Nghiên cứu cơ bản về kỹ thuật điện tử: Phần 2

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn sách "Kỹ thuật điện tử cơ bản" cung cấp cho người đọc các nội dung: Các mạch chỉnh lưu, mạch ổn áp, các mạch khuếch đại, các mạch ứng dụng khác. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu cơ bản về kỹ thuật điện tử: Phần 2

C hư ư n g 3 CÁC MẠCH CHỈNH L ư u 3.1. K H Á I N IỆM C H U N G VỀ N G U ổ N ĐIỆN N guồn điện có nhiệm vụ cung cấp điện năng cho các m ạch diện và các thiết bị điện đê biến đổi thành các dạng năng hrợng khác. Tuỳ theo điện áp hay dòng điện cấp ra m à nguồn điện được gọi là nguồn một chiểu hay xoay chiều. Dòng điện một chiều (hình 3.1) chí chảy theo m ột chiều tìt cực dương sang cực âm trên I dây dần. Dòng m ột chiều có thê chày theo chiểu thuận (chiểu quy ước) hay chiều ngược lại nhưng chi ở một chiều. Trị số dòng diện có thể khỏng đổi (đường 1 , 1 ') hay biến đổi (đường 2 , 2 '). Dòng điên xoay chiều (hình 3.2) cháy theo cà hai chiều trên một dây dẫn, lúc theo chiều này, lúc theo chiều kia. Do vậy, trị sô dòng điện luôn thay đổi, lúc tâng, lúc giảm và qua trị số 0 khi đổi chiều. T rong cóng nghiệp, dòng điện xoay chiều được sán xuất có dạng hình sin vì máy pliiít điện có ròto quay tròn m ang theo cuộn dày phần ứng quay tròn 71
hoặc cuộn dây phần cảm tạo từ trường quay tròn. H ình chiếu cù a m ột điếm chuyến động tròn theo thời gian trên m ột m ặt phắng vuông góc với m ặt phẳng quỹ đạo là m ột hình sin. Dòng điện xoay chiều có tần số khác 0 (f * 0). D òng điện xoay chiêu công nghiệp có tần số f = 50H z (ở M ĩ là 60H z). D òng điện m ột ch iểu có tần số f = 0 . N goài cách phân loại nguồn điện thành nguồn m ột chiều và ng u ồ n xoay chiều, người ra còn phàn loại theo m ột số cách khác. Đ ó là: - Nguồn một chiều một cực tính và nguồn một chiểu hai cực tính (hình 3.3). - N guồn áp và nguồn dòng. +u ỹ ( r u -^ + ■1 ị •ĩ a) ỵ -u b) -y -u H ình 3.3: Nguồn một chiêu một cực tính (a, b) H ình 3.4: Nguồn áp thực và niỊiiồn một chiêu hai cực tính (c) N m tồn úp m ột cliiền (nguồn loại s „ )là nguồn m ột ch iều có cực tính không đổi và giữ ổn định điện áp cấp ra, không phụ thuộc vào d ò n g tải. T heo định luật Ô m (O hm ) cho toàn m ạch thì điện áp giữa 2 cực nguồn: u = E - IR0 trong đó: E - sức điện động của nguồn (V); R 0 - điện trở trong của nguồn (Q ); I - dòng điện tải (A). Rõ ràng, m uốn ổn định điện áp, cần R 0 - 0. Thực tế, điện trở trong không thể bằng 0. N ên nguồn áp càng có R 0 nhỏ càng tốt. Đ iện áp cấp ra th ay đổi chút ít xung quanh m ột trị số trung bình khác 0. Đ ể giảm ảnh hướng cù a các biến động m ạch của điện áp cấp ra, người ta m ắc m ột tụ điện có đ iện d u n g lớn song song với đầu ra, như trên hình 3.4. Nt;uồn dòiUỊ m ộ t chiêu (nguồn loại Sị) là nguồn m ột chiêu cấp d ò n g phu tải ổn định. N guồn dòng lí tưởng có điện trở trong bằng 00. 72
