Ụ Ụ PH L C
Ầ
ộ ế ứ
ọ ế ượ ờ ố . Vi c bi n đ i năng l
ạ ấ ượ ứ d ng này sang d ng khác nh ự
ạ ẽ ờ ể
→ → ỉ ạ ế ư
→ ỉ ỉ ề ề
ỗ ủ ụ ứ ữ → ề
ồ ệ Ờ L I NÓI Đ U ệ ử ấ ờ ạ công su t đóng m t vai trò h t s c quan Trong th i đ i ngày nay đi n t ờ ạ ừ ạ ệ ổ ng t tr ng trong đ i s ng ể ủ ụ ệ ặ ộ t nh có s phát tri n c a các m ch công su t đ c ng d ng r ng rãi. Đ c bi ể ự ấ ẫ van bán d n công su t mà lĩnh v c này ngày càng phát tri n m nh m .Ta có th ổ ộ ố ạ phân lo i thành m t s d ng bi n đ i sau: AC DC (Ch nh l u) ; DC AC ệ ề ư ) AC AC (Đi u ch nh đi n áp xoay chi u); DC DC (Đi u ch nh ị (Ngh ch l u ộ ề ệ đi n áp m t chi u). M i nhóm trên đ u có nh ng ng d ng riêng c a nó trong ự ụ ể ừ t ng lĩnh v c c th ự ủ ạ ầ Quá trình th c hi n đ án này d
ể ẫ ượ ộ
ả ạ ệ
ụ ể ấ ề ề ạ
ượ ứ ồ ụ ấ ả
ự ố ạ ấ ề ờ
ở ộ ữ ứ ể ể
ướ ự ướ i s h ng d n c a th y T Hùng ườ ổ ề ế ng m t chi u ra năng C ng chúng em đi sâu tìm hi u m ng bi n đ i năng l ề ộ ệ ượ l ng xoay chi u mà c th là m ch kích đi n áp 12V m t chi u lên đi n áp ụ ờ ề c ng d ng nhi u trong đ i 220V xoay chi u công su t 300W. M ch này đ ạ ả ượ ố s ng sinh ho t. M ch có nhiêm v cung c p ngu n năng l i khi x y ng cho t ạ ề ự hi nệ không nhi u nên còn nhi u h n ệ ra s c m t đi n.Do th i gian th c ụ ơ ẽ ế ụ ế ch .Chúng em s ti p t c tìm hi u và phát tri n m r ng h n n a các ng d ng ủ c a m ch sau này.
ả ơ ệ ờ ồ án v a qua em xin chân thành c m n s
ầ
ạ ự Trong th i gian th c hi n đ ỉ ả ậ ề ườ ệ ẫ ượ ủ ế ữ ụ ể
ầ ứ ệ ư
ượ ữ
ạ c thêm nhi u nh ng ki n th c và kinh nghi m quý báu đ ph c v ọ ậ ề ế ư ứ ể ờ
ề ừ ầ ồ ể ồ ự ể ậ ấ ỏ
ệ ơ ự ừ ướ ng d n và ch b o t n tình c a th y T Hùng C ng. Th y đã giúp chúng h ụ em có đ ươ ệ ng lai. Sau đây chúng em xin cho vi c h c t p cũng nh cho công vi c trong t ừ ứ ế ờ ể trình bày v nh ng ki n th c chúng em đã tìm hi u đ c trong th i gian v a ế ạ qua. Vì ki n th c còn h n ch và th i gian tìm hi u cũng ch a nhi u nên đ án ủ c a em không th tránh kh i sai sót. V y em r t mong s góp ý t th y đ đ án ượ đ c hoàn thi n h n.
ả ơ Em xin chân thành c m n!
