Bài Tập, Đề Thi Trắc Nghiệm Online – Môn Điện Tử Công Suất – Đề 10

Câu 1: Điện tử công suất chủ yếu liên quan đến việc điều khiển và chuyển đổi năng lượng điện với hiệu suất cao. Ứng dụng nào sau đây thể hiện rõ nhất vai trò của điện tử công suất trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng?

• A. Hệ thống chiếu sáng trong nhà sử dụng đèn sợi đốt truyền thống.
• B. Truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến khu dân cư bằng đường dây dẫn thông thường.
• C. Điều khiển tốc độ động cơ điện trong xe điện để tối ưu quãng đường di chuyển trên mỗi lần sạc.
• D. Sử dụng biến trở để điều chỉnh độ sáng đèn LED.

Câu 2: Xét một mạch chuyển mạch điện tử công suất lý tưởng. Khi so sánh với công tắc cơ học, ưu điểm nổi bật nhất của công tắc bán dẫn trong mạch điện tử công suất là gì?

• A. Khả năng chịu được điện áp và dòng điện lớn hơn.
• B. Tốc độ chuyển mạch nhanh hơn đáng kể, cho phép hoạt động ở tần số cao.
• C. Giá thành sản xuất thấp hơn so với công tắc cơ học.
• D. Kích thước vật lý lớn hơn, dễ dàng lắp đặt và bảo trì.

Câu 3: Trong các loại van bán dẫn công suất, MOSFET và IGBT là hai linh kiện phổ biến. Điểm khác biệt cơ bản nhất giữa MOSFET và IGBT về cấu trúc và nguyên lý hoạt động là gì, dẫn đến sự khác biệt trong ứng dụng của chúng?

• A. MOSFET là linh kiện đơn cực, trong khi IGBT là linh kiện lưỡng cực.
• B. IGBT có điện trở dẫn kênh thấp hơn MOSFET trong cùng điều kiện.
• C. MOSFET có khả năng chuyển mạch ở tần số thấp hơn IGBT.
• D. IGBT kết hợp ưu điểm của cả BJT (Bipolar Junction Transistor) và MOSFET, phù hợp cho ứng dụng công suất trung bình đến cao và tần số chuyển mạch trung bình, trong khi MOSFET ưu thế ở tần số cao.

Câu 4: Xét một mạch nghịch lưu cầu H (H-bridge inverter) đơn giản dùng MOSFET. Để tạo ra điện áp xoay chiều hình vuông ở đầu ra, cần điều khiển các van MOSFET như thế nào?

• A. Đóng đồng thời cặp van chéo nhau (ví dụ: Q1 và Q4) trong nửa chu kỳ đầu, sau đó đóng cặp van chéo còn lại (Q2 và Q3) trong nửa chu kỳ tiếp theo.
• B. Đóng tất cả các van MOSFET đồng thời để tạo điện áp đầu ra lớn nhất.
• C. Đóng lần lượt từng van MOSFET theo thứ tự Q1, Q2, Q3, Q4 để tạo dạng sóng bậc thang.
• D. Chỉ cần đóng hai van MOSFET ở cùng một nhánh của cầu H để tạo điện áp một chiều.

Câu 5: Trong mạch chỉnh lưu cầu ba pha, diode được sử dụng làm van bán dẫn. Chức năng chính của diode trong mạch chỉnh lưu là gì?

• A. Khuếch đại dòng điện xoay chiều đầu vào để tăng công suất đầu ra.
• B. Cho phép dòng điện đi qua theo một chiều và chặn dòng điện theo chiều ngược lại, biến đổi điện xoay chiều thành điện một chiều.
• C. Ổn định điện áp đầu ra của mạch chỉnh lưu ở một giá trị cố định.
• D. Giảm nhiễu và sóng hài trong tín hiệu điện xoay chiều đầu vào.

Câu 6: Phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) được sử dụng rộng rãi trong các bộ biến đổi điện tử công suất. Mục đích chính của việc sử dụng PWM là gì?

• A. Giảm điện áp đầu vào cung cấp cho mạch điện tử công suất.
• B. Tăng tần số hoạt động của mạch chuyển mạch để giảm kích thước linh kiện.
• C. Điều khiển điện áp hoặc dòng điện đầu ra bằng cách thay đổi tỷ lệ thời gian bật/tắt của van bán dẫn, duy trì hiệu suất cao.
• D. Bảo vệ mạch điện tử công suất khỏi quá dòng và ngắn mạch.

Câu 7: Trong bộ biến đổi DC-DC Buck (giảm áp), cuộn cảm đóng vai trò quan trọng. Chức năng chính của cuộn cảm trong mạch Buck là gì?

