TR NG ĐHBK-ĐÀ N NG ƯỜ Ẵ
Ch ng IVươ
TÍNH CH N M CH ĐI U KHI NỌ Ạ Ề Ể
4.1.1. S đ nguyên lý:ơ ồ
Hình 4-1: S đ kh i đi u khi n thyristor.ơ ồ ố ề ể
4.2. Nguyên t c đi u khi n:ắ ề ể
Trong th c t ng i ta th ng dùng hai nguyên t c đi u khi n sau:ự ế ườ ườ ắ ề ể
“ Th ng đ ng tuy n tính và th ng đ ng arccos ” , đ th c hi n v tríẳ ứ ế ẳ ứ ể ự ệ ị
xung trong n a chu kỳ d ng c a đi n áp đ t trên thyristor .ử ươ ủ ệ ặ
4.2.1. Nguyên t c đi u khi n th ng đ ng tuy n tính:ắ ề ể ẳ ứ ế
Theo nguyên t c này ng i ta th ng dùng hai đi n áp:ắ ườ ườ ệ
- Đi n áp đ ng b ( Uệ ồ ộ s ) , đ ng b v i đi n áp đ t trên anôt – catôtồ ộ ớ ệ ặ
c a thyristor , th ng đ t vào đ u đ o c a khâu so sánh .ủ ườ ặ ầ ả ủ
- Đi n áp đi u khi n ( Uệ ề ể cm ) , là đi n áp m t chi u , có th đi uệ ộ ề ể ề
ch nh đ c biên đ . Th ng đ t vào đ u không đ o c a khâu so sánh.ỉ ượ ộ ườ ặ ầ ả ủ
Do v y hi u đi n th đ u vào c a khâu so sánh là:ậ ệ ệ ế ầ ủ
Ud = Ucm – Us ;
Khi Us = Ucm thì khâu so sánh l t tr ng thái, ta nh n đ c s ngậ ạ ậ ượ ườ
xu ng c a đi n áp đ u ra c a khâu so sánh . S n xu ng này thông quaố ủ ệ ầ ủ ườ ố
đa hài m t tr ng thái b n n đ nh t o ra xung đi u khi n.ộ ạ ề ổ ị ạ ề ể
Hình 4-2 : Nguyên t c đi u khi n th ng đ ng tuy n tính :ắ ề ể ẳ ứ ế
Nh v y b ng cách làm bi n đ i Uư ậ ằ ế ổ cm , ta có th đi u ch nh đ cể ề ỉ ượ
th i đi m xu t hi n xung ra , t c là đi u ch nh góc α .ờ ể ấ ệ ứ ề ỉ
GVHD: TR NG TH BÍCH THANH SVTH: LÊ XUÂN TRUNGƯƠ Ị
-11D1CLC
ĐI N ÁP T AỆ Ự
KĐ XUNG
ĐP
SS
Uc
T
Us
-Usm
Ucm
ωt
Ucm
απ2π
α
Us
TR NG ĐHBK-ĐÀ N NG ƯỜ Ẵ
Gi a α và Uữcm có quan h sau : ệ
α =
max
.
s
cm
U
U
π
; Ng i ta l y Uườ ấ cmmax = Usmax ;
4.2.2. Nguyên t c đi u khi n th ng đ ng arccos :ắ ề ể ẳ ứ
Theo nguyên t c này ng i ta dùng hai đi n áp :ắ ườ ệ
- Đi n áp đ ng b Uệ ồ ộ s , v t tr c Uượ ướ AK = Um Sinωt c a thyristorủ
m t góc ộ
2
π
Us = Um Cosωt .