1
NGƯƠ 1
CH Ơ Ở Ế C S LÝ THUY T
ệ ẫ ấ 1.1. Các linh ki n bán d n công su t
ệ ề 1.1.1. Mosfet ● Gi ớ i thi u v Mosfet
ệ ứ ừơ Hình 1.1: Transistor hi u ng tr ng Mosfet
t t t c a "
ạ
ượ ử ụ ấ ộ c s d ng r t ph
ươ Mosfet, vi ế trong ti ng Anh ẫ d n", là m t thu t ng ch các ế bi n trong các ế ắ ủ MetalOxide Semiconductor FieldEffect Transistor" ườ ng Oxit Kim lo i Bán , có nghĩa là "transistor hi u ng tr ậ ổ ườ đ transistor hi u ng tr ng ạ m ch sạ ng t ữ ỉ ố và các m ch t ệ ứ ệ ứ ự.
ự ự ể ế Transistor MOSFET đ ớ c xây d ng d a trên l p chuy n ti p Oxit Kim
ụ ẫ ạ ẫ ượ ạ lo i và bán d n (ví d Oxit B c và bán d n Silic) [1]
MOSFET có hai lo i:ạ
ạ ộ ệ ỉ ồ + NMOSFET: ch ho t đ ng khi ngu n đi n Gate là zero, các electron bên
ẫ ưở ị ả ế ệ ế ở
ạ ộ trong v n ti n hành ho t đ ng cho đ n khi b nh h ế ẽ ị ệ ồ ồ ng b i ngu n đi n Input. + PMOSFET: các electron s b cutoff cho đ n khi gia tăng ngu n đi n th ế
ỏ vào ng Gate ● C u t o và kí hi u ệ ấ ạ
ệ ấ ạ Hình 1.2: C u t o và kí hi u
ọ
ự ự ự ổ G: Gate g i là c c c ng ọ ồ S: Source g i là c c ngu n ọ D: Drain g i là c c máng
2
ự ớ ấ ượ ề
Trong đó : G là c c đi u khi n đ ệ ự ớ ộ
ự ự ạ ể c cách lý hoàn toàn v i c u trúc bán ệ ư ỏ i b i l p đi n môi c c m ng nh ng có đ cách đi n c c l n dioxit ự ố (S) và c c máng (D). C c máng là c c ự ự i là c c g c
ạ ạ ở ớ ẫ d n còn l ự silic (Sio2). Hai c c còn l đón các h t mang đi n.
ệ ệ ở ữ ự ớ ự
ở ữ ự ụ ệ
ấ ớ ệ ở
ệ ứ ệ ả
ở
ữ ự ớ ự Mosfet có đi n tr gi a c c G v i c c S và gi a c c G v i c c D là vô ệ ộ ự ớ ệ cùng l n, còn đi n tr gi a c c D và c c S ph thu c vào đi n áp chênh l ch ệ ự ữ ự Khi đi n áp UGS = 0 thì đi n tr RDS r t l n, khi gi a c c G và c c S ( UGS ) ừ ườ ở ệ ệ đi n áp UGS > 0 => do hi u ng t ng làm cho đi n tr RDS gi m, đi n áp tr ỏ ệ ớ UGS càng l n thì đi n tr RDS càng nh . ● Nguyên lý ho t đ ng ạ ộ ẫ Xét lo i kênh d n n.
ồ ự ệ ạ ể Đ JFET làm vi c ta phân c c cho nó b i ệ ở 2 ngu n đi n áp: UDS > 0 và UGS
< 0.
ộ ệ
ồ ụ ạ ạ ự ồ ng m nh do ngu n đi n c c máng ệ ử ừ
ệ ệ ự
ệ ườ ự Gi a c c D và c c S có m t đi n tr ố ẩ ớ ự i c c máng D, hình thành nên dòng đi n c c máng ID ề ể ế ị
Đi n áp đi u khi n UGS < 0 luôn làm cho ti p giáp pn b phân c c ng ệ ế ầ
ữ ự ấ UDS cung c p, ngu n này có tác d ng đ y các h t đi n tích đa s (đi n t ) t ồ ự c c ngu n S t ệ ề ộ ả ệ ầ ả ở ượ ự c, ẫ t di n d n ượ c
ố ớ ụ ề ể ề ể
ầ do đó b r ng vùng nghèo tăng d n khi UGS < 0 tăng d n. Khi đó ti ố ẫ ệ đi n gi m d n, đi n tr R kênh d n tăng lên làm dòng ID gi m xu ng và ng i.ạ l ệ ệ ư ậ Nh v y: đi n áp đi u khi n UGS có tác d ng đi u khi n đ i v i dòng đi n ự c c máng ID.
