intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo trình hướng dẫn phân tích mạch tích hợp của vi mạch chuyển đổi đo lường p8

Chia sẻ: Dgrw Eryewr | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST
Báo xấu
58
lượt xem 6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình hướng dẫn phân tích mạch tích hợp của vi mạch chuyển đổi đo lường p8', khoa học tự nhiên, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình hướng dẫn phân tích mạch tích hợp của vi mạch chuyển đổi đo lường p8

  1. ñoä roäng thay ñoåi ñöôïc. Töø ñaây chia ra laøm hai ñöôøng : moät ñi qua maïch ñaûo ñeå ñeán maïch ñôn oån, moät ñi thaúng ñeán maïch ñôn oån khaùc ñeå hình thaønh hai xung kích. Xung ñi ra töø hai maïch ñôn oån ñöôïc troän vôùi xung coù taàn soá cao do boä dao ñoäng ñöa ñeán. Boä dao ñoäng taàn soá cao coù chöùc naêng taêng khaû naêng kích cho caùc xung kích, ñaûm baûo kích ñöôïc caùc SCR. Sau ñoù, caùc xung naøy ñöôïc ñöa ra boä phaän xuaát xung ñieàu khieån ñi ñeán cöïc coång cuûa SCR. sô ñoà maïch ñieän : 3.
  2. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV Hình III.18 TRANG : 33
  3. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV 4. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch : Ñaàu tieân, boä dao ñoäng taïo soùng tam giaùc do hai IC 741a vaø 741b ñaûm nhaän. Boä dao ñoäng naøy taïo ra taàn soá chuû yeáu cho boä baêm xung moät chieàu. Taàn soá soùng tam giaùc do R1, R2, R3 vaø C1 quyeát ñònh. Soùng tam giaùc naøy ñöôïc ñöa ñeán ngoõ vaøo ñaûo cuûa 741c, coøn ngoõ vaøo khoâng ñaûo ñöôïc noái ra chaân giöõa cuûa bieán trôû VR. Xung vuoâng ôû ngoõ ra coù theå thay ñoåi ñöôïc ñoä roäng xung khi thay ñoåi bieán trôû VR do thay ñoåi möùc so saùnh vôùi soùng tam giaùc. Xung vuoâng naøy ñöôïc chia laøm hai ñöôøng : ñöôøng thöù nhaát ñi qua moät coång ñaûo vaø ñöôøng coøn laïi ñi qua hai coång ñaûo ñeå söûa daïng xung roài ñi ñeán hai ngoû kích cuûa maïch ñôn oån ñe å taïo ra xung coù ñoä roäng xung khoâng thay ñoåi. Ñoä roäng xung cuûa maïch ñôn oån coù theå ñaët tröôùc sao cho noù ñuû ñeå kích SCR. Maïch ñôn oån do hai IC AN555a vaø AN555b thöïc hieän. Ngoõ ra cuûa chuùng seõ ñöôïc troän vôùi maïch dao ñoäng taàn soá cao thöïc hieän bôûi IC AN555c ñeå cho xung kích laø moät taäp hôïp cuûa moät chuøm xung, laøm taêng khaû naêng kích cho SCR. Caùc xung naøy seõ ñöôïc ñöa qua OPTO nhaèm caùch ly maïch taïo xung kích vôùi ngyuoàn ñieän theá cao khi ñöa vaøo cöïc coång cuûa SCR. uv (ngoû vaøo chaân soá 3) +v 0 t _v ur (ngoû vaøo chaân soá 2) +v 0 to t _v +V Daïng soùng ra ôû OPTO 4N26A 0 t Daïng soùng ra ôû +V OPTO 4N26B 0 t TRANG : 34
