Những khái niệm chung về Điện tử công suất

Câu hỏi đầu tiên đặt ra là: Điện tử công suất là gì? Vai trò của nó trong ngành Điện nói chung và ngành Tự động hoá nói riêng?
Trả lời: Điện tử công suất là chuyên ngành nghiên cứu các phương pháp và các thiết bị dùng để biến đổi và điều khiển năng lượng điện.
Khái niệm trên rất chung chung, có thể nói rõ hơn như thế này. Điện năng là nguồn năng lượng sản suất trực tiếp có ứng dụng rộng rãi nhất hiện nay. Chúng ta có một nguồn điện chuẩn là lưới điện xoay chiều 220/380V – 50Hz. Vấn đề đặt ra là, các thiết bị sản xuất của chúng ta sử dụng các loại năng lượng điện khác nhau, có loại dùng điện một chiều, có loại dùng điện xoay chiều, các mức điện áp khác nhau, các tần số khác nhau, và đặc biệt là để điều khiển hoạt động của các thiết bị đó, ta cần điều khiển nguồn năng lượng điện cấp cho nó. Như vậy, biến đổi và điều khiển năng lượng điện là một nhiệm vụ hàng đầu trong tự động hoá sản xuất.
Việc biến đổi và điều khiển năng lượng điện trong công nghiệp trước đây chủ yếu sử dụng các relay (rơ-le), dựa vào việc đóng mở các relay mà có được nguồn điện năng theo ý muốn. Tuy nhiên, do yêu cầu ngày càng cao của thực tiến sản xuất, kèm theo đó là sự tiến bộ của công nghệ bán dẫn đã cho phép chế tạo các phần tử đóng cắt bán dẫn (không tiếp điểm) công suất lớn nhằm thay thế các mạch relay tiếp điểm –>> ngành Điện tử công suất.
Như vậy, theo tôi, có thể nói rằng Điện tử công suất tức là dùng các thiết bị điện tử có công suất lớn với các thuật toán điều khiển nhằm biến đổi và điều khiển năng lượng điện.
Nhìn chung thì nó là như thế này:

Câu hỏi tiếp theo đặt ra là: Các bộ biến đổi điện tử công suất có khả năng biến đồi và điều khiển năng lượng điện như thế nào? Phân loại các bộ biến đổi điện tử công suất đó?
Các bộ biến đổi điện tử công suất được phân loại (đặt tên) theo công dụng của chúng như sau:
Điện xoay chiều –>> Điện một chiều: Các bộ Chỉnh lưu (Rectifier) điều khiển (dùng Thyristor) hoặc không điều khiển (dùng Diode) tuỳ theo việc ta có cần điều khiển giá trị của dòng điện một chiều ở đầu ra hay không.
Điện một chiều –>> Điện xoay chiều: Các bộ Nghịch lưu (Inverter). Các bộ nghịch lưu có khả năng biến một dòng điện một chiều thành một dòng điện xoay chiều có giá trị điện áp và tần số thay đổi được tuỳ vào luật đóng mở các van bán dẫn.
Điện một chiều –>> Điện một chiều: Các bộ Băm xung một chiều (còn có tên là Điều áp một chiều, biến đổi điện áp một chiều – DC to DC converter, DC chopper). Các bộ biến đổi này biến dòng điện một chiều có giá trị cố định thành dòng điện một chiều có giá trị điện áp, dòng điện điều khiển được.
Điện xoay chiều –>> Điện xoay chiều: Các bộ Biến tần (Frequency Drive) trực tiếp (Cycloconverter) hoặc gián tiếp (Inverter). Các bộ biến tần có khả năng biến nguồn điện xoay chiều có giá trị dòng điện, điện áp và tần số cố định của lưới điện thành dòng điện xoay chiều có giá trị dòng, áp và tần số điều khiển được theo ý muốn.
Đó chỉ là sự phân loại mang tính chất cơ bản và rất chung chung, khi đi sâu vào từng khía cạnh ta sẽ thấy sự phong phú của các loại thiết bị biến đổi điện tử công suất.