ệ ệ ẫ ấ ng h p: UDS > 0, UGS = 0 trong kênh d n xu t hi n dòng đi n ID có Tr
ườ ị ụ ợ ộ giá tr ph thu c vào UDS.
ầ ề ộ
ắ ề ế ạ ở ộ ệ ế ạ ư ẽ ệ ớ ơ
(cid:0) i D l n h n đi n th t ả ầ ừ ế ệ ẫ ầ ớ ự UDS > 0, UGS < 0 tăng d n, b r ng vùng nghèo m r ng v phía c c D vì ứ i S do đó m c t di n kênh d n gi m d n làm cho c tăng d n t i D S t ti
ớ v i cách m c nh hình v thì đi n th t ượ ự ộ đ phân c c ng ầ ả dòng ID gi m d n.
ề ệ ạ ộ
ồ ấ * Thí nghi m v nguyên lý ho t đ ng c a Mosfet ề ủ
ủ C p ngu n m t chi u UD qua m t bóng đèn D vào hai c c D và S c a ượ ự ậ ấ ự c) ta th y bóng đèn không sáng nghĩa
ự
ệ ượ ấ c c p đi n. ệ ự ắ ấ ồ
ẫ ộ ộ Mosfet Q (Phân c c thu n cho Mosfet ng ệ là không có dòng đi n đi qua c c DS khi chân G không đ Khi công t c K đóng, ngu n UG c p vào hai c c GS làm đi n áp UGS > 0V => đèn Q1 d n => bóng đèn D sáng.
3
ồ ấ ự ắ ắ
Khi công t c K ng t, Ngu n c p vào hai c c GS = 0V nên. Q1 khóa ==>Bóng đèn t t.ắ
ệ ặ T th c nghi m trên ta th y r ng : đi n áp đ t vào chân G không t o ra
ỉ ạ ệ ừ ự ư ườ ng mà đi n áp này ch t o ra t ạ ừ ườ tr ng
ấ ằ ệ dòng GS nh trong Transistor thông th ố . ả ở ệ => làm cho đi n tr RDS gi m xu ng ả ố ể ệ * Các thông s th hi n kh năng đóng c t c a Mosfet
ờ ễ ở Th i gian tr
ắ ủ ị ụ khi đóng/m khóa ph thu c giá tr các t ướ ạ ườ ng đ ụ i d ng tr s t c cho d
ố ệ ư ệ
ộ kí sinh ị ố ụ ượ ư i đi u ki n nh t đinh nh là đi n áp Ugs và Uds. Ta ụ ượ Cgs.Cgd,Cds. Tuy nhiên các thông s này th ấ Ciss, Crss,Coss. Nh ng d ể có th tính đ ướ ị c giá tr các t ề đó.
ể ị ● Xác đ nh chân, ki m traMosfet
ư ả ở ở ị ị ng thì chân c a Mosfet có quy đ nh chung không nh Transitor. ượ bên ph i còn chân ủ c quy đ nh: bên trái, chân S chân G
ườ Thông th ủ Chân c a Mosfet đ ở ữ gi a. D ể * Ki m tra Mosfet
ể ượ ấ ạ ồ ạ ể ằ ồ Mosfet có th đ ơ c ki m tra b ng đ ng h v n năng . Do có c u t o h i
ể ớ ố ớ
khác so v i Transitor nên cách ki m tra Mosfet cũng không gi ng v i Transitor. Mosfet còn t tố .
