Nguyên lý mạch điều khiển

Chia sẻ: Mr Yo Ko | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

1.400
lượt xem 355
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nguyên lý mạch điều khiển : Bộ điều khiển là bộ biến đổi tín hiệu điều khiển U dk thành góc điều khiển α được tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên của van động lực. Để xác định được góc α cần phải biết thông tin về pha của điện áp đặt lên van động lực. Tức là bộ điều khiển phải tạo ra xung đồng pha với điện áp điện áp đặt lên van động lực. Bộ điều khiển của sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha không đối xứng được thiết kế theo nguyên lý điều...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nguyên lý mạch điều khiển

Nguyên lý mạch điều khiển Formatted: Font: 20 pt Formatted: Centered 1. Nguyên lý mạch điều khiển : Bộ điều khiển là bộ biến đổi tín hiệu điều khiển U dk thành góc điều khiển α được tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên của van động lực. Để xác định được góc α cần phải biết thông tin về pha của điện áp đặt lên van động lực. Tức là bộ điều khiển phải tạo ra xung đồng pha với điện áp điện áp đặt lên van động lực. Bộ điều khiển của sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha không đối xứng được thiết kế theo nguyên lý điều khiển dọc (có cấu trúc như hình vẽ) Bộ điều khiển này gồm : bộ tạo xung răng cưa hoặc còn gọi là điện áp tựa (RC) và bộ so sánh (SS). Tín hiệu đồng bộ sẽ đồng bộ quá trình làm việc của máy phát xung răng cưa. Xung răng cưa ( U RC ) sẽ được so sánh với tín hiệu điều khiển trong bộ so sánh. Tại thời điểm U RC = U dk , bộ so sánh sẽ tạo ra một xung mà vị trí của nó trên trục thời gian sẽ phụ thuộc vào giá trị của tín hiệu điều khiển. 2. Các khâu của mạch điều khiển : 2.1. Khâu so sánh : Để so sánh các tín hiệu tương tự, người ta có thể dùng trazitor hoặc khếnh đại thuật toán như ở hình vẽ. Khếch đại thuật đại có các ưu điểm sau: - Điện trở vào vô cùng lớn: RV = ∞ ( thực tế RV = 106 ÷ 108Ω ) - Hệ số khếch đại K = ∞ ( thực tế K = 106 ) - Điện trở ra RR = 0 ( thực tế RR = 0 ÷ 200Ω ) - Thời gian chuyển mạch từ A đến B bằng không ( thực tế vô cùng nhỏ ) Nên ngày nay mạch so sánh chủ yếu là dùng khếch đại thuật toán. Tín hiệu so sánh được mắc hau đầu vào của khếch đại thuật toán ( U1 và U2 ) khi U1 = U2, khếch đại thuật toán sẽ lật trạng thái và UR sẽ đổi dấu. Dấu của hai tín hiệu này trùng nhau. Formatted: Font: Times New Roman 2.2. Khâu tạo tín hiệu đồng bộ :
Dùng chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ có điểm trung tính (D1,D2) để tạo ra điện áp chỉnh lưu U(1) như hình vẽ. - Điện áp U(1) được so sánh với U0 để tạo ra các tín hiệu tương ứng với thời điểm mà điện áp nguồn đi qua điểm không. - U0 càng nhỏ thì xung U(2) càng hẹp phạm vi điều chỉnh càng lớn. Chọn αmax = 175o thì : U 0 = 2U 2 sin 5 o = Từ đó ta chọn : 2.3. Khâu tạo điện áp răng cưa dùng khếch đại thuật toán và transistor : Nguyên lý cơ bản của nó là dùng mạch tích phân và khóa K. Khóa K được điều khiển bằng tín hiệu đồng bộ. Khi xung đồng bộ kết thúc, khóa K mở ra, tụ C sẽ được nạp điện bở dòng : E IR = = I C = const R −1 −1 E −E t t C ∫ C ∫R UR = UC = I C dt = dt = t 0 0 RC Tại thời điểm t1 , khóa K đóng lại và U C = 0 . Nên thay khóa K bằng bóng trường công nghệ MOS. Vì điện trở vào của bóng trường lớn nên tín hiệu đồng bộ là tín hiệu áp và nguồn đồng bộ sẽ bị ngắn mạch qua các mạch phụ khác. Trong trường hợp dùng bóng kênh cảm ứng n thì
