cho mạch nguồn đôi. Về mặt lý thuyết, 2 tụ này có giá trị càng lớn càng tốt!
Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV
Trang | 3
ĐÁP ÁN MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
Câu 4: Do đề bài vẽ nhầm hình mạch điện của sơ đồ Boost nên câu nào liên quan
đến hình sẽ có 2 đáp án (câu 4c). Tuy nhiên, nội dung hỏi vẫn rất rõ là sơ đồ Buck.
a. Dựa vào sóng dạng điện áp tìm ra mối quan hệ giữa Vd và Vo
(0.5 điểm)
Sóng dạng
Hình 5
Dựa vào hình 5, ta có:
Do đó, sơ đồ này có khả năng giảm điện áp (cụ thể trong đề từ 24VDC 12VDC).
b. Tìm tT và IT
(0.5 điểm)
Với T : transistor, D : diode . I : dòng định mức ngõ ra
Ta có : ID = (1-D).I (sách thầy Văn)
ID = (D).I = (1/2). 10 = 5A
c. Giải thích ảnh hưởng của L lên chế độ làm việc của mạch
(0.5 điểm)
Có thể dùng công thức hay đồ thị sóng dạng để giải thích. Dưới đây đáp án khi dùng
đồ thị.
Sơ đồ Buck
Hình 6
Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV
Trang | 4
ĐÁP ÁN MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
Sơ đồ Boots
Hình 7
Dù Buck hay Boots, khi điện cảm nhỏ không đủ năng lượng để lấp đầy khoản
trống dòng điện qua L không liên tục chế độ làm việc của mạch là không liên
tục/ gián đoạn
Câu 5:
a. So sánh mạch dùng 2 SCR và mạch dùng 1 TRIAC
(0.5 điểm)
Mạch dùng 2 SCR
Mạch dùng 1 TRIAC
* Công suất lớn
* Dễ dẫn đến điều khiển bất đối xứng
giữa 2 bán kỳ trong một chu kỳ điều
khiển (mạch điều khiển hay SCR
không đều nhau)
* Công suất nhỏ
* Điều khiển đối xứng 2 bán kỳ trong
một chu kỳ điều khiển dễ dàng
b. Sóng dạng điện áp trên SCR
(0.5 điểm)
Hình 8a
Hình 8a có thể không cần vẽ vẫn có điểm
Hình 8b
Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV
Trang | 5
ĐÁP ÁN MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
Vẽ nhầm sóng dạng trên tải sẽ không có điểm
Câu 6:
Vẽ sơ đồ tương đương mạch: S1, S2, S3 ĐÓNG
(0.5 điểm)
Hình 9
Cụ thể:
Uan = Ubn = 1/3. 12 = 4V
Ucn = 2/3. 12 = 8V
b. Khoảng thời gian một bước điều khiển (Tstep) khi f ngõ ra 50Hz
(0.25 điểm)
Tstep = T50/ 6 = (1/50).(1/6)s = (1/300)s 0.0033s
Chấp nhận sai số 0.0001s, để nguyên (1/300)s cũng có trọn 0.25 điểm
c. Sóng dạng điện áp dây. Với Vd = 12VDC
(0.75 điểm)
Đúng một pha được 0.25 điểm
Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV
Trang | 6