- Đi n áp đi u khi n Uệ ề ể cm là đi n áp m t chi u , có th đi u ch nhệ ộ ề ể ề ỉ
đ c biên đ theo hai chi u d ng và âm .ượ ộ ề ươ
N u đ t Uế ặ s vào c ng đ o và Uổ ả cm vào c ng không đ o c a khâu soổ ả ủ
sánh thì :
Khi Us = Ucm , ta s nh n đ c m t xung r t m nh đ u ra c aẽ ậ ượ ộ ấ ả ở ầ ủ
khâu so sánh khi khâu này l t tr ng thái .ậ ạ
Um Cosα = Ucm ; (3-
1)
Do đó α = arccos(
m
cm
U
U
) ;
(3-2)
Khi Ucm = Um thì α = 0 ;
Khi Ucm = 0 thì α =
2
π
;
Khi Ucm = - Um thì α = π ;
Hình 4-3 : Nguyên t c đi u khi n th ng đ ng arcossắ ề ể ẳ ứ
Nh v y , khi đi u ch nh Uư ậ ề ỉ cm t tr Uừ ị cm = +Um , đ n tr Uế ị cm = -Um ta
có th đi u ch nh đ c góc α t 0 đ n α .ể ề ỉ ượ ừ ế
Nguyên t c đi u khi n th ng đ ng “arcos” đ c s d ng trong cácắ ề ể ẳ ứ ượ ử ụ
thi t b ch nh l u đòi h i ch t l ng cao .ế ị ỉ ư ỏ ấ ượ
4.3. Các khâu c b n c a m ch đi u khi n :ơ ả ủ ạ ề ể
4.3.1. Khâu đ ng pha :ồ
S đ hình 4–4a là s đ đ n gi n , d th c hi n v i s linhơ ồ ở ơ ồ ơ ả ể ự ệ ớ ố
ki n ít nh ng ch t l ng đi n áp t a không t t . Đ dài c a ph n bi nệ ư ấ ượ ệ ự ố ộ ủ ầ ế
thiên tuy n tính c a đi n áp t a không ph h t 180ế ủ ệ ự ủ ế 0 . Do đó , góc mở
van l n nh t b gi i h n . Hay nói cách khác , n u theo s đ này đi nớ ấ ị ớ ạ ế ơ ồ ệ
GVHD: TR NG TH BÍCH THANH SVTH: LÊ XUÂN TRUNGƯƠ Ị
-11D1CLC
Ucm
ωt
π
UAK
0
Us
α
UAK
Us
2π
Um
-Um
TR NG ĐHBK-ĐÀ N NG ƯỜ Ẵ
áp t i không đi u khi n đ c t 0 t i c c đ i mà t m t tr s khácả ề ể ượ ừ ớ ự ạ ừ ộ ị ố
đ n tr s c c đ i .ế ị ố ự ạ
Đ kh c ph c nh c đi m trên v dãi đi u ch nh c a s đ hìnhể ắ ụ ượ ể ề ề ỉ ủ ơ ồ ở
4–4a ng i ta s d ng s đ t o đi n áp t a b ng s đ trên hình 4-4b .ườ ử ụ ơ ồ ạ ệ ự ằ ơ ồ
Theo s đ này , đi n áp t a có ph n bi n thiên tuy n tính ph h t n aơ ồ ệ ự ầ ế ế ủ ế ử
chu kỳ đi n áp . Do v y khi c n đi u khi n đi n áp t không t i c cệ ậ ầ ề ể ệ ừ ớ ự
đ i là hoàn toàn có th đáp ng đ c .ạ ể ứ ượ
D i đây ta g i thi u m t s khâu đ ng pha c b n và ta ch nướ ớ ệ ộ ố ồ ơ ả ọ
hình d;
Hình 4-4 : M t s khâu đ ng pha đi n hình .ộ ố ồ ể
V i s ra đ i c a các linh ki n ghép quang , ta có th s d ng sớ ự ờ ủ ệ ể ử ụ ơ
đ t o đi n áp t a b ng b ghép quang nh hình 4-4c . Nguyên lý vàồ ạ ệ ự ằ ộ ư
ch t l ng c a hai s đ trên hình 4-4b và 4-4c t ng đ i gi ng nhau .ấ ượ ủ ơ ồ ươ ố ố
GVHD: TR NG TH BÍCH THANH SVTH: LÊ XUÂN TRUNGƯƠ Ị