Uđồng bộ ≥ U0, bóng sẽ mở ( U0 là điện áp ngưỡng mở của bóng trường ). T 1 Dựa vào công thức trên với t = = và U R = E ta có : 2 2f E 1 1 1 E= ⇒ RC = = = 0.01 RC 2 f 2 f 2 x50 0.01 Chọn C = 0.1μF suy ra : R = = 100kΩ 0.1x10 − 6 2.4. Khâu phát xung dùng khếch đại thuật toán : Bộ phát xung là mạcht dao động ra các xung vuông và lặp lại theo chu kỳ. Mạch tạo dao động dùng khếch đại thuật toán được mô tả như trên hình vẽ : Tụ C và điện trở R1 tạo thành mạch tích phân. Mạch R2, R3 là mạch phản hồi. Nguyên lý làm việc của mạch như sau: Giả sử ở thời điểm 0, điện áp của khếch đại thuật toán đạt giá trị cực đại UR = Umax ≈ +E Thông qua mạch phản hồi R3, R4 đầu vào "+" của khếch đại thuật toán sẽ có tín hiệu phản hồi E +U0 = duy trì cho khếch đại thuật toán R2 + R3 nằm ở chế độ bão hòa dương. Lúc này tụ C được nạp thông qua điện trở R1 tới giá trị URmax. Khi t = t1, điện áp UC đạt giá trị U0, khếch đại thuật toán lật trạng thái và UR = - Umax ≈ -E. Điện áp trên tụ C không thể thay đổi đột ngột và lúc này tụ C lại phóng điện qua R1. Ở thời điểm t = t2, khi E U C = −U 0 = − R3 , khếch đại thuật toán lại R 2 + R3 lật trạng thái và UR = Umax ≈ +E và sau đó quá trình lặp lại. Thời gian phóng tụ C : ⎛U +U0 ⎞ t x = R.C. ln⎜ R max ⎜U ⎟ ⎟ ⎝ R max − U 0 ⎠ Thay giá trị U0 và biểu thức trên ta có :
⎛ 2R ⎞ t x = R.C. ln⎜1 + 3 ⎟ ⎜ ⎝ R2 ⎟ ⎠ và c kỳ má phát sẽ là : chu áy ⎛ 2R ⎞ T = 2t x = 2 R.C. ln⎜1 + 3 ⎟ ⎜ ⎝ R2 ⎟⎠ Chọ R3 = R2 = 50kΩ su ra : ọn uy 1 1 T = 2.R.C. ln 3 ⇒ f = = T 2.R.C. ln 3 Tha f = 3kH ta có : ay Hz 1 RC = C = 1,52.1 − 4 10 2.3.10 3. l 3 ln 1,52.10 −4 Chọ C = 0.1μF suy ra : R = ọn = 1,52kΩ . 0,1.1 −6 10 Để tiện điều chỉnh ta c chọn R là b trở 2k biến kΩ. 2.5. Khâu kh hếch đại xu : ung Để nâng cao hệ số khế đại cũn như công suất củ xung ra người ta ếch ng ủa a, a thư ường nối k hai bón theo kiểu sơ đồ D kép ng Darlington (như hìn vẽ ) n nh Lúc này : c IC IB = β1 β 2η β1 - hệ số kkhếch đại của bóng T1 g β2 - hệ số kkhếch đại của bóng T2 g η - hiệu su thường lấy xấp xỉ 0,7 uất g Ngư ta thư ười ường chọn bóng T2 c công su lớn thỏ mãn vớ công suấ có uất ỏa ới ất của xung ra, còn bóng T1 làm nh a hiệm vụ k khếch đại d dòng. Số l lượng các cuộ đầu ra c thể chọ tùy ý ph thuộc vào số lượ transistor cần điề ộn có ọn hụ v ợng ều khiển. Điện t RB được chọn đ thỏa mã điều kiệ bóng T1 và T2 ở trở để ãn ện trạn thái bão hòa khi bóng mở : ng o UV RB = chọn trong khoảng 1 ÷ 1,2. R , K thường c g 1,1 R1có thể mắc nối ti m iếp K .I B với cuộn W1 để hạn ch dòng qu bóng, k biến áp xung bị bão hòa v i hế ua khi p và làm phân áp khi ta muốn giảm đ áp trên cuộn W m điện W1. Mạ khếch đai trên có nhược đ ạch ó điểm là khi truyền m xung có độ rộng một c g quá lớn ( t x > 1ms ) thì kích thướ máy biế áp xung sẽ bị xấu đi. Để kh á ớc ến g u hắc phụ người ta thường d ục dùng bộ tr cao tần như sơ đ sau : rộn n đồ