Thực tế, nguồn dòng một chiều cấp dòng m ột chiều cho phụ tải có giá trị thay đòi chút ít xung quanh m ột trị số trung bình khác 0. Đê' giảm ảnh hưởng của các biến động m ạnh của dòng điện cấp ra, người ta mắc m ột cuộn kháng có điện cảm lớn nối tiếp với phụ tải, X L * (0,1 -r 1,0)H như trên hình 3.5. Trong thực tế, nguồn m ột chiều như pin, H ình 3.5: Nguồn dòng thực ăcquy thường có dung lượng thấp và sau một thời gian sử dụng phải thay mới hoặc nạp lại. N guồn xoay chiều trên lưới có công suất lớn, sẵn, nên người ta hay dùng nguồn m ột chiều là đầu ra của bộ chỉnh lưu. Đ ó là thiết bị biến đổi nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều rất thường dùng trong kì thuật điện tử. Sau đây, xem xét các nguồn chỉnh lưu m ột pha. 3.2. C H ỈN H LƯU M Ộ T PHA NỬA C H U K Ì (D Ù N G Đ IÔ T) 3.2.1. Sơ đồ Đầu vào của bộ chỉnh lưu là điện áp xoay chiều, đầu ra của bộ chỉnh lưu là điện áp m ột chiều (hình 3.6a). Vì điện áp lưới và điện áp chỉnh lưu thường khác nhau nên sơ đổ có biến áp BA ở đầu vào (hình 3.6b). a) -M- R, CL Hình 3.6: Cliỉnlì lưu một pha nửa chu kì a) Sơ đồ khối; b) Sơ (tồ mạcli. 3.2.2. N guyên lí làm việc và đồ thị áp, đồ thị dòng - Tải thuần trở Đ iện áp thứ câp xoay chiều Ui có đồ thị như hình 3.7a. Khi điện áp thứ cấp u 2 có cực tính dương (già sử ở nửa chu kì dương) đặt vào cực anôt A của điốt thì điôt thông và dẫn dòng qua tải R, (tải thuần trở: điện trờ, bóng đèn 73
sợi, lò điện...). Ớ nứa chu kì tiếp theo (nửa chu kì âm ), cực tính âm của nguồn u-> đặt vào cực A thì điôt khoá và không dần dòng qua tái. Nếu coi điòt là lí tường thì khi phân áp ngược, dòng điện ngược I = 0, điện trờ RAC lúc này R ac = co; khi phân áp thuận thì R ac = 0, sụt áp trong điót AU d = 0, trị số dòng qua điôt do điện trờ tải R, quyết định và không được quá dòng dẫn định mức của điôt. Đ ồ thị điện áp và dòng điện qua tải như hình 3.7b. Ớ nứa chu kì âm , điõt khoá. H ình 3.7: Đồ tliị diện áp và dòng Đ iện áp đặt lên điôt là điện áp (theo thời gian) U -, như trê n h ìn h 3.7c. klii chinh lưu một phu nửa chu kì (lùng điót Các tính toán cho biết giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu là: s . un - U 2 = 0 .4 5 U , (3-2) còn giá trị trung bình của dòng điện chỉnh lưu qua tải là: i , = Ị i Ị s U ạ (3-3) R , n R , R ị Các giá trị trung bình của điện áp và dòng điện được đo bằng von k ế và am pe kê từ điện như trên hình 3.6b. Đ iện áp trên tài và dòng điện qua tái có dạng nửa hình sin như hình 3.7b nên có tính đập m ạnh, không đều, tần số đập m ạch m = 1 và ớ nửa chu kì âm thì bằng 0. Đ ể san đểu điện áp và dòng, người ta m ắc ờ đầu ra bộ ch inh lưu m ột tụ điện c. Khi điện áp sin tăng thì tụ c nạp điện. Khi điện áp sin giám thì tụ c phóng điện. Do vậy điện áp sẽ đéu hơn, không còn giá trị 0 (hình 3.8). Đ iện áp trung bình sẽ lớn hơn. 74