ở ữ ữ ớ Là khi đo tr kháng gi a G v i S và gi a G v i D có đi n tr
ệ ệ ề ả ớ ở ằ b ng vô ở ượ c thoát đi n thì tr kháng
ữ ả
cùng ( kim không lên c hai chi u đo) và khi G đã đ gi a D và S ph i là vô cùng. ị ể ướ ẩ B c 1 : Chu n b đ thang x1KW
ệ ể ạ ặ ộ ỏ
ướ B c 2 : N p cho G m t đi n tích ( đ que đen vào G que đ vào S ho c D )
ướ ữ ệ ạ
ẽ ỏ ộ B c 3 : Sau khi n p cho G m t đi n tích ta đo gi a D và S ( que đen vào D que đ vào S ) => kim s lên.
ậ
ướ ướ ư ướ ặ ệ ạ ể B c 4 : Ch p G vào D ho c G vào S đ thoát đi n chân G. B c 5 : Sau khi đã thoát đi n chân G đo l ệ i DS nh b c 3 kim không
lên.
ế ố t.
ả ư ậ => K t qu nh v y là Mosfet t ậ ế Mosfet ch t hay ch p ể ồ ướ ồ
. ế ữ ặ
ữ ữ ả ậ B c 1 : Đ đ ng h thang x 1KW ậ . Đo gi a G và S ho c gi a G và D n u kim lên = 0 W là ch p ề Đo gi a D và S mà c hai chi u đo kim lên = 0 W là ch p D S .
4
ể ạ Đo ki m tra Mosfet trong m ch
ỉ ầ ể ạ
ể ề ườ ề Khi ki m tra Mosfet trong m ch , ta ch c n đ thang x1W và đo gi a D và ng,
ị ậ
ế ế ả Ứ ề ủ ữ ả S. N u 1 chi u kim lên đ o chi u đo kim không lên => là Mosfet bình th N u c hai chi u kim lên = 0 W là Mosfet b ch p DS ● ng dung c a Mosfet trong th c t
ồ ự ế. ủ Mosfet trong ngu n xung c a Monitor
ồ Hình 1.3: Mosfet trong ngu n xung
ộ ặ
ủ ộ i ta th ừ ộ
ượ ủ ể ạ ờ
ồ ạ ư ế ẫ
ụ ể ạ
ẽ ề ụ ế ộ ắ ắ ạ ừ ườ tr
ơ ấ ệ ộ ườ ườ ng dùng Trong b ngu n xung c a Monitor ho c máy vi tính, ng ạ ạ ệ ặ IC có d ng c p linh ki n là IC t o dao đ ng và đèn Mosfet, dao đ ng t o ra t ệ xung vuông đ i th i đi m xung có đi n áp > c đ a đ n chân G c a Mosfet, t ư ậ ộ 0V => đèn Mosfet d n, khi xung dao đ ng = 0V Mosfet ng t => nh v y dao ệ ộ đ ng t o ra s đi u khi n cho Mosfet liên t c đóng ng t t o thành dòng đi n ế ả ạ bi n thiên liên t c ch y qua cu n s c p => sinh ra t ng bi n thiên c m ứ ấ ứ ng lên các cu n th c p => cho ta đi n áp ra.
5
1.1.2. Triac
ủ TRIode for Alternating Current) là ph n tầ
t c a ẫ ấ
ế ắ TRIAC (vi t t ớ ồ ự ữ ữ ề ề
ể ẫ ớ ươ ng đ
ượ ể ề ấ ủ ể ể ử bán d nẫ g m năm l p bán d n, t o nên c u trúc pnpn nh ả ư ởthyristor theo c hai ạ ả chi u gi a các c c T1 và T2, do đó có th d n dòng theo c hai chi u gi a T1 và T2. TRIAC có th coi t ng v i hai thyristor đ u song song song ng ươ ỉ ầ ấ c.đ đi u khi n Triac ta ch c n c p xung cho chân G c a Triac.
● C u t o ấ ạ
ớ ư ệ ự năm l p, làm vi c nh 2 Thyristor
ệ Triac là m t linh ki n bán d n có ba c c ề ẫ ể ẫ ượ ề ệ ắ ộ m c song song ng c chi u, có th d n đi n theo hai chi u.