Điện áp UV là xung có độ dài bằng tx được trộn với xung có chu kỳ Tt nhỏ hơn rất nhiều so với tx thông qua mạch logic AND. Bộ phát xung thường dùng khếch đại thuật toán có tần số f = 5 ÷ 10 kHz . Field Code Changed Biến áp xung được tính với độ rông xung bằng Tf. 2.6. Biến áp xung : Biến áp xung dùng để cách ly mạch lực với mạch điều khiển và phối hợp trở kháng giữa cực điều khiển của tiristo với mạch khếch đại đầu ra và thay đổi cực tính của xung. Yêu cầu lớn nhất đối với biến áp xung là truyền xung từ mạch điều khiển lên cực điều khiển tiristo với độ méo ít nhất. Giả sử người ta đặt điện áp U1(t) lên sơ cấp máy biến áp ( hình vẽ ), theo định luật cảm ứng điện từ: dΦ Field Code Changed U 1 (t ) = W1 dt W1 - số vòng dây sơ cấp; Φ - từ thông trong lõi máy biến áp xung; W2 - số vòng dây thứ cấp; Ở đây ta bỏ qua từ trở các cuộn dây và coi từ thông tản là rất lớn. Nếu giả thiết từ thông phân bố đều trong lõi thép thì Φ = B.S ( S là tiết diện của lõi ), thay vào công thức ta có : dB Field Code Changed U1 (t ) = W1S dt Giả sử U1 (t ) là xung : Field Code Changed
vuông góc có biên độ bằng U m và độ rộng là TX , tích phân hai vế của Field Code Changed Field Code Changed phương trình ta được : Bm T t Field Code Changed dB X 1 W1S ∫ 0 dt dt = ∫ U m dt → B(t ) = 0 W1S ∫ 0 U m dt + B0 Thông thường biến áp xung truyền xung có cực tính nên lõi thép sẽ làm việc theo đường cong từ hóa riêng ( hình vẽ ). Khi có xung, lõi thép sẽ bị từ hóa và cảm ứng từ sẽ thay đổi từ điểm B0 Field Code Changed đến điểm Bm luôn ứng với thời điểm mà kết thúc ( OA là đường từ hóa Field Code Changed trung bình ). Sau khi kết thúc xung, cảm ứng từ tại Bm giảm về B0 ( đường đậm nét Field Code Changed Field Code Changed trên hình ). Do đó trong công thức trên, giới hạn trên của tích phân là Bm Field Code Changed và giới hạn dưới là B0 . Field Code Changed Lấy tích phân hai vế : W1S ( Bm − B0 ) = U mTX Field Code Changed U T Field Code Changed và W1 = m X , ΔB = Bm − B0 ΔB.S W1 U Field Code Changed W2 = , ( n = 1 là hệ số máy biến áp ) Field Code Changed n U2 Nếu sử dụng những biện pháp đặc biệt để đưa điểm làm việc của lõi thép về điểm C trong thời gian không có xung thì : ΔB = 2 Bm Field Code Changed Thông thường người ta chế tạo thêm một cuộn dây phụ và đặt vào nó một sức từ động chuyển dịch H cd có giá trị âm để Field Code Changed đưa điểm làm việc ban đầu về điểm C ( khi không có xung đặt vào sơ cấp ). Biện pháp này rất hữu hiệu đối với lõi thép có mạch từ trễ gần hình vuông, tức là B0 có giá trị gần tiệm cận với Bm . Field Code Changed Field Code Changed Trong thực tế xung đi qua biến áp xung bị méo và có dao động do tụ ký sinh trong biến áp xung gây ra. Để giảm dao động và độ đỉnh xung, cần tăng cường các giá trị điện cảm của biến áp xung. Điện cảm của biến áp xung đối với lõi tròn được tính như sau : μμ0W 2 S Field Code Changed L= l μ0 = 4π .10 −7 H / m Field Code Changed ΔB Field Code Changed μ= lấy theo đường trung bình. μ0 ΔH S - tiết diện lõi;
l - chiều dài mạch từ; Nên chọn lõi ferit có độ từ thẩm μ lớn. Field Code Changed Khi mắc biến áp xung và mạch colectơ của trazito thì điện cảm của nó phải thỏa mãn điều kiện : U1TX Field Code Changed L≥ I C max (1 − Δx ) I C max - dòng cho phép của tranzito. Field Code Changed Dòng từ hóa lõi máy biến áp xung bằng : U1TX Field Code Changed Iμ = L TX - độ rộng xung Field Code Changed 3. Tính toán mạch điều khiển : 3.1. Tính toán biến áp xung : • Các thông số của máy biến áp xung : Điện áp sơ cấp : U1 = + E = 12V Field Code Changed Điện áp thứ cấp : U 2 = U g = 3V Field Code Changed Dòng