V- CL -X Hìnli 3.8: San bằng điện úp chinh lim nhờ tụ diện 3.2.3. Lắp ráp m ạch chỉnh lưu nửa chu kì, tải thuần trư M ạch đơn giản nên lắp ráp cũng đơn giản. Với dòng tải dưới 1A có thế dùng điôt 4007 lắp ráp như hình 3.9. Tụ c có điện dung 1000(iF, điện áp 50V và đế thừ nghiêm , tụ c nối vào mạch qua m ột công tắc nhò hay một nút ấn nhỏ có chốt khoá. Kiếm tra các linh kiện trước khi lắp ráp theo m ục 2.1.5 (đối với điôt D), mục 1.2.6 (đối với tụ điện C). Kiểm tra thông m ạch và ngắt m ạch của nút ấn B nhờ đồng hồ vạn nâng. — IX - _Í 1 (BT) (BT) c) d) Hình 3.9: Lắp ráp mạch i liinli lưu nửa chu kì hằng (Hót IIì Mill'll nguyên li; h) Mặt I l l ' l l null'll in; r, cl) Mặt dưới mạch ill. Sư đồ nguyên lí mạch chinh lưu như trên hình 3.9a. Các .linh kiện được láp trên m ạch in. Mạt linh kiện hay mạch nhìn phía trên (TV: Top V iew ) như 75
hình 3.9b. M ặt m ạch in để hàn linh kiện hay m ạch nhìn từ dưới lẽn (BV: Bottom V iew ) như hình 3.9c hoặc 3.9d. M ạch in là tấm phíp m ỏng có phủ lớp đổng d ẫn đ iệ n được ãn m ò n đê tạo m ạch. C ác ch ân linh kiện được cắm q u a lỗ x u ố n g m ạch đ ồ n g đ ê hàn. M ạch ờ hình 3.9c là m ạch m ảnh. M ạch này để đ ọ c, d ễ hàn n h ư n g dễ bong. M ạch ở hình 3.9d là m ạch m ảng. M ạch này tận d ụ n g được lớ p đ ồ n g nên d ò n g dẫn trên m ạch có th ể lớn hơn, khó b ong, nh ư n g k h ó đ ọ c m ạch , khó hàn hơn. Sau khi lắp xong m ạch (CL) thì nối m ạch với m áy biến áp và đ ồ n g hồ đo như hình 3.10 (tương tự hình 3.6), trong đó điện trờ tải là 4 7 Q - 5W , am pe k ế có thang đo 0 - 1A, von k ế có thang đo 0 - 30V. H ình 3.10: Tliử nghiệm chỉnh lưu một pha nửa chu ki 1. Nối đầu vào của bộ CL với ~12V thứ cấp BA. M ở n út B. K hông nối m ạch tải và am pe k ế vào đầu ra. Đ óng công tắc K và đọc trị số điện áp u0 trên von kế. Cắm jắc nối tải và đọc trị số u I trên von k ế và trị số Aị trên am pe kế. Ghi các trị số đo vào bảng 3.1. An núi B. Đ ọc và ghi các trị số dòng A i và U q , U i . B ản g 3.1 Điện áp ~ 12V ~ 24V vào Không u„ = u,= A, - u0= u,= A ,= có tụ c Có tụ c At — Uó u2= A: = II U'o ri 76