ấ ạ
ố ổ ợ ệ Hình 1.4: C u t o Triac ả ế Triac có b n t ể ở h p đi n th có th m cho dòng ch y qua:
6
ặ ● Đ c tuy n ế
ố ứ ố ỗ Đ c tuy n Volt – Ampe g m hai ph n đ i x ng nhau qua g c O, m i
ặ ầ ươ ồ ậ ủ ế ph n t ng t ế ầ ự ặ đ c tuy n thu n c a Thyristor.
ặ Đ c tính VoltAmpere c a TRIAC bao g m hai đo n đ c tính
ủ ệ ụ ặ ố ồ ỗ ạ ề ứ ấ ạ
ầ ở góc ph n ư ặ th nh t và th ba (h tr c Descartes), m i đo n đ u gi ng nh đ c tính ậ ủ ộ ư ứ t thu n c a m t thyristor.
ể ả
ề ể ể ề ẫ TRIAC có th đi u khi n cho m d n dòng b ng c xung d ự ằ ỏ ự ề
ể ề ạ ộ c TRIAC s
ươ ể ể ở ượ ể ươ ề
ủ ệ
ở ẫ ng (dòng đi vào c c đi u khi n) l n xung âm (dòng đi ra kh i c c đi u khi n).Tuy nhiên ơ ẽ xung dòng đi u khi n âm có đ nh y kém h n, nghĩa là đ m đ ớ ậ ớ ơ ầ ng.Vì v y c n m t dòng đi u khi n âm l n h n so v i dòng đi u khi n d ử ụ ố ứ trong th c t đ đ m b o tính đ i x ng c a dòng đi n qua TRIAC thì s d ng dòng đi n d ộ ề ự ế ể ả ệ ươ ng là t ể ả ố ơ ả t h n c .
ế ủ ặ Hình 1.5: Đ c tuy n c a TRIAC
7
Ứ ụ ● ng d ng
ả ạ ể ề ệ i dùng triac
ộ
ế ớ ị ố ệ ượ ệ ở
ỏ ượ
ệ ế không đ ở ớ i s có tr s đi n tr l n làm đi n th trên t
ệ ẫ c kích d n đi n cho dòng đi n qua t
ệ ế ả ố ượ ể c Triac k t h p v i quang tr Cds đ tác đ ng theo ánh sáng. Khi Cds đ ấ ụ ế ạ c trên t C th p và ả i. Khi Cds c kích nên không có dòng qua t ủ ể ứ ế ụ C tăng đ n m c đ đ ả ở ả ệ đây có i. T i ự ờ ố i thì đèn t i đi hay chi u sáng b o v , khi tr i t
Hình 1.6: M ch đi u khi n dòng đi n qua t ế ợ ở ẽ chi u sáng s có tr s đi n tr nh làm đi n th n p đ ệ ẫ diac không d n đi n, triac ị ố ệ ố ẽ ị b che t ệ ượ ẫ triac d n đi n và triac đ ế ạ ể th là các lo i đèn chi u sáng l ộ đ ng sáng.
ữ Chú ý khi s d ng: ụ Nh ng d ng c đi n ở i thu n tr làm vi c t
ị ử ụ ờ ầ ư ụ ồ
ụ ệ t ả ề ụ ộ ơ ẽ ị ể ơ
ệ ố v i các ớ t ụ ệ ả ụ i ứ ng đáng k , ví d đ ng c s b phát nóng h n m c ượ ườ ơ giá tr trung bình nh tác d ng san làm đ ng đ u. Nh ng các d ng c đi n t ệ đi n kháng s b nh h bình th ưở ẽ ị ả ố ng, tiêu t n năng l ng cao h n.
ế ọ ấ ư ể ề ẹ ẻ ề K t lu n: ti n …
ậ Triac có u đi m trong m i v n đ nh g n nh , r ể ư ọ ử ụ ượ ạ ế Dùng Triac làm bi n d ng sin là nh c đi m chính trong s d ng.