điện thứ cấp : I 2 = I g = 150 mA Field Code Changed Độ rộng xung : TX = T f = 0,2ms Field Code Changed • Chọn vật liệu máy biến áp xung là sắt Ferit HM, lõi dạng hình xuyến. Theo đặc tính từ hóa, xác định được : ΔB 0,3 Field Code Changed ΔB = 0,3T ; ΔH = 30 A m → μ = = = 0,01 H m ΔH 30 • Chọn diện tích lõi mạch từ : S = 16,2mm 2 Field Code Changed U1 12 Field Code Changed • Hệ số máy biến áp : n = = =4 U2 3 I Field Code Changed • Dòng điện sơ cấp : I1 = 2 = 37,5mA n UT Field Code Changed • Số vòng dây cuộn sơ cấp : W1 = 1 X = 500 ΔB.S • Điện cảm của biến áp xung : U1TX Field Code Changed L≥ → L ≥ 4,8mH ; Chọn L = 5mH ( thỏa mãn điều kiện không I C max (1 − Δx) Field Code Changed làm bão hòa mạch từ ) μμ0W12 S μμ0W12 S Field Code Changed • Chiều dài trung bình mạch từ: L = →l = = 8,1cm l L • Dựa vào các thông số tính được ở trên, chọn mạch từ OA-20/25-6,5 có các kích thước như hình vẽ :
a a = 2,5mm b = 6,5mm d = 20mm d D D = 25mm S = 16,2mm 2 l = 8,1cm b H× 1.79 .H× c hiÕu lâi biÕn ¸ p xung nh nh • Chọn mật độ dòng điện sơ cấp và thứ cấp : J1 = J 2 = 4 A mm 2 Field Code Changed I1 Field Code Changed • Tiết diện dây quấn sơ cấp : S1 = = 0,009375mm 2 J1 • Chọn dây cuốn là loại dây đồng tròn → đường kính dây sơ cấp : Field Code Changed Field Code Changed 4S1 d1 = = 0,109mm . Chuẩn hóa theo tài liệu: d1 = 0.12mm; S1 = 0,01131mm 2 Field Code Changed π W1 500 Field Code Changed • Số vòng dây cuộn thứ cấp : W2 = = = 125 n 4 I Field Code Changed • Tiết diện dây quấn thứ cấp : S 2 = 2 = 0,0375mm 2 J2 Field Code Changed 4S2 • Đường kính dây thứ cấp : d 2 = = 0,218mm . Chuẩn hóa theo tài liệu: π d 2 = 0,21mm; S 2 = 0.03464mm 2 Field Code Changed 3.2. Tính toán khâu khếch đại xung : • Do dòng qua sơ cấp máy biến áp nhỏ I1 = 37,5mA nên chọn tranzitor T2, Field Code Changed T3, T4, T5 là loại PN2222 có các thông số như sau : Trazitor loại NPN, vật liệu bán dẫn Si. Dòng điện lớn nhất ở colectơ : I C max = 600mA Field Code Changed Hệ số khếch đại : β = 50 Field Code Changed Dòng làm việc của colector : I C = 50mA Field Code Changed IC Field Code Changed Dòng làm việc của bazơ : IB = = 1mA β Công suất tiêu tán ở colector : PC = 625mW Field Code Changed U 8 max 12 Field Code Changed • Điện trở R15 và R16 có giá trị : R15 = R16 = = = 10kΩ K .I B 1,2.10 −3
3.3. Chọn OPPAMP, cổ AND, diode : ổng • D trị số dò điện t Do òng trong mạch điều khi nhỏ nê chọn diode loại h iển ên 1N44001 có các thông s như sau : số u Dòng điện lớn nhất chịu đượ khi phân cực thuậ : I F = 1A n t ợc n ận Field Code Changed Điện áp đ ngược lớn nhất : U Ng = 50V đặt Field Code Changed Điện áp m thông d mở diode : U t = 0,6V Field Code Changed •CChọn cổng AND loạ CD4081 họ CMOS do hãng Texas In ại g nstrusment t chế tạo, mỗi IC có 4 cổ với cá thông số như sau : ế ổng ác u Nguồn nu : VCC = 3 ÷ 18V . C uôi Chọn VCC = 12V Field Code Changed Field Code Changed Nhiệt độ l việc : − 40 o C ÷ 8 o C làm 80 Field Code Changed Điện áp ứ với mứ logic "1" : ≥ 8V ứng ức Field Code Changed Điện áp ứ với mứ logic "0 : ≤ 3V ứng ức 0" Field Code Changed Dòng điện : ≤ 1mA n Field Code Changed Công suất tiêu thụ : 2,5 nW/C t Cổng Sơ đồ châ cắm IC CD4018 : ân +Vc c c 14 13 12 1 11 10 9 8 & & & & 1 2 3 4 5 6 7 H× 1.38 .S ®å c h©n IC 40 nh 8 ¬ 081 • Chọ OPAM ọn MP loại LM324N do hãng do hãng T i N Texas Insttrusment c tạo, m IC gồm 4 chế mỗi m OPAMP có c thông số như sau : các u Điệ áp nguồ nuôi : VCC = ±1,5V ÷ ±16V , c ện ồn chọn VCC = ±12V Field Code Changed Field Code Changed Hiệ điện thế giữa hai đầu vào : ± 32V ệu ế Field Code Changed Tổn trở vào : Rin = 2MΩ ng o Field Code Changed Côn suất tiê thụ : P = 500mW ng êu Field Code Changed