2. M ở nút B. Q uay chuyển m ạch về ~ 24V. Lặp lại các thao tác như trên. Đ ọ c và ghi các kết quả đo vào bảng 3.1. Nhận xét các kết quả và rút ra các kết luận. 3.2.4. C h ỉn h lưu m ộ t p h a n ử a ch u kì. T ải R - L Trường hợp tải có tính chất cảm kháng (L) như cuộn dây, cuộn hút rơle, côngtắctơ, nam châm điện, cuộn ~u, li hơp điên từ, v.v... thì ngoài cảm ISH kháng do độ tự cảm L tạo ra, còn có điện trờ của chính dây quấn nên tải là H ình 3.11: Chình hni một pha R L (hình 3.11). nửa chu kì với tải R - L Khi điôt được phân áp thuận trong nửa chu kì dương của nguồn thì nó dẫn dòng qua tải. Vì tải có cảm kháng nên dòng điện không tăng cùng nhịp với điện áp nguồn m à chậm hơn do có sức điện động tự cảm ngược chiều với điện áp nguồn (hình 3.12). H ình 3.12: Giàn đồ điện áp vá dòng điện khi chình lưu nửa chu kì với tải R - L 77
Khi điện áp nguồn tăng thì sức điện động tự cảm ngược ch iéu với d iện áp nguồn (e-, - e L) nên dòng điện tăng chậm . Lúc này phần cảm tích luỹ năng lượng dưới dạng từ năng (điện -> từ). Khi dòng điện đạt giá trị cực đại thì nó bắt đầu giám . Sức điện động tự cảm cùng chiều với điện áp ngu ồ n (e-, + e L) nên sự giám dòng điện bị chậm lại. Lúc này từ năng phần cảm được giai phóng, biến thành điện năng. Lưu ý rằng, khi điện áp nguồn giảm tới Ut = 0 và sau đó âm thì sức điện động tự cảm vẫn còn ( - e + e L > 0) và đủ lớn nên điôt D vẫn được phân áp thuận, vẫn dẫn dòng qua tải theo chiều cũ (Irong khoáng X.). Sau đó, khi sức điện động tự cảm nhỏ thì: - e + e L < 0 và điòt bị phân áp ngược, khoá và i = 0 . K ết luận: - Trường hợp tải có tính chất cảm kháng (L * 0) thì khoảng dần d ò n g của diôt lớn hơn 7 so với trường hợp tải thuần trở. (So sánh dò n g i ớ hình 3.7 và 1 hình 3.12). L càng lớn thì khoáng dẫn tăng hơn X càng lớn. - K hoáng dẫn dòng X là khoảng điôt dẫn dòng thuận qu a tải nhưng điện áp nguồn âm (phân áp ngược) vì leLl > lu-,1. - Đ iện áp ngược đặt lên điôt trong khoảng (71 + Ả) -ỉ- 2 n và có giá trị ban đầu tăng vọt U ng0. Bước nhảy vọt ban đầu U llg0 gây tác d ụ n g xấu cho chuyên m ạch của điôt. G iá trị U ng0 càng lớn khi L càn g lớn. - T rong thực tế, với tải có tính chất phản k h áng, người ta hay m ắc một điôt D 0 song song ngược với phụ tải (hình 3.13) và gọi là đ iô t đệm (hay điỏt phóng điện, điôt hoàn nâng lượng). Đ iôt đệm D 0 làm việc như sau: - Khi điện áp nguồn u > 0, điôt đệm chịu điện áp ngược và ớ trạn g thái khoá (hình 3.13a). D òng chỉnh lưu q u a tải. ______ ________ I b) -ff- -------------- ------ H ình 3.13: Mạch có tinli chất cùm kháng có mắc diót clẹm 78
- Khi điện áp nguồn u < 0, điòt đệm khép kín m ạch dòng điện tự cảm qua tải, duy trì dòng ờ pliía nửa chu kì âm của nguồn. Như vậy, điôt đệm có 2 tác dụng: + Đ ảm bảo dòng điện liên tục hơn. + K hép kín m ạch phụ tải qua nó nên sức điện động tự cảm lớnkhi u < 0 không phóng qua các phần tử nguồn, có thể phá hỏng chúng. - Đ iôt đệm là rất cần thiết đối với mạch một chiều cấp cho phụ tái có cám kháng lớn. Đ iôt đệm sẽ khép kín m ạch tải khi ngắt nguồn cấp một chiều. Nếu dòng khép kín quá lớn, ảnh hường tới