• A. Hạn chế dòng điện đỉnh qua van bán dẫn để bảo vệ mạch.
• B. Khử nhiễu và lọc sóng hài trong điện áp đầu ra.
• C. Tăng điện áp đầu vào để đạt được điện áp đầu ra mong muốn.
• D. Duy trì dòng điện liên tục qua tải và lưu trữ năng lượng trong quá trình chuyển mạch, giúp ổn định điện áp đầu ra.

Câu 8: Xét một bộ biến đổi DC-DC Boost (tăng áp). Khi so sánh với mạch Buck, điểm khác biệt cơ bản về nguyên lý hoạt động giữa mạch Boost và Buck là gì?

• A. Mạch Buck sử dụng diode chỉnh lưu, còn mạch Boost sử dụng MOSFET.
• B. Mạch Boost lưu trữ năng lượng vào cuộn cảm khi van bán dẫn dẫn và giải phóng năng lượng này ra tải khi van ngắt, trong khi mạch Buck chuyển trực tiếp năng lượng đến tải khi van dẫn.
• C. Mạch Buck có hiệu suất cao hơn mạch Boost trong mọi điều kiện hoạt động.
• D. Mạch Boost chỉ hoạt động ở tần số chuyển mạch thấp, còn mạch Buck hoạt động ở tần số cao.

Câu 9: IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) thường được sử dụng trong các ứng dụng điện tử công suất trung và cao. Ưu điểm chính của IGBT so với MOSFET trong các ứng dụng này là gì?

• A. Điện áp rơi trên van (on-state voltage drop) thấp hơn ở dòng điện lớn, giúp giảm tổn thất dẫn.
• B. Tốc độ chuyển mạch nhanh hơn MOSFET, phù hợp cho ứng dụng tần số cao.
• C. Giá thành sản xuất rẻ hơn MOSFET.
• D. Dễ dàng điều khiển và bảo vệ hơn MOSFET.

Câu 10: Trong mạch điều khiển động cơ điện xoay chiều ba pha, biến tần (inverter) đóng vai trò quan trọng. Chức năng chính của biến tần trong hệ thống điều khiển động cơ là gì?

• A. Cung cấp nguồn điện một chiều ổn định cho động cơ.
• B. Giảm dòng khởi động của động cơ để bảo vệ lưới điện.
• C. Biến đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều ba pha có tần số và biên độ điều chỉnh được để thay đổi tốc độ và mô-men của động cơ.
• D. Đo lường tốc độ và vị trí của động cơ để phản hồi về bộ điều khiển.

Câu 11: Xét một mạch chỉnh lưu cầu diode một pha. Nếu điện áp xoay chiều đầu vào có giá trị hiệu dụng là 230V, điện áp một chiều trung bình ở đầu ra của mạch chỉnh lưu lý tưởng (bỏ qua tổn thất) gần bằng bao nhiêu?

• A. 230V
• B. Khoảng 207V
• C. Khoảng 115V
• D. Khoảng 325V

Câu 12: Nhiễu điện từ (EMI) là một vấn đề quan trọng trong điện tử công suất. Nguyên nhân chính gây ra EMI trong các bộ biến đổi chuyển mạch là gì?

• A. Sử dụng linh kiện thụ động (R, L, C) có chất lượng kém.
• B. Điện trở dây dẫn và điện dung ký sinh trong mạch.
• C. Sự thay đổi chậm của dòng điện và điện áp trong quá trình chuyển mạch.
• D. Sự chuyển mạch nhanh của dòng điện và điện áp trong các van bán dẫn, tạo ra các thành phần tần số cao.

Câu 13: Để giảm thiểu EMI trong mạch điện tử công suất, giải pháp nào sau đây thường được sử dụng?

• A. Tăng tần số chuyển mạch để lọc nhiễu dễ dàng hơn.
• B. Sử dụng dây dẫn dài và không экранирование для kết nối các linh kiện.
• C. Sử dụng bộ lọc EMI ở đầu vào và đầu ra, bố trí mạch in (PCB layout) hợp lý, và экранирование các thành phần gây nhiễu.
• D. Giảm điện áp và dòng điện hoạt động của mạch.

Câu 14: Tản nhiệt là một yếu tố quan trọng trong thiết kế mạch điện tử công suất. Tại sao cần phải tản nhiệt hiệu quả cho các van bán dẫn công suất?

• A. Để giảm tiếng ồn phát ra từ mạch điện tử công suất.
• B. Để duy trì nhiệt độ hoạt động của van bán dẫn trong phạm vi cho phép, tránh quá nhiệt dẫn đến suy giảm hiệu suất hoặc hỏng hóc.
• C. Để tăng tốc độ chuyển mạch của van bán dẫn.
• D. Để giảm kích thước tổng thể của mạch điện tử công suất.