-11D1CLC
u1u1
ura
u2
D1
D2
R1
R2
C
-E
ABC
Hình -a
R2
R1
D1
A
Cura
Tr
Hình-b
+E
Ghép quang
uv
R1
D
R2
ura
C
Hình-c
-E
Ura
u1
D1
A2
R1
AB
R2
Tr
C
C
AP
Hình-d
A1
-12
+12 +12
-12
_
++
_
TR NG ĐHBK-ĐÀ N NG ƯỜ Ẵ
u đi m c a s đ trên hình 4-4c ch không c n bi n áp đ ng pha ,Ư ể ủ ơ ồ ở ổ ầ ế ồ
do đó có th đ n gi n h n trong vi c ch t o và l p đ t .ể ơ ả ơ ệ ế ạ ắ ặ
Các s đ trên đ u có chung nh c đi m là vi c m , khoá cácơ ồ ề ượ ể ệ ở
tranzitor trong vùng đi n áp lân c n 0 là thi u chính xác , làm cho vi cệ ậ ế ệ
n p , xã t trong vùng đi n áp l i g n 0 không đ c nh ý mu n .ạ ụ ệ ướ ầ ượ ư ố
Ngày nay các vi m ch đ c ch t o ngày càng nhi u , ch t l ngạ ượ ế ạ ề ấ ượ
ngày càng cao , kích th c ngày càng g n , ng d ng các vi m ch vàoướ ọ ứ ụ ạ
thi t k m ch đ ng pha có th cho ta ch t l ng đi n áp t a t t . Trênế ế ạ ồ ể ấ ượ ệ ự ố
s đ 4-4d mô t vi c ta đi n áp t a dùng kh ch đ i thu t toán .ơ ồ ả ệ ọ ệ ự ế ạ ậ
Hình 4-5 : Gi n đ c a khâu đ ng pha t hình 4-4d là .ả ồ ủ ồ ừ
4.3.2. Khâu so sánh :
M t s s đ khâu so sánh th ng g p nh sau ta ch n hình 3-6b .ộ ố ơ ồ ườ ặ ư ọ
Hình 4-6 : Các khâu so sánh th ng g p .ườ ặ
a) B ng tranzitor ; b) B ng m t c ng đ o c a kh ch đ i thu tằ ằ ộ ổ ả ủ ế ạ ậ
toán ;
c) Hai c ng kh ch đ i thu t toán ;ổ ế ạ ậ
Đ xác đ nh đ c th i đi m c n m thyristor , c n so sánh hai tínể ị ượ ờ ể ầ ở ầ
GVHD: TR NG TH BÍCH THANH SVTH: LÊ XUÂN TRUNGƯƠ Ị
-11D1CLC Hình - a
-E
R3
R1
R2
urc
udk
Ura
R1
R2
urc
udk
Hình - c
Ura
A3
UA
ωt
ωt
ωt
UC
π 2π 3π 4π
UA
UB
Uđk
Urc
αα
R1
R2
urc
udk Ura
A3
Hình - b
+
_
-12
+12
TR NG ĐHBK-ĐÀ N NG ƯỜ Ẵ
hi u Uệdk và Urc, vi c so sánh hai tín hi u đó có th đ c th c hi n b ngệ ệ ể ượ ự ệ ằ
tranzitor (Tr) nh trênư
hình 4-6a . T i th i đi m Uạ ờ ể dk = Urc đ u vào Tr l t tr ng thái khoá sangầ ậ ạ
m ( hay ng c l i t m sang khoá ) , làm cho đi n áp ra cũng b l tở ượ ạ ừ ở ệ ị ậ
tr ng thái , t i đó ta đánh d u đ c th i đi m c n m thyristor .ạ ạ ấ ượ ờ ể ầ ở
V i m c đ m b o hoà c a Tr ph thu c vào hi u Uớ ứ ộ ở ả ủ ụ ộ ệ dk ± Urc = Ub ,
hi u này có m t vùng đi n áp nh hàng vài mV , làm cho Tr không làmệ ộ ệ ỏ
vi c ch đ đóng c t nh mong mu n , do đó nhi u khi làm th iệ ở ế ộ ắ ư ố ề ờ
đi m m thyristor b l ch khá xa so v i đi m c n m t i Uể ở ị ệ ớ ể ầ ở ạ dk = Urc .