phụ tải thì có thê m ắc nối tiếp với điôt đệm m ột điện trở thích hợp đê bảo vệ phụ tải (hình 3.14). R L H ình 3.14: Diện trở nối tiếp hạn ch ế dòng khép kín của điôt đệm klii ngát nguồn một chiều 3.2.5. L ắ p m ạ ch ch in h lưu n ứ a c h u kì, có tụ lọc và tải R + L Sơ đồ nguyên lí m ạch như trên hình 3.15. Đ iôt D, D 0 và tụ điện c như mục 3.2.3. Phụ tải là cuộn hút của rơle Re m ột chiều 24V. Đê’ thấy rõ tác dụng của điôt Dn khi ngắt m ạch, m ắc nối tiếp với D 0 một điôt phát quang (LED) và m ột điện trờ hạn chê dòng cho LED (R = 470Q -ỉ- 1000Q). K D -0---------------t ì Do ~ 24V F : LED * -0 - H ình 3.15: Sơ dồ nguyên lí mạch chinh lưu nửa chu kì, tài R + L Sơ đồ m ạch in có thể tham khảo ờ hình 3.16. 79
« Qr ~ 0 &< b ÉÉ d °4 ? ! I R U r - 0 0- ~
3.3.2. N guyên lí làm việc c ủ a sơ đồ hìn h tia m ột p h a Xét sơ đổ catôt chung hình 3.17a. G iả sử trong nửa chu kì dương của nguồn thứ cấp, thế điểm A, M, B là VA > V M > V B. Khi đó, điôt D| thông vì đirợc phân áp thuận còn điôt D-, khoá vì bị phân áp ngược. Dòng điện một chiều qua tải I0 = I| (hình 3 .18a). Đ ến nửa chu kì âm thì ngược lại: V A < V M < V B. Đ iôt D| khoá vì bị phân áp ngược còn điôt D i thông vì được phân áp thuận. Dòng điện một chiểu qua tải I0 = I-> (hình 3.18b). Như vậy, trong cả 2 nửa chu kì, phụ tải đều có dòng một chiêu cháy qua (hình 3.18c) m ặc dù mỗi điỏt chỉ dẫn dòng trong nửa chu kì. Khi điôt khoá thì điện áp ngược đật lên điôl là 2ui. Hình 3.18: Dồ thi ílòni> Ví) áp của cliỉnli lưu một phu, liìiili tia. tài R Các tính toán cho biết giá trị trung bình của điện áp chinh lưu là: u0=— U 2 = 0 ,9 U 2 (3-4) 71 còn giá trị trung binh của dòng điện chinh lưu qua phụ tái là: 81
U q _ 2 V 2 U 2 _ 0 9 U? (3-5) R, Jt R, ' R, D òng điện qua tải đồng pha với điện áp đặt lên phụ tải và giá trị trung bình u (), I 0 đểu gấp đôi so với chỉnh lưu m ột pha nửa chu kì. T ần số đập m ạch trong m ột chu kì nguồn là m = 2 . Khi có tụ lọc ờ đầu ra chỉnh lưu thì điện áp u 0 sẽ đều hom và g iá trị trung bình sẽ lớn hơn (hình 3.19a). Khi tải có điện cảm L thì do hiện tượng tự cảm khi điện áp tăn g và khi điện áp giám m à dòng điện qua tải cũng đều hơn (hình 3.19b). Khi m ạch chinh lưu vừa có tụ điện lọc ờ đầu ra m à tải có tính ch ất cảm kháng thì cả u 0 và I() đều bằng phảng hơn. 0 ĩ12 T Uo ■ o 0 H ình 3 . 1 9 : Đ i ệ n á p v à c lò iiíỊ d i ệ n c h i n l i lư u k l ì i c ó t ụ lọ t v à k h i tà i là c ả m k h á n g 3.3.3. Sơ đ ồ h ìn h c ầ u m ộ t p h a H ình 3.20: Sơ đồ cliinli ItM cần một pha 82