Dòn điện ra : I 0 = 30n ng a nA Field Code Changed Nhi độ làm việc : − 6 ÷ 150 o C iệt m 65 Field Code Changed thiên điện áp cho ph : SR = 0,4V μs Tốc độ biến t c n hép Field Code Changed Sơ đồ chân c của IC LM324: cắm C 3.4. Tính toá máy phá xung ch án át hùm : • T số bộ t xung c Tần tạo chùm : f = 5kHz Field Code Changed •CChọn R12 = R13 = 50k suy ra : Field Code Changed 1 ⎛ 2R ⎞ 1 Field Code Changed T= = 2 R11 .C 2 . ln⎜1 + 13 ⎟ = 2 R11C 2 ln 3 → R11C 2 = ⎜ ⎟ = 9,1.10 −5 0 f ⎝ R12 ⎠ 2f l 3 ln 9,1.10 −5 Field Code Changed •C Chọn C 2 = 0,1μF → R11 = = 910Ω . Để tiện đi chỉnh chọn R11 l iều là Field Code Changed 0,1.10 −6 biến trở 1kΩ n Field Code Changed 3.5. Tính toá khâu tạo điện áp r án o răng cưa : TX Field Code Changed •T Theo đồ thị tại của x ị xung răng c tại t = của = 0,01s thì U ( 3) = E suy ra : a Field Code Changed 2 E TX T 0,01 Field Code Changed E= → RC = X = 0,01 . Chọn C = 0,1μF thì R = = 100k RC 2 2 0,1.10 −6 Field Code Changed Field Code Changed 3.6. Tính toá khâu so sánh và k án khâu tạo tí hiệu đồn bộ : ín ng •CChọn α max = 175 o suy ra : U o = 2U (1) sin 5 o = 1,48V y Field Code Changed Field Code Changed R4 12 − 1,4 48 Từ đó chọn đ trở ph áp : điện hân = = 7 . Để tiện điều chỉnh chọ ọn Field Code Changed R5 1,48 R4 và R5 là 2 nhánh củ biến trở 10k. ủa ở Field Code Changed Field Code Changed • Đ có góc đ khiển α = 86 o đ áp điều khiển p bằng : Để điều n điện phải Field Code Changed R α 12 86 Field Code Changed U dk = k = 3 −6 = 5.73V RC 360. f 100.10 .0,1.10 3 .50 0 360 • Đ hạn chế dòng ra, vào các O Để ế OPAMP và cổng AN (≤ 1mA) ta mắc th à ND hêm Field Code Changed các điện trở. Các điện trở này có giá trị bằ : c ó ằng E 12 Field Code Changed R6 = R7 = R8 = R9 = R10 = R14 = = =1 k 12 I max 10 −3 x
• Tranzito trường T1 chọn là IRF540 với hiệu điện thế để tranzito dẫn U GS ≥ 6V Field Code Changed III. HÖệ thèống m¹ạch ph¶ản håồi: Formatted: Font: (Default) Times New Roman 1. Nguyªên lÝí hÖệ thèống m¹ạch ph¶ản håồi: Formatted: Font: (Default) Times New Roman Trong qóúa tr×ình n¹ạp ¾ắcquy th×ì søức ph¶ản ®điÖện ®đéộng cñủa ¾ắcquy t¨ăng lªên vµà ®điÖện trëở trong cñủa ¾ắcquy gi¶ảm ®đi, v×ì vËậy trong qu¸á tr×ình n¹ạp víới dßòng kh«ông ®đæổi vµà ¸áp kh«ông ®đæổi th×ì ta ph¶ải cãó nguyªên t¾ắc ®điÒều khiÓển phïù hîợp nh»ằm æổn ®đÞịnh dßòng ®điÖện vµà ®điÖện ¸áp t-ư¬ơng øứng víới mçỗi qu¸á tr×ình n¹ạp. Formatted: Font: (Default) Times New Roman a. N¹ạp víới dßòng ®điÖện kh«ông ®đæổi: Formatted: Font: (Default) Times New Roman Khi n¹ạp víới chÕế ®đéộ dßòng ®điÖện kh«ông ®đæổi, dßòng ®điÖện sÏẽ ®đ-ưîợc æổn ®đÞịnh ëở gÝía trÞị mong muèốn b»ằng m¹ạch håồi tiÕếp ©âm dßòng ®điÖện. Formatted: Font: (Default) Times New Roman Formatted: Font: (Default) Times New Roman Field Code Changed Ta cã: U®k = Uc® - Uht = U0+Uss-Uht Trong ®đãó U0 : §ĐiÖện ¸áp t¹ạo ra gãóc α mong muèốn ( gãóc mëở Field Code Changed α cñủa béộ chØỉnh l-ưu khi kh«ông t¶ải ). U0 = const. Field Code Changed Formatted: Font: (Default) Times New Roman Uss: §ĐiÖện ¸áp chuÈẩn ®đÓể so s¸ánh, Uss = const. Formatted: Font: (Default) Times New Roman Uht: §ĐiÖện ¸áp håồi tiÕếp, Uht =Id.Rs. Formatted: Font: (Default) Times New Roman