Kh ch đ i thu t toán có h s kh ch đ i vô cùng l n , ch c n m tế ạ ậ ệ ố ế ạ ớ ỉ ầ ộ
tín hi u r t nh (c µV) đ u vào , đ u ra đã có đi n áp ngu n nuôi ,ệ ấ ỏ ỡ ở ầ ầ ệ ồ
nên vi c ng d ng kh ch đ i thu c toán ệ ứ ụ ế ạ ộ làm khâu so sánh là h p lý .ợ
Các s đ so sánh dùng kh ch đ i thu t toán nh hình 4-6b, c r tơ ồ ế ạ ậ ư ấ
th ng g p trong các s đ hi n nay . u đi m h n h n c a các s đườ ặ ơ ồ ệ Ư ể ơ ẳ ủ ơ ồ
này là có th phát xung đi u khi n chính xác t i Uể ề ể ạ dk = Urc .
Hình 4-7 : S đ so sánh hai tín hi u khác d u .ơ ồ ệ ấ
4.3.3. Khâu kh ch đ i :ế ạ
V i nhi n v t o xung phù h p đ m thyristor t ng kh ch đ i cu iớ ệ ụ ạ ợ ể ở ầ ế ạ ố
cùng th ng đ c thi t k b ng tranzitor công su t , nh hình 4-8a .ườ ượ ế ế ằ ấ ư
Đ có xung d ng kim g i t i thyristor ta dùng bi n áp xung , đ cóể ạ ử ớ ế ể
kh ch đ i công su t ta dùng Tr , điot D b o v Tr và cu n dây s c pế ạ ấ ả ệ ộ ơ ấ
bi n áp xung khi Tr khoá đ t ng t . M t dù v i u đi m đ n gi n ,ế ộ ộ ặ ớ ư ể ơ ả
nh ng s đ này không đ c dùng r ng rãi , b i l h s kh ch đ iư ơ ồ ượ ộ ở ẽ ệ ố ế ạ
c a Tranzitor loai này nhi u khi không đ l n , đ kh ch đ i đ c tínủ ề ủ ớ ể ế ạ ượ
hi u t khâu so sánh đ a sang .ệ ừ ư
T ng kh ch đ i cu i cùng b ng s đ Darlington nh hình 4-8b ,ầ ế ạ ố ằ ơ ồ ư
Th ng hay đ c dùng trong th c t . S đ này hoàn toàn có th đápườ ượ ự ế ơ ồ ể
ng đ c yêu c u v kh ch đ i công su t , khi h s kh ch đ i đ cứ ượ ầ ề ế ạ ấ ệ ố ế ạ ượ
nhân lên theo thông s c a các Tranzitor .ố ủ
Trong th c t xung đi u khi n ch c n có đ r ng bé ( c kho ngự ế ề ể ỉ ầ ộ ộ ỡ ả
10 đ n 200 µs ), mà th i gian m thông các Tranzitor công su t dài t iế ờ ở ấ ố
đa m t n a chu kỳ c 0,01s , làm cho công su t to nhi t d c a Tr quáộ ử ỡ ấ ả ệ ư ủ
l n và kích th c dây qu n s c p bi n áp d l n . Đ gi m nh côngớ ướ ấ ơ ấ ế ư ớ ể ả ỏ
GVHD: TR NG TH BÍCH THANH SVTH: LÊ XUÂN TRUNGƯƠ Ị
-11D1CLC
U
-Vsat
+Vsat
0
Udk
Urc
θ
θ