Sơ đổ cẩu m ột pha (còn gọi là sơ đổ cầu G raetz) như trên hình 3.20. Sơ đồ sử dụng 4 diôt. Hai điôt D| và Dt mắc catôt chung. Hai điôt D 3 và D4 mắc anôt chung. 3.3.4. N guyên lí làm việc c ủ a sơ đ ồ cầu m ộ t p h a G iả sử trong nửa chu kì dương của nguồn thứ cấp, thế VA > V B. Khi đó, các điôt D | và D-ịđược phân áp thuận, thông và dòng qua tải là I 0 = 11 . Đến nửa chu kì âm của nguồn, thế V B > VA, các điôt D 2 và D 4 được phân áp thuận, thông và dòng qua tải là I0 = I-). Như vậy, trong cả 2 nửa chu kì, phụ tải đều có dòng một chiều cháy qua. Đ ồ thị điện áp m ột chiều đặt lên tải như sơ đồ chỉnh lưu hình tia một pha với hệ số đập m ạch m = 2 (hình 3.18c). Đ ồ thị dòng điện chày qua tải tuỳ thuộc tải là thuần trở (hình 3.18c) hay có cảm kháng (R + L) (hình 3.1% ). Các giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu và dòng điện chỉnh lưu khi tải R như biểu thức (3-4) và (3-5). 3.3.5. L ắ p m ạch ch ỉn h lưu cả ch u kì Khi lắp m ạch chỉnh lưu 1 pha hình tia, sơ đồ nguyên lí và sơ đổ mạch in như hình 3.21a và b. Khi lắp m ạch chỉnh lưu 1 pha hình cầu, sơ đồ nguyên lí và sơ đồ m ạch in như hình 3.21c và d. Các sơ đồ m ạch in là đê tham kháo, có thể mắc theo m ạch khác m iễn là đảm bảo sơ đồ nguyên lí. -------- ^ CL ' L I PT _ — J ' _________ J 1 ---------- H ình 3.21a, b: Cúc sơ đồ -0 V C chinh lim 1 pha hìnli tillI hình cầu đê lắp ráp thực liànli b) (BV) 83
c) (BV) (BV) H ình 3 .2 ỈC , d: Cúc s ơ đồ c l ì ỉ n h lư u 1 p h a h ìn li tia và h ìn h cầu đ ế l ấ p r ú p t h ự c lìà n h Phụ tài thuần trở là 2 bóng 12V - 3W nối tiếp. Phụ tải cảm là rơle m ột chiều 24V như ở bài thực hành 3.2.5. T hứ tự tiến hành sau khi lắp xong m ạch là: - Đ o điện áp đầu ra chinh lưu khi không tải, không có tụ lọc. - Đ o điện áp đầu ra chỉnh lưu khi có tải, không có tụ lọc. - Đ o điện áp đầu ra chinh lưu khi không tải, có tụ lọc. - Đ o điện áp đầu ra chỉnh lưu khi có tải, có tụ lọc. Mỗi phép đo thực hiện 3 lần và lấy giá trị trung bình. G hi các k ét q u á vào bảng 3.2 và so sánh, nhận xét, rút ra kết luận. B àn g 3.2 Không mạch lọc Có mạch lọc Chinh lưu 1 pha Klióng tải Tài R Tải R + L Không tài Tải R Tai R + L Sơ đồ hình tiu Sơ đổ cầu 84
3.4. THỰC H À N H TH Ô N G - KHO Á TH Y R ISTO Đ ế thực hiện việc thông - khoá một thyristo (hay điôt có điểu khiến), ta phải theo kết luận ở mục 2.3.3. Đ ó là: - M uốn thông m ột thyristo, phải dùng mạch điều khiển và thực hiện phân áp thuận cho thyristo VÀ cấp xung dương điều khiển. Khi thyristo đã thông, nó tự duy trì trạng thái thông chừng nào còn phàn áp thuận. - M uốn khoá m ột thyristo đang thông, phải dùng m ạch lực nhờ thực hiện phàn áp ngược cho thyristo HOẶC giảm dòng dẫn qua thyristo xuống nhỏ hơn dòng duy trì Idl (xem hình 2.34). G iảm dòng dẫn xuống nhỏ hom dòng duy trì nhờ tăng điện trờ ờ m ạch lực hoặc đưa điện áp về 0. Ngắt mạch là một biện pháp làm tăng điện trở m ạch lên co và làm u = 0. Trong m ạch xoay chiều, thyristo dẫn dòng (thông) trong nửa chu kì phân áp thuận có xung điều khiển rồi tự khoá Irong nửa chu kì tiếp theo vì điện áp về qua 0 để rồi bị phân áp ngược. 