Id: Dßòng ®điÖện cÇần gi÷ữ kh«ông ®đæổi trong qu¸á tr×ình n¹ạp. Formatted: Font: (Default) Times New Roman Rs: §ĐiÖện trëở sun cãó t¸ác dôụng biÕến dßòng ®điÖện cÇần håồi tiÕếp thµành ®điÖện ¸áp, ta ph¶ải tÝính to¸án Rs sao cho khi dßòng Id ®đ¹ạt gi¸á trÞị æổn ®đÞịnh mong muèốn th×ì Uht =Uss . Formatted: Font: (Default) Times New Roman Chøức n¨ăng cñủa m¹ạch: M¹ạch håồi tiÕếp ©âm dßòng ®điÖện cãó chøức n¨ăng thay ®đæổi gãóc ®điÒều khiÓển α - thay ®đæổi ®điÖện Field Code Changed ¸áp ®đÇầu ra cñủa chØỉnh l-ưu nh»ằm duy tr×ì dßòng ®điÖện kh«ông ®đæổi trªên m¹ạch t¶ải khi t¶ải thay ®đæổi. Formatted: Font: (Default) Times New Roman Qu¸á tr×ình ho¹ạt ®đéộng cñủa m¹ạch: Khi ®đãóng nguåồn, ban ®đÇầu Ud nháỏ → dßòng Id nháỏ → Uht < Uss → Udk =U0 + Uss – Uht > Field Code Changed Field Code Changed U0, qua béộ so s¸ánh khi U®đk > U0 th×ì gãóc ®điÒều khiÓển α gi¶ảm Field Code Changed → t¨ăng Ud lµàm cho dßòng ®điÖện Id t¨ăng. §ĐÕến khi Id ®đ¹ạt tr¹ạng Field Code Changed Field Code Changed th¸ái æổn ®đÞịnh mong muèốn th×ì Uht = Id.Rs =Uss lóúc nµày U®đk = U0 æổn ®đÞịnh gi÷ữ cho dßòng ®điÖện kh«ông ®đæổi. Formatted: Font: (Default) Times New Roman Gi¶ả söử trong qu¸á tr×ình ho¹ạt ®đéộng, méột nguyªên nh©ân nµào ®đãó lµàm cho dßòng ®điÖện Id t¨ăng h¬ơn gi¸á trÞị mong muèốn, lóúc nµày Uht = Id.Rs > Uss lµàm cho U®đk t¨ăng, ®điÒều nµày lµàm cho gãóc ®điÒều khiÓển α t¨ăng → ®điÖện ¸áp Ud gi¶ảm lµàm gi¶ảm dßòng Id Field Code Changed Field Code Changed ®đÕến gi¸á trÞị æổn ®đÞịnh mong muèốn. Formatted: Font: (Default) Times New Roman b. N¹ạp víới ®điÖện ¸áp kh«ông ®đæổi: Formatted: Font: (Default) Times New Roman T-ư¬ơng tùự nh-ư ph-ư¬ơng ph¸áp n¹ạp víới dßòng kh«ông ®đæổi, ëở ph-ư¬ơng ph¸áp n¹ạp víới ®điÖện ¸áp kh«ông ®đæổi, ®điÖện ¸áp sÏẽ ®đ-ưîợc æổn ®đÞịnh nhêờ m¹ạch håồi tiÕếp ©âm ®điÖện ¸áp. ëỞ m¹ạch Formatted: Font: Times New Roman håồi tiÕếp ©âm ®điÖện ¸áp, ®điÖện ¸áp håồi tiÕếp ®đ-ưîợc lÊấy qua 1 chiÕết ¸áp. Formatted: Font: (Default) Times New Roman
Field Code Changed Ta cãó: U®đk = Uc®đ - Uht Formatted: Font: (Default) Times New Roman = U0 + Uss - Uht Formatted: Font: (Default) Times New Roman Trong ®đãó U0 : §ĐiÖện ¸áp t¹ạo ra gãóc α mong muèốn (gãóc mëở Field Code Changed α cñủa béộ chØỉnh l-ưu khi kh«ông t¶ải). U0 = const. Field Code Changed Formatted: Font: (Default) Times New Roman Uss: §ĐiÖện ¸áp chuÈẩn ®đÓể so s¸ánh, Uss= const. Formatted: Font: (Default) Times New Roman Uht: §ĐiÖện ¸áp håồi tiÕếp, Uht = k.Ud. Formatted: Font: (Default) Times New Roman Ud : §ĐiÖện ¸áp cÇần gi÷ữ kh«ông ®đæổi trong qu¸á tr×ình n¹ạp. Formatted: Font: (Default) Times New Roman k : HÖệ sèố ph¶ản håồi ®điÖện ¸áp , ta ph¶ải tÝính to¸án k sao cho khi ®điÖện ¸áp Ud ®đ¹ạt gi¸á trÞị æổn R2 Field Code Changed ®đÞịnh mong muèốn th×ì Uht =Uss , k = R1 + R2 Formatted: Font: (Default) Times New Roman Chøức n¨ăng cñủa m¹ạch : M¹ạch håồi tiÕếp ©âm ®điÖện ¸áp cãó chøức n¨ăng thay ®đæổi gãóc ®điÒều khiÓển α - thay ®đæổi dßòng Field Code Changed ®điÖện ®đÇầu ra cñủa chØỉnh l-ưu nh»ằm duy tr×ì ®điÖện ¸áp kh«ông ®đæổi trªên m¹ạch t¶ải khi t¶ải thay ®đæổi. Formatted: Font: (Default) Times New Roman Qu¸á tr×ình ho¹ạt ®đéộng cñủa m¹ạch: Khi ®đãóng nguåồn, ban ®đÇầu Ud nháỏ → Uht < Uss → U®đk =U0 +Uss - Uht > U0 , qua béộ so Field Code Changed Field Code Changed s¸ánh khi U®đk > U0 th×ì gãóc ®điÒều khiÓển α gi¶ảm → Ud t¨ăng. Field Code Changed Field Code Changed §ĐiÒều chØỉnh chiÕết ¸áp cho ®đÕến khi Ud ®đ¹ạt tr¹ạng th¸ái æổn