  4. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV CHÖÔNG IV: THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG MAÏCH I. THIEÁT KEÁ MAÏCH : 1. Thieát keá vaø tính toaùn caùc giaù trò cho maïch baêm xung moät chieàu. Ñeå tính toaùn caùc giaù trò cho maïch baêm xung moät chieàu, tröôùc heát ta caàn coù caùc soá lieäu ban ñaàu nhö sau: Ung = 300V. Rtaûi = 50. Itaûi = 6A. Thôøi gian daãn nhoû nhaát coù theå ñöôïc cuûa S1 laø : Ton = 500s. Thôøi gian khoaù cuûa SCR ñöôïc choïn thieát keá laø : toff = 50s. Khoaûng ñieän aùp ñieàu chænh ñöôïc töø 30V  300V. Tyû soá chu kyø nhoû nhaát laø : Dmin = 30/300 = 0.1 Chu kyø cuûa boä baêm laø : T = Ton/D = 500/0.1 = 5000s. Vaø taàn soá lôùn nhaát coù theå ñöôïc cuûa boä baêm laø : f = 1/T = (1/5000).106 = 200Hz. Döïa treân nhöõng thoâng soá choïn ôû treân, vaø ñeå cho maïch hoaït ñoäng toát thì caùc thoâng soá cuûa maïch baêm ñöôïc tính toaùn nhö sau : a. Thieát keá vaø tính toaùn caùc giaù trò cho maïch baêm taét cöôõng böùc baèng ñieän aùp . Nhö ñaõ khaûo saùt ôû chöông III, ta coù sô ñoà maïch baêm xung moät chieàu taét cöôõng böùc baèng ñieän aùp nhö hình III.4 : Ñaàu tieân ñeå choïn tuï ñieän, ta nhaän thaáy raèng theo daïng soùng ñieän aùp cuûa us1, thôøi gian khoaù cuûa SCR S1 naèm ôû giöõa khoaûng taêng theo haøm muõ töø –E ñeán +E. Vôùi maïch dao ñoäng L – C, taïi thôøi ñieåm t = 0, baét ñaàu khoaù S1, ta coù : us1 = E + Ae-t/T Trong ñoù : T = RC laø thôøi haèng naïp xaû cuûa tuï ñieän . Vôùi us1 = -E ôû t = 0, do ñoù A = -2E. Töø ñoù suy ra : us1 = E –2Ee-t/T Khi us1 = 0 thì t = thôøi gian khoùa cuûa S1 = 60s, do ñoù : us1 = 300 – 2.(300)e-(60.10-6)/T = 0 Suy ra : T = 87s Trong maïch dao ñoäng R – C, ta laïi coù : T = RC TRANG : 35
  5. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV Do ñoù, C = T/R = 87/50 = 1.73F. Ta choïn C = 2.2F. Theo nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch treân cho ta bieát thôøi gian khoaù cuûa SCR S1 baèng moät phaàn tö chu kyø dao ñoäng cuûa L – C, neân ta coù : 1 2 LC  60.10 6 s. t off  4 Suy ra L = 0.66mH Ñeå tính doøng ñieän dao ñoäng lôùn nhaát trong maïch dao ñoäng L-C, ta caân baèng bieåu thöùc sau : ½CU2 = ½LI2 Vaø ta coù ñöôïc doøng ICmax = 17.3A. Ñeå choïn SCR, ta nhaän thaáy raèng, doøng ñieän qua S1 seõ laø : IS1max = Itaûi + ICmax = 6 + 17.3 = 23.3A. Nhö vaäy, ta phaûi choïn SCR S1 coù khaû naêng chòu ñöôïc doøng ñieän lôùn hôn hoaëc baèng 23.3A ñeå noù coù theå hoaït ñoäng toát trong maïch. Ñoái vôùi S2 thì noù chæ chòu doøng ñieän naïp vaø xaû qua tuï C neân coù theå choïn vôùi giaù trò doøng ñieän thaáp hôn. Tính soá voøng daây cuûa cuoän daây L : Theo coâng thöùc ta coù:  N 2S L 0 l Trong ñoù : d L : chieàu daøi cuoän daây. l N : soá voøng daây cuûa cuoän daây. 0 : heä soá töø thaåm. S : dieän tích cuoän daây. Töø coâng thöùc treân ta coù: L.l N  0 .S ÔÛ ñaây choïn : d = 0.05m, l = 0.05m, 0 = 4.10-7 Thay soá: 660  10 6  0.05 N  115vong 4  10 7  R 2 Sô ñoà maïch baêm ñöôïc theå hieän nhö sau : XK1 S1 Rt 50 D2 2.2uF C S2 XK2 + E L D1 0.66mH TRANG : 36