Câu 15: Phương pháp tản nhiệt chủ động (ví dụ: sử dụng quạt) và tản nhiệt thụ động (ví dụ: sử dụng heatsink) có ưu và nhược điểm khác nhau. Trong trường hợp nào thì nên ưu tiên sử dụng tản nhiệt chủ động thay vì tản nhiệt thụ động?

• A. Khi yêu cầu hệ thống hoạt động hoàn toàn im lặng và không có tiếng ồn.
• B. Khi không gian lắp đặt bị hạn chế và cần giải pháp tản nhiệt nhỏ gọn.
• C. Khi công suất tổn hao lớn và tản nhiệt thụ động không đủ khả năng làm mát, cần tăng cường khả năng tản nhiệt bằng quạt.
• D. Khi chi phí là yếu tố quan trọng và tản nhiệt thụ động có giá thành thấp hơn.

Câu 16: Mạch snubber thường được sử dụng trong các bộ biến đổi điện tử công suất. Mục đích chính của mạch snubber là gì?

• A. Giảm quá điện áp và quá dòng khi chuyển mạch van bán dẫn, bảo vệ van và giảm nhiễu EMI.
• B. Tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng của mạch.
• C. Ổn định điện áp đầu ra của mạch biến đổi.
• D. Đo lường và giám sát nhiệt độ của van bán dẫn.

Câu 17: Có nhiều loại mạch snubber khác nhau (ví dụ: RC snubber, RCD snubber). Loại mạch snubber nào đơn giản nhất và thường được sử dụng để giảm quá điện áp do hiện tượng điện cảm tản khi tắt van bán dẫn?

• B. RC snubber
• C. RCD snubber
• D. Active snubber

Câu 18: Trong mạch chỉnh lưu thyristor có điều khiển, góc kích α (firing angle) ảnh hưởng đến điện áp đầu ra một chiều. Khi tăng góc kích α, điện áp đầu ra một chiều sẽ thay đổi như thế nào?

• A. Tăng lên
• B. Không đổi
• C. Giảm xuống
• D. Thay đổi theo hình sin

Câu 19: Thyristor và Triac là hai loại van bán dẫn thuộc họ thyristor. Điểm khác biệt chính giữa Thyristor (SCR) và Triac là gì?

• A. Thyristor có tốc độ chuyển mạch nhanh hơn Triac.
• B. Triac có khả năng chịu dòng điện lớn hơn Thyristor.
• C. Thyristor có thể dẫn dòng theo hai chiều, còn Triac chỉ dẫn dòng theo một chiều.
• D. Thyristor là van một chiều (điều khiển dòng theo một chiều), Triac là van hai chiều (điều khiển dòng theo cả hai chiều).

Câu 20: Ứng dụng nào sau đây phù hợp nhất với Triac?

• A. Mạch chỉnh lưu cầu ba pha công suất lớn.
• B. Mạch điều khiển độ sáng đèn AC (dimmer) và điều khiển tốc độ quạt AC.
• C. Bộ biến đổi DC-DC Buck công suất cao.
• D. Mạch nghịch lưu cầu H cho động cơ servo.

Câu 21: Trong hệ thống truyền tải điện cao áp một chiều (HVDC), van bán dẫn công suất đóng vai trò then chốt. Loại van bán dẫn nào thường được sử dụng trong các hệ thống HVDC hiện đại?

• A. Diode công suất.
• B. Thyristor điều khiển pha (Phase-Controlled Thyristor).
• C. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) hoặc Thyristor điều khiển điện áp nguồn (Voltage Source Converter - VSC) sử dụng IGBT.
• D. BJT công suất.

Câu 22: So sánh hệ thống truyền tải điện xoay chiều (AC) và một chiều (DC) về mặt tổn thất trên đường dây truyền tải. Hệ thống nào thường có tổn thất thấp hơn khi truyền tải điện đi xa?

• A. Hệ thống truyền tải điện xoay chiều (AC).
• B. Hệ thống truyền tải điện một chiều (DC).
• C. Cả hai hệ thống có tổn thất tương đương nhau.
• D. Tùy thuộc vào công suất truyền tải, không thể so sánh tổng quát.

Câu 23: Ưu điểm chính của việc sử dụng bộ biến tần ma trận (matrix converter) so với các loại biến tần truyền thống (ví dụ: biến tần DC-link) là gì?

• A. Hiệu suất chuyển đổi cao hơn và ít tổn thất hơn.
• B. Kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ hơn.
• C. Giá thành sản xuất rẻ hơn.
• D. Khả năng tạo ra điện áp và tần số đầu ra linh hoạt hơn, không cần giai đoạn DC-link trung gian, và có khả năng tái sinh năng lượng về lưới.