®đÞịnh mong muèốn th×ì Uht = k.Ud = Uss lóúc nµày U®đk = U0 æổn ®đÞịnh gi÷ữ cho ®điÖện ¸áp kh«ông ®đæổi. Formatted: Font: (Default) Times New Roman Gi¶ả söử trong qu¸á tr×ình ho¹ạt ®đéộng, méột nguyªên nh©ân nµào ®đãó ®điÖện ¸áp Ud t¨ăng h¬ơn gi¸á trÞị mong muèốn, lóúc nµày Uht = k.Ud > Uss lµàm cho U®đk t¨ăng, ®điÒều nµày lµàm cho gãóc ®điÒều khiÓển α t¨ăng → ®điÖện ¸áp Ud gi¶ảm ®đÕến gi¸á trÞị æổn ®đÞịnh Field Code Changed Field Code Changed mong muèốn. Formatted: Font: (Default) Times New Roman 2. C¸ác bµài to¸án ®điÒều khiÓển n¹ạp ¾ắc quy: Formatted: Font: (Default) Times New Roman Trong qu¸á tr×ình n¹ạp ¾ắcquy, ta cÇần thùực hiÖện c¸ác c«ông viÖệc sau: Formatted: Font: (Default) Times New Roman 1 - §Đãóng nguåồn ®điÖện vµào m¹ạch n¹ạp khi ®điÖện ¸áp mçỗi ng¨ăn ¾ắcquy sôụt xuèống d-ưíới 1.8V mçỗi ng¨ăn. Formatted: Font: (Default) Times New Roman 2 -TiÕến hµành n¹ạp ëở chÕế ®đéộ dßòng kh«ông ®đæổi khi ®điÖện ¸áp mçỗi ng¨ăn cñủa ¾ắc quy tõừ 1.8V ®đÕến 2.5V. Formatted: Font: (Default) Times New Roman 3 - Khi ®điÖện ¸áp mçỗi ng¨ăn cñủa ¨ăcquy ®đ¹ạt tíới 2.5V th×ì tiÕến hµành n¹ạp víới chÕế ®đéộ ¸áp kh«ông ®đæổi. Formatted: Font: (Default) Times New Roman 4 - Khi ®điÖện ¸áp mçỗi ng¨ăn cñủa ¨ăcquy ®đ¹ạt tíới 2.7V th×ì m¹ạch lùực tùự ng¾ắt ra kháỏi nguåồn. Formatted: Font: (Default) Times New Roman 3. TÝính to¸án m¹ạch ph¶ản håồi: Formatted: Font: (Default) Times New Roman a. M¹ạch håồi tiÕếp ©âm dßòng ®điÖện: Formatted: Font: (Default) Times New Roman
Field Code Changed Uht ®đ-ưîợc lÊấy tõừ ®điÖện trëở sun, ®điÖện trëở sun ®đ-ưîợc tÝính to¸án sao cho khi dßòng ®điÖện cÇần æổn ®đÞịnh Id = 44A th×ì sôụt ¸áp trªên ®điÖện trëở sun Us= Uht= Uss=3V. Formatted: Font: (Default) Times New Roman VËậy ta cãó Rs = 3/44 = 0,068 Ω .Ta cãó: Formatted: Font: (Default) Times New Roman Field Code Changed Uc®đ = Uss + U0. Formatted: Font: (Default) Times New Roman Trong ®đãó: - Uss =3V. Formatted: Font: (Default) Times New Roman - U0 lµà ®điÖện ¸áp ®điÒều khiÓển khi dßòng n¹ạp Id = 44A. Formatted: Font: (Default) Times New Roman ëỞ ch-ư¬ơng tr-ưíớc ta ®đ·ã tÝính to¸án khi n¹ạp víới dßòng kh«ông ®đæổi Id = 44A th×ì α =86o và U0=5,73V. Field Code Changed Formatted: Font: (Default) Times New Roman Tõừ ®đãó ta cãó: Uc®đ = 5,73 + 3 = 8,73V. Formatted: Font: (Default) Times New Roman M¹ạch ph¶ản håồi thùực chÊất lµà méột m¹ạch trõừ thùực hiÖện hµàm U®đk =Uc®đ -Uht Formatted: Font: (Default) Times New Roman Ta cãó: U®đk = K1.Uc®đ - K2.Uht trong ®đãó K1=R4/R3, K2=R2/R1.VËậy nÕếu chäọn R4=R3 , R2=R1 th×ì ta sÏẽ thùực hiÖện ®đ-ưîợc hµàm U®đk =Uc®đ -Uht. Formatted: Font: (Default) Times New Roman Chäọn khuyÕếch ®đ¹ại thuËật to¸án lo¹ại LM324 víới Ilv < 1mA vËậy ta cãó: Formatted: Font: (Default) Times New Roman R1 = R2 > Uv/Iv = 3/10-3 = 3k Ω . Chäọn R1 = R2 = 3,5 k Ω . Formatted: Font: (Default) Times New Roman Field Code Changed Field Code Changed