  6. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV Hình IV. 1 Sô ñoà maïch baêm taét cöôõng böùc baèng ñieän aùp. b. thieát keá vaø tính toaùn caùc giaù trò cho maïch baêm taét cöôõng böùc baèng doøng ñieän : Sô ñoà maïch ñieän nhö hình III.8 ñaõ khaûo saùt ôû phaàn tröôùc, vôùi caùc giaù trò cho ôû treân, ta tính caùc trò soá cuûa maïch baêm nhö sau : Trong thöïc teá, khi maïch ñöôïc caáp ñieän vôùi ñieän aùp nguoàn, tuï C seõ ñöôïc naïp qua ñieän trôû R ñeán moät giaù trò gaàn gaàn baèng ñieän aùp nguoàn. Thôøi gian chuyeån maïch ñuû nhoû (so vôùi thôøi gian laøm vieäc) neân doøng ñieän coi nhö khoâng ñoåi trong giai ñoaïn naøy vaø coù trò soá baèng Icmax . Ñoái vôùi ñieän trôû R ta choïn sao cho trò soá cuûa no ù vöøa ñuû lôùn ñeå doøng ñieän qua noù khoâng ñaùng keå so vôùi doøng dao ñoäng cuûa maïch LC. Ñoàng thôøi vöøa ñuû nhoû ñeå ñaùp öùng tuï C kòp naïp gaàn baèng nguoàn. Thoâng thöôøng giaù trò cuûa R ñöôïc laø 100K . Doøng ñieän dao ñoäng trong L - C coù daïng hình Sin (hình IV.2), neân ta coù : C C ic  I C max sin t  U C max sin t  U ng max sin t L L T   LC toff Itaûi ICmax Hình IV.2 Daïng soùng cuûa maïch dao ñoäng L – C. Ñeå cho maïch baêm hoaït ñoäng ñöôïc moät caùch chaéc chaén, ta caàn coù : Icmax = KItai (K > 1). Thoâng thöôøng K ñöôïc choïn baèng 2 (K = 2). Do ñoù: C (1) U  2 I t max L Theo nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch (lyù töôûng) thì thôøi gian taét (toff) cuûa Sc laø : t off Nhöng trong thöïc teá thì thôøi gian naøy phaûi laø : t off  t Vôùi t : laø khoaûng thôøi gian treå cuûa SCR, choïn t = 10. Ñeå thôøi gian taét coù theå duy trì cho SCR phuïc hoài chöùc naêng khoùa khi chöa coù xung kích, ta caàn : 2    k  t   k (t off  t ) 3 TRANG : 37
  7. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV Vôùi 1 t  LC Suy ra: 2 1 (t off  t )  (2) 3 LC Giaûi heä phöông trình (1) vaø (2) ta coù: 3U ng L (t off  t ) 4I t 3I t C (t off  t ) U ng  Thay soá ta coù: 3  300 (50  10)  10  6 ( H )  0.72mH L 4  3.14  6 3 6 (50  10)  10 6 ( F )  1.2 F C 300  3.14 Vaäy choïn : L = 0.72mH C = 1F Coâng thöùc tính soá voøng daây cuûa cuoän daây:  N 2S L 0 l Suy ra Ll N 0  S Neáu ta choïn quaán cuoän daây coù chieàu daøi laø 50cm vaø ñöôøng kính laø 50cm thì soá voøng daây phaûi