3.4.1. Sơ đồ đon giản đê thông thyristo u ) M ạch điện là m ột chiều (hình 3.22). Khi cấp nguồn thì thyristo Th được phân áp thuận nhưng chưa thông. Đèn Đ không sáng. Đ óng công tắc CT để tạo xung dương vào cực điều khiển thyristo thì thyristo thông: đèn Đ sáng. Hai biến trở để tạo mạch phân áp, điều chỉnh điện áp đặt vào cực điều khiến G. Khi thyristo đã thông, m ờ công tắc thì trạng thái thông vẫn giữ nguyên. Khoá thyristo nhờ cắt nguồn (thực chất là giám dòng anôt xuống nhò hơn dòng duy trì). Để thực hành, cần bộ nguồn ± 12V, bóng đèn 12V - 3W , thyristo loại BT151, hai biến trờ mỗi cái 1kQ. b) M ạch điện lủ xoay chiều (liìnli 3.23) H ình 3.22: Mạch đơn giản tạo Khi cấp nguồn ~ 220V , đèn chưa xung clương m à thông thyrìsto sáng vì chưa có thyristo nào dẫn dòng. 85
Khi đóng công tắc CT, đèn sáng bình thường (điện áp ~ 2 20V ) vì cà hai thyristo đểu dẫn dòng, m ỗi thyristo dẫn trong nửa chu kì cùa nguồn. # - 220V & Th, H ình 3.23: Mạch kícli m ở hai thyi isto mắc song song ngược G iả sử trong nửa chu kì đầu, thyristo TTit được phân áp th u ận . T hyristo G-, (điện trở Rị bị nối tắt bời đ iôt D | dẫn dòng). T rong nửa ch u kì sau, thyristo T h | được phân áp thuận và thõng do xung áp — — — đặt vào cực R-2 + R G | (điện trở R , bị nối tắt bời điôt D2). Khi thực hành, phải hết sức cẩn thận với điện áp nguồn ~ 2 2 0 V . Các số liệu: thyristo loại K Y 202H ; bóng đèn 220V - 40W ; các đ iô t 4 0 0 7 ; Rị = R , = 680; R 2 = 18kQ . Khi m ờ cóng tắc CT, các thyristo sẽ tự khoá khi bị phân áp ngược. Sơ đồ trên hình 3.24 là sơ đồ kích m ờ hai thyristo m ắc song song ngược dùng biến áp. Các thyristo T h| và T h 2 thông khi được phân áp thuận và có xung áp cấp từ thứ cấp của biến áp BA. Khi đóng công tắc C T |, biến áp BA được cấp điện. T rong nửa chu kì đầu Tliị được phân áp thuận và cuộn Ihứ cấp BA trên cấp xung áp qu a D ; - í*! Iáj cực điều khiển T h | để kích m ờ T h |. Đ èn sáng m ờ do chỉ được cã p đ iện trong nửa chu kì. 86
H ình 3.24: Mạch kích mở liai tliyristo mắc song song ngược dòng biến áp Khi đóng công tắc CT-,, T hì thông trong nửa chu kì sau và đèn sáng bình thường. Số liệu: tương tự sơ đổ 3.23; biến áp 220V /9V + 9V; R, = R-, = 470Q . 3.4.2. G iói th iệ u IC tạ o xung T C A -785 Vi mạch TCA-785 là vi mạch phức hợp 16 chân, phân bố thành 2 hàng, thực hiện được cả 4 chức năng: tạo điện áp đồng bộ, điện áp răng cưa, so sánh và tạo xung ra chữ nhật. Góc m ở a có thể điều chinh xấp xỉ 0 -T 180°. - 87