R4 = R3 > Uv/Iv = 8,73/10-3 = 8,73 Ω . Chäọ R3 = R4 = 9 k Ω . 3k ọn Field Code Changed Formatted: F Font: (Default) T Times New Rom man b. M M¹ạch håồi tiÕếp © ©âm ®điÖ ¸áp: Öện Field Code Changed Formatted: F Font: (Default) T Times New Rom man T-ư¬ơng t nh-ư m T tùự m¹ạch håồ tiÕếp © ồi ©âm dßòn ®điÖện m¹ạch h ng n, håồi tiÕếp ©âm ® ®điÖện ¸á lÊấy ® áp ®điÖện ¸áp håồi tiÕếp tõừ 1 m p m¹ạch ph© ©ân ¸áp. ChiÕết ¸áp ®đ-ư ưîợc chäọ sao ch khi ® ọn ho ®điÖện ¸á cÇần æ áp æổn ®đÞịnh Ed = 96V th×ì Uht = 3V. Chäọn ch . hiÕết ¸áp cãó 50k Ω , ta cãó: Field Code Changed Formatted: F Font: (Default) T Times New Rom man Ed/Uht=50/R -> R = 1,5 Ω . U 56 Formatted: F Font: (Default) T Times New Rom man Field Code Changed Formatted: F Font: (Default) T Times New Rom man Ta cãó: Uc®đ = Uss+ U0. Formatted: F Font: (Default) T Times New Rom man Tro ®đãó: - Uss =3V ong V. Formatted: F Font: (Default) T Times New Rom man - U0 lµà ® ®điÖện ¸áp ®điÒều khiÓển khi ¸áp r Ed =96 p u ra 6V= con nst. Formatted: F Font: (Default) T Times New Rom man p òng ng th×ì α =8 0 , øứng víới α =1 o Khi n¹ạp víới dßò kh«ôn ®đæổi t 86 180 Field Code Changed Field Code Changed ®điÖện th×ì ®điÖện ¸áp hai ® ì ®đÇầu cù cñủa méột béộ ¾ắcquy U0 ùực ộ y =12 vËậy khi α = 860 th× U0 =5,6 V. Tõừ ®đãó ta cãó:Uc® = 2V, ×ì 69 ừ t ®đ Field Code Changed 5,69+3 =8,69 9V. T-ư ư¬ơng tùự nh-ư trªên dïùng m ự n, m¹ạch trõừ ®đÓể th ừ hùực hiÖ Öện hµàm håồi tiÕ m Õếp. Chä äọn khuyÕ Õếch ®đ¹ại thuËậ to¸án l ật lo¹ại LM M324 víới Ilv < 1mA vËậy ta c A cãó: Formatted: F Font: (Default) T Times New Rom man Field Code Changed -3 R5 = R6 >Uv/Iv =3/10 = 3k Ω . C I Chäọn R5 = R6 = 3,5 k Ω Field Code Changed Formatted: F Font: (Default) T Times New Rom man
R7 = R8 > Uv/Iv =8,69/10-3 = 8,69k Ω . Chäọn R7 = R8 =9 k Ω Field Code Changed Formatted: Font: (Default) Times New Roman c. M¹ạch ®điÒều khiÓển chÕế ®đéộ n¹ạp: Field Code Changed Formatted: Font: (Default) Times New Roman §ĐÓể ®điÒều khiÓển chÕế ®đéộ n¹ạp ta cÇần cãó méột m¹ạch ®điÒều khiÓển víới nhiÖệm vôụ sau: Khi ®điÖện ¸áp mçỗi ng¨ăn ¾ắcquy nháỏ h¬ơn 2,5V th×ì tiÕến hµành n¹ạp víới chÕế ®đéộ dßòng kh«ông ®đæổi, khi ®điÖện ¸áp trªên mçỗi ng¨ăn ¾ắcquy líớn h¬ơn 2,5V th×ì tiÕến hµành n¹ạp víới ¸áp kh«ông ®đæổi. Theo ®đãó ta söử dôụng 1 béộ so s¸ánh ®đ¶ảo, so s¸ánh ®điÖện ¸áp trªên 2 cùực cñủa mçỗi ¾ắcquy 12V víới méột ®điÖện ¸áp chuÈẩn, khi Uaq < Uch th×ì ®đÇầu ra cñủa cñủa béộ so s¸ánh ëở møức cao theo ®đãó ®điÒều khiÓển ®đãóng kho¸á ®điÖện töử K1, mëở kho¸á K2, ng-ưîợc l¹ại khi Uaq >Uch th×ì mëở kho¸á K1 ®đãóng kho¸á K2. K1,K2 lµà hai kho¸á ®điÖện töử H060. Formatted: Font: (Default) Times New Roman Chäọn tØỉ lÖệ chiÕết ¸áp trªên 2 ®đÇầu ¾ắcquy lµà R1/R =29/71=0,4 th×ì khi ®điÖện ¸áp trªên mçỗi ng¨ăn cñủa ¨ăcquy lµà 2.5V → 6 ng¨ăn ¾ắcquy cãó ®điÖện ¸áp lµà 2,5. 6 = 15 V suy ra ®điÖện ¸áp Field Code Changed chuÈẩn cñủa béộ so s¸ánh lµà: 15. 0,4 = 6V. Khi Uss < 6V th×ì kho¸á K1 mëở, U®đk1 ®đ-ưîợc ®đ-ưa tíới béộ so s¸ánh vµà m¹ạch ëở chÕế ®đéộ n¹ạp víới dßòng kh«ông ®đæổi, lóúc ®đãó kho¸á K2 ®đãóng. Ng-ưîợc l¹ại, khi Uss > 6V t-ư¬ơng øứng ®điÖện ¸áp d-ưíới mçỗi ng¨ăn ¨ăcquy >2,5V th×ì ®đÇầu ra béộ so s¸ánh ëở møức thÊấp → K1 kho¸á vµà K2 Field Code Changed mëở, m¹ạch ëở chÕế ®đéộ n¹ạp víới dßòng kh«ông ®đæổi. Formatted: Font: (Default) Times New Roman