quaán laø : 720  10 6  0.05 N  120Vong 2  0.05  7 4  3.14  10  3.14    2 Veà vieäc tính doøng ñieän ñeå choïn SCR cho phuø hôïp, ta bieát raèng S1 chæ chòu doøng ñieän taûi cho neân ta coù theå choïn S1 coù möùc chòu ñöïng ñieän aùp lôùn hôn doøng ñieän taûi laø ñöôïc. Coøn ñoái vôùi S2 thì doøng ñieän qua noù ñöôïc tính laø lôùn hôn doøng ñieän taûi (thoâng thöôøng laø lôùn hôn hai laàn). Cho neân SCR S2 phaûi coù möùc chòu doøng lôùn hôn hai laàn doøng ñieän taûi thì maïch baêm coù theå hoaït ñoäng toát. TRANG : 38
  8. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV Maïch baêm taét cöôõng böùc baèng doøng ñieän coù caùc giaù trò nhö hình veõ sau : XK1 S1 Rt 50 D2 D3 D1 + S2 E XK2 1uF C - L 0.72mH R 100K Hình IV.3 Sô ñoà maïch baêm taét cöôõng böùc baèng doøng ñieän. 2. Thieát keá vaø tính toaùn caùc giaù trò cho maïch taïo xung kích : Nhö ta ñaõ bieát, maïch taïo xung kích cho SCR trong maïch baêm xung phaûi ñaùp öùng ñaày ñuû caùc yeâu caàu veà taàn soá vaø thôøi ñieåm kích nhö ñaõ ñeà caäp ñeán trong chöông III. Ñeå tính toaùn caùc giaù trò cho maïch ôû hình III.16 vôùi taàn soá laøm vieäc laø 200Hz, tröôùc heát ta choïn nguoàn cung caáp cho toaøn maïch laø 12V vaø vieäc tính toaùn ñöôïc thöïc hieän nhö sau : a. Tìm trò soá cho caùc linh kieän trong boä phaän taïo taàn soá cô baûn coù ñoä roäng xung thay ñoåi ñöôïc. Boä phaän naøy goàm IC 741A, IC 741B, IC 741C R1, R2, R3, R4, R5, C1 vaø C2 thöïc hieän. ÔÛ boä dao ñoäng taïo soùng cô baûn ñaàu tieân, chu kyø cuûa noù ñöôïc tính laø : 1  T  2R1C1 ln 1  Trong ñoù : R3  R 2  R3 Ta choïn R2 = 10k , R3 = 2.2k. 2.2   0.18 10  2.2 Taàn soá laø f = 200Hz neân ta coù chu kyø T = 5ms. Do ñoù : R1C1 = 3.6ms. Khi ta choïn C1 = 1F thì R1 = 3.6k (laáy R1 = 3.3k). Soùng vuoâng do boä phaän treân taïo ra coù bieân ñoä ñænh - ñænh laø 24V vaø tæ soá chu kyø laø : D = 0.5 cho neân thôøi gian ôû möùc cao cuûa xung laø 2.5ms. Ñeå chuyeån soùng vuoâng ñöôïc taïo ra ôû treân thaønh soùng tam giaùc, ta caàn tính : V ra 24  9.6 V  ms t 2.5 TRANG : 39
  9. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV Vì moái quan heä : V Vra  vaø  9.6 V ms t R4 C 2 Neân ta coù : R4C2 = 2.5ms. Choïn C2 = 0.47F thì R4 = 5.3k (laáy R4 = 4.7k ) Thoâng thöôøng R5 choïn baèng R4 = 4.7k. Soùng tam giaùc naøy laø tín hieäu so saùnh vôùi ñieän aùp moät chi eàu ñöa vaøo töø bieán trôû VR ñeå taïo ra soùng vuoâng coù ñoä roäng xung thay ñoåi ñöôïc. Muoán thay ñoåi ñoä roäng xung ta chæ vieäc thay ñoåi möùc ñieän aùp so saùnh baèng caùch chænh bieán trôû naøy. Giaù trò cuûa bieán trôû ñöôïc choïn laø 5k. b. Tính caùc giaù trò cho boä phaän taïo xung ñôn oån : Boä