Điện tử công suất là gì và ứng dụng của nó?

Ngày nay, thiết bị điện tử công suất được đề xuất để phục vụ những yêu cầu ngày càng cao của một số lĩnh vực trong cuộc sống. Điện tử công suất đã giúp cho việc vận hành, sử dụng điện năng một cách hiệu quả. Một số loại linh kiện điện tử công suất được sử dụng trong quá trình làm biến đổi cũng như điều khiển công suất, ví dụ như đem lại hiệu quả cao và tổn hao thấp trong lò cao tần, truyền tải điện DC.

Những thiết bị điện tử công suất mới hiện nay đã được cải tiến rất nhiều, phát triển hơn nữa để nâng cao hiệu suất của việc sử dụng năng lượng. Trong bài viết này, NVTshop xin giới thiệu tới các bạn những thông tin tổng quan về điện tử công suất. Thiết nghĩ những thông tin này là rất cần thiết cho những người mới học điện tử.
+ Điện tử công suất là gì?  
Điện tử công suất là công nghệ dùng để biến đổi điện năng từ dạng này sang dạng khác, trong đó các phần tử bán dẫn công suất sẽ đóng vai trò trung tâm.
Bộ biến đổi điện tử công suất chính là bộ biến đổi tĩnh (static converter) để phân biệt với các máy điện truyền thống, thường biến đổi điện dựa trên nguyên tắc biến đổi dòng điện từ trường.
+ Nhiệm vụ của điện tử công suất là gì?
Theo nghĩa rộng, điện tử công suất có nhiệm vụ là xử lý và điều khiển dòng năng lượng điện bằng cách đưa vào đó điện áp và dòng điện ở dạng thích hợp cho các tải. Các tải sẽ quyết định các thông số về điện áp, tần số, dòng điện và số pha tại đầu ra của bộ biến đổi. Thường một bộ điều khiển có hồi tiếp sẽ theo dõi đầu ra của bộ biến đổi và cực tiểu hóa những sai lệch giữa giá trị thực của đầu ra này và giá trị mong muốn (hay giá trị muốn đặt).

Trong đó, các bộ biến đổi bán dẫn là đối tượng nghiên cứu cơ bản nhất của điện tử công suất. Trong các bộ biến đổi này, các phần tử bán dẫn công suất hoạt động như những khóa bán dẫn, hay còn gọi là van bán dẫn.

Thiết bị này khi mở dẫn dòng thì nối tải vào nguồn, còn khi khóa thì sẽ không cho dòng điện chạy qua. Khác với những phần tử có tiếp điểm, các van bán dẫn này sẽ thực hiện đóng cắt dòng điện mà không tạo nên tia lửa điện, cũng không bị mài mòn theo thời gian. Tuy chức năng là có thể đóng ngắt các dòng điện lớn nhưng các phần tử bán dẫn công suất lại được điều khiển bởi các tín hiệu điện công suất nhỏ, được tạo ra bởi các mạch điện tử công suất nhỏ. Quy luật nối tải vào nguồn phụ thuộc vào cách thức điều khiển các van trong bộ biến đổi và phụ thuộc vào các sơ đồ của bộ biến đổi.
Như vậy quá trình biến đổi dòng năng lượng được thực hiện với hiệu suất cao hơn bởi vì tổn thất trong bộ biến đổi khi này chỉ là tổn thất trên các khóa điện tử, không mấy đáng kể so với công suất điện chúng ta cần biến đổi. Nhờ vậy, không những đạt được hiệu suất cao mà các bộ biến đổi này còn có khả năng cung cấp cho phụ tải nguồn năng lượng theo yêu cầu, đáp ứng được các quá trình điều chỉnh, điều khiển trong một thời gian ngắn nhất, phù hợp nhất trong một số hệ thống tự động hoặc hệ thống tự động hóa.  
+ Ứng dụng điện tử công suất?

Trong những năm gần đây công nghệ sản xuất, chế tạo điện tử công suất đã có những tiến bộ vượt bậc và ngày càng trở nên hoàn thiện để tạo ra các bộ biến đổi ngày càng nhỏ gọn, với nhiều tính năng và sử dụng ngày càng dễ dàng hơn.
Điện tử công suất được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện đại. Có thể kể đến ở đây là các ngành kỹ thuật như truyền động điện, nấu luyện thép, gia nhiệt cảm ứng, điện phân nhôm từ quặng mỏ, giao thông đường sắt, các quá trình điện phân trong công nghiệp hóa chất, ứng dụng trong rất nhiều các thiết bị công nghiệp và thiết bị dân dụng khác nhau…