Câu 24: Trong mạch chỉnh lưu có điều khiển, diode flyback (hay diode freewheeling) thường được mắc song song với tải cảm. Chức năng của diode flyback trong mạch này là gì?

• A. Đảm bảo dòng điện tải cảm được duy trì liên tục khi van bán dẫn ngắt, tránh quá điện áp do hiện tượng tự cảm.
• B. Tăng điện áp đầu ra của mạch chỉnh lưu.
• C. Giảm nhiễu và sóng hài trong điện áp đầu ra.
• D. Bảo vệ van bán dẫn khỏi quá dòng khi tải ngắn mạch.

Câu 25: Điện dung ký sinh của van bán dẫn có ảnh hưởng đến hiệu suất và hoạt động của mạch điện tử công suất ở tần số cao. Ảnh hưởng chính của điện dung ký sinh là gì?

• A. Giảm điện trở dẫn của van bán dẫn.
• B. Tăng tốc độ chuyển mạch của van bán dẫn.
• C. Gây ra tổn thất chuyển mạch, tạo dao động và nhiễu EMI, đặc biệt ở tần số cao.
• D. Ổn định điện áp và dòng điện trong mạch.

Câu 26: Trong thiết kế mạch in (PCB) cho điện tử công suất, việc bố trí các đường mạch công suất và đường mạch điều khiển cần được chú ý đặc biệt. Nguyên tắc quan trọng nhất cần tuân thủ là gì?

• A. Bố trí các linh kiện càng gần nhau càng tốt để giảm kích thước PCB.
• B. Sử dụng đường mạch điều khiển lớn hơn đường mạch công suất để đảm bảo tín hiệu điều khiển mạnh.
• C. Đặt đường mạch công suất và đường mạch điều khiển chồng lên nhau để tiết kiệm diện tích PCB.
• D. Tách biệt đường mạch công suất (dòng điện lớn, điện áp cao) và đường mạch điều khiển (tín hiệu nhỏ), giảm nhiễu xuyên kênh và đảm bảo an toàn.

Câu 27: Bảo vệ quá dòng là một chức năng quan trọng trong các bộ biến đổi điện tử công suất. Phương pháp bảo vệ quá dòng nào sau đây thường được sử dụng và có khả năng phản ứng nhanh nhất?

• B. Bảo vệ quá dòng tức thời (instantaneous overcurrent protection) bằng cách giám sát dòng điện liên tục và ngắt mạch ngay lập tức khi vượt ngưỡng.
• C. Sử dụng cầu chì (fuse) để ngắt mạch khi có quá dòng.
• D. Bảo vệ quá dòng có trễ (time-delayed overcurrent protection) để tránh ngắt mạch do quá dòng ngắn hạn.

Câu 28: Trong hệ thống điện mặt trời hòa lưới, bộ biến đổi điện (inverter) đóng vai trò trung tâm. Chức năng chính của biến đổi điện trong hệ thống này là gì?

• A. Biến đổi điện áp một chiều từ tấm pin mặt trời thành điện áp xoay chiều đồng bộ với lưới điện để cung cấp điện năng.
• B. Tăng điện áp một chiều từ tấm pin mặt trời để lưu trữ vào аккумулятор.
• C. Ổn định điện áp đầu ra của tấm pin mặt trời.
• D. Theo dõi điểm công suất cực đại (MPPT) của tấm pin mặt trời.

Câu 29: Công nghệ bán dẫn vùng cấm rộng (Wide Bandgap - WBGs) như SiC (Silicon Carbide) và GaN (Gallium Nitride) đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong điện tử công suất. Ưu điểm nổi bật nhất của WBGs so với Silicon (Si) truyền thống là gì?

• C. Khả năng hoạt động ở điện áp cao hơn, tần số chuyển mạch cao hơn, nhiệt độ cao hơn, và tổn thất thấp hơn so với Si.
• D. Giá thành sản xuất rẻ hơn so với Silicon.

Câu 30: Xét một bộ sạc không dây sử dụng công nghệ cảm ứng điện từ. Nguyên lý cơ bản của quá trình truyền năng lượng không dây trong bộ sạc này là gì?

• B. Sử dụng từ trường biến thiên tạo ra bởi cuộn dây phát để cảm ứng điện áp và dòng điện trong cuộn dây thu, truyền năng lượng qua không gian.
• C. Sử dụng sóng điện từ cao tần (ví dụ: vi sóng) để truyền năng lượng.
• D. Sử dụng ánh sáng laser để truyền năng lượng.