phaän naøy goàm hai maïch ñôn oån rieâng bieät vaø hoaøn toaøn gioáng nhau nhaèm cung caáp xung kích cho hai SCR trong maïch baêm xung moät chieàu. Chuùng bao goàm IC AN555A, IC AN555B, R11, R12, C1 vaø C2 thöïc hieän. Ñoä roäng xung ñôn oån ñöôïc choïn ñeå thieát keá laø 0.5ms. Ñoä roäng naøy laø khoâng ñoåi trong khi thay ñoåi ñoä roäng xung ôû ngoõ vaøo. Ñoä roäng xung trong maïch ñôn oån duøng IC555 ñöôïc tính laø : T = R11C5ln3 = R12C6ln3 Khi T = 0.5ms, ta coù : R11C5 = R12C6 = 0.454ms. Choïn C5 = C6 = 1F thì ñieän trôû R11 = R12 = 454. Vaäy giaù trò caùc linh kieän phaûi choïn laø : C5 = C6 = 1F; R11 = R12 = 470. c. Tính caùc giaù trò cho maïch dao ñoäng taàn soá cao. Maïch dao ñoäng taàn soá cao naøy nhaèm muïc ñích troän vôùi xung ñôn oån ñeå taêng khaû naêng kích cho maïch taïo xung kích. Taàn soá thieát keá cho boä phaän naøy khoaûng 10KHz. Vôùi taàn soá ñoù, ta tính caùc giaù trò cho boä phaän naøy vôùi caùc linh kieän IC AN555C, IC AN555D, R17, R18, R19, R20, C9, C10, D2 vaø D3. Ñeå xung ra coù ñöôïc tæ soá chu kyø laø D = 0.5 thì ta phaûi coù R17 = R18 = R19 = R20 vaø theâm diode D2 maéc song song vôùi R18, diode D3 maéc song song vôùi R20. Taàn soá cuûa boä dao ñoäng naøy ñöôïc tính laø : 1 f 1.4 R17 C 9 Töø ñoù ta coù : R17C9 = 0.072ms. Choïn C9 = C10 = 0.1F thì R17 = 0.72k. Vaäy caùc linh kieän caàn phaûi choïn laø : C9 = C10 = 0.1F R17 = R18 = R19 = R20 = 1k. d. Thieát keá boä phaän ñöa xung kích ra ngoaøi. Sau khi coù xung ñôn oån vaø xung dao ñoäng taàn soá cao, ta troän chuùng laïi vôùi nhau baèng caùc coång AND trong IC2. Keát quaû seõ cho ta moät chuoåi xung kích trong khoaûng xung ñôn oån ôû möùc cao. Caùc xung kích naøy seõ ñöôïc ñöa ñeán caùc OPTO 4N26A vaø 4N26B ñeå ñöa TRANG : 40
  10. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV xung ra ngoaøi kích cho SCR. Xung kích ñöôïc ñöa ra OPTO thoâng qua transistor Q7 vaø Q8. Caùc transistor naøy laøm vieäc theo cheá ñoä ñoùng ngaét neân caùc ñieän trôû maéc noái tieáp vôùi OPTO ñöôïc choïn thieát keá theo doøng baûo hoøa cuûa diode trong OPTO. Ñoái vôùi OPTO 4N26 thì doøng baûo hoøa laø 5mA, cho neân caùc giaù trò cuûa ñieän trôû R28 vaø R26 ñöôïc choïn laø : R26 = R28 = U/I = 12/5.10-3 = 2.4k . Trong thöïc teá, ta choïn : R26 = R28 = 2.2k. Vieäc duøng caùc OPTO naøy nhaèm caùch li ñieän theá cao töø maïch baêm xung moät chieàu vôùi maïch taïo xung kích. Sô ñoà maïch ñieän ñöôïc theå hieän laïi nhö sau (hình IV.4) : TRANG : 41
  11. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV Hình IV.4 Sô ñoà maïch taïo xung kích cho SCR. TRANG : 33
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
6=>0