Các thông sô' chủ yếu của TCA -785 là: - Đ iện áp nuôi: 18V (m ax); - D òng tiêu thụ: lOmA (m ax); - Dòng ra: 5()mA (m ax, chân 14 và 15)- - Đ iện áp răng cưa m ax: 16V; - Đ iện áp điều khiển (vào chân 11): (0,5 -ỉ- 16)V; - Tần số xung ra: (10 -ỉ- 500)H z. G iản đổ xung của TC A -785 như trên hình 3.25. T rong nửa chu kì dương của nguồn, chân 15 xuất hiện xung dương. T rong nửa chu kì âm củ a n guồn, chân 14 xuất hiện xung dương. Các xung này được đưa tới d iều k hiển m ờ các thyristo tương ứng của m ột pha. 3.4.3. M ạ ch đ iều k h iể n th y r is to m ộ t p h a d ù n g T C A -7 8 5 Sơ đồ nối m ạch như trên hình 3.26. Cầu chỉnh lưu d ù n g 2 đ iô t (Dụ, D |0) và 2 thyristo (điôt có điều khiển) (T hị, Th^). Tải m ột ch iều R ,c ó th ế là một bóng đèn sợi đốt 220V hoặc m ột động cơ m ột chiều kích từ so n g song công suất không quá 300W . M ạch làm việc được ngay sau khi cấp nguồn. Đ iều ch ỉn h đ ộ sáng đèn (điện áp chỉnh lưu) hay tốc đ ộ động cơ nhờ chiết áp V R i. H ình 3.26: Mạcli (liều klìiển cầu chinli lim 2 thyristo dùng IC TCA-7S5 88
Các thông số: R , = 4,7k - 9W ; R 2 = 220k; R 3 = 10k; R 4 = 22k; R 5 = 2,2k; R 6 = 4,7k; R 7 = R s = 220Q ; R 9 = R |0 = 2,2k; V R, = 100k; V R 2 = lOk; Các điôt loại 4007 hoặc 1N4005; Dọ = D ,0 = D0440; Th, = T h , = D1046; D 2 có điện áp ngược 15V; Ç , = 1000|iF - 16VDC; c, = 0,47|iF; C 6 = 2,2nF; c7= 0 ,1 nF; c4= 47nF; C5 = 150pF. 3.5. C H ỈN H LU U M Ộ T P H A C Ó Đ IỂ U K H IỂ N Các sơ đồ chỉnh lưu một pha dùng điôt (nửa chu kì, cả chu kì hình tia, hình cầu) là các sơ đồ chỉnh lưu không điều khiển. Nếu trong các sơ đồ, có sử dụng thyristo (hay điôt có điều khiển) thì gọi là chỉnh lưu có điểu khiển. Sơ đồ chinh lưu một pha có điều khiến có thê là chinh lưu nửa chu kì hoặc cả chu kì (hình tia hoặc hình cầu) như trên hình 3.27. H ình 3.27: Các sơ đồ chình lưu (CL) một pha củ điều kliiển a) Sơ dỏ CL nửa chu kì; b) Sơ dồ CL rả chu kì (hình ria); c) Sơcỉổ CL cà chu kì (lùnh cầu hán diên khiên); cl) Sơ dồ CL cà chu kì (hình l ầu). 3.5.1. Sư đ ổ C L m ột p h a n ử a ch u kì có điều khiên Mạch điện nguyên lí như trên hình 3.27a. Đ ể thòng thyristo ờ nửa chu kì dương, phải có bộ phát xung FX cấp xung vào m ạch điều khiến G. Khi Ihay đổi thời điểm phát xung (thay đổi góc m ở a ) , ta sẽ thay đổi được điện áp chỉnh lưu. 89
X ét m ạch tải thuần trờ ở hình 3.27a. Khi thyristo dược phán á p thuận (ơ nửa chu kì dưcmg) (hình 3.28a) và có xung điểu khiển (h ìn h 3.28b) thì thyristo sẽ thông và điện áp nguồn được đặt lên phụ tải R, (hình 3 .2 8 c). Vì tai thuân trơ nên dòng điện qua tải Rj sẽ có dạng cùa điện áp ch inh lưu bơi thyristo (hình 3.28d). Đ ó là m ột dòng điện gián đoạn. H ình 3.28: Gián đồ diện áp và (tòng diện chính /mi cùn sơ dồ CL mật pha nửa chu kì có diêu khiển 90