1.1.3. Thyristor ● C u t o ấ ạ
ố ớ ẽ ẫ ồ ượ ố Thyristor g m b n l p bán d n PN ghép xen k và đ c n i ra ba chân:
ng
ự ổ ự ể ự ươ A : Anode : c c d K : Cathode : c c âmự G : Gate : c c khi n (c c c ng)
8
ạ ồ ể
ộ ư t ạ ộ ng hai BJT g m m t BJT lo i NPN ẽ ng đ ư Thyristor có th xem nh ạ và m t BJT lo i PNP ghép l ươ ươ i nh hình v sau:
ấ ạ ristor Hình 1.7: C u t o Thy
● Nguyên lý ho tạ đ ngộ
ở * M thyristor
ậ ể ở ằ c phân c c thu n, Uak>0, thyristor có th m b ng hai cách. Th
ấ ạ ế ị ệ
ệ ệ ươ ế ng trong m ch
ộ ạ ị
ự ế không đ
ế ơ c đi n áp đ n giá tr
ủ ụ i tác d ng c a các xung đi n áp t
ứ ậ anodecathode cho đ n khi đ t đ n giá tr đi n áp thu n ộ ạ anodecathode s gi m đ t ẽ ả ở ươ t ươ ẽ ng pháp này ụ ố ở c áp d ng do nguyên nhân m không mong mu n và không ị Uth,max. H n n a nh v y x y ra ư ậ ượ ả ữ ệ ự ở ờ ộ ạ ệ m ra d i m t th i ướ ị ả ườ ể ợ ẫ ự ượ Khi đ ể nh t, có th tăng đi n áp ấ Uth,max.Đi n tr ớ l n nh t, ng đ ng t và dòng qua thyristor s hoàn toàn do m ch ngoài xác đ nh. Ph ượ trong th c t ph i lúc nào cũng tăng đ tr ng h p thyristor t đi m ng u nhiên, không đ nh tr ướ c.
ứ ượ ươ ư Ph ng pháp th hai, đ
ị ệ ụ ề c áp d ng trong th c t ự
ể ệ kháng th p kháng cao sang tr
ẽ ệ ể ứ ủ ỏ ơ anodecathode nh . Khi đó n u dòng qua
ẽ ế ụ ở Idt) thyristor s ti p t c
ế ự ồ ạ ủ ể ầ ớ ạ trong tr ng thái m i c a xung dòng đi u khi n, nghĩa là có th
ề ộ ộ ấ ị ể ằ ở ự ế ộ , là đ a m t xung dòng ề ể ấ ị cathode. Xung dòng đi n đi u đi n có giá tr nh t đ nh vào các c c đi u khi n và ấ ở ở ừ ở ạ khi n s chuy n tr ng thái c a thyristor t tr ộ ế anodecathode l n h n m t m c đi n áp ở ọ ấ ị ị giá tr nh t đ nh g i là dòng duy trì ( ể ẫ d n dòng mà không c n đ n s t n t ề đi u khi n m các thyristor b ng các xung dòng có đ r ng xung nh t đ nh, do đó
9
ấ ủ ấ ủ ể ể ạ ỏ
ớ ệ ế ắ ề ự công su t c a m ch đi u khi n có th là r t nh , so v i công su t c a m ch l c ố ầ ử mà thyristor là m t ph n t ấ đóng c t, kh ng ch dòng đi n.
ườ ể ở ạ ộ ợ ự * Tr ng h p c c G đ h hay V
G = OV
Khi c c G và V
ẫ ự ở ự G = OV có nghĩa là transistor T1 không có phân c c ẫ ẫ B1 = 0, IC1 = 0 và T2 cũng ng ng d n. Nh
1 ng ng d n I
ượ ệ ệ ẫ ư ư ng h p này Thyristor không d n đi n đ c c B ư ư c, dòng đi n qua Thyristor là
≈ VCC. ự nên T1ng ng d n. Khi T ợ ườ ậ v y tr IA = 0 và VAK
ứ ủ ớ ồ
ế Tuy nhiên, khi tăng đi n áp ngu n V ế ệ ậ ả
ể ạ
ệ ứ ệ ả
ọ ư ộ ệ ệ ủ ặ ắ ố ệ ệ AK tăng CC lên m c đ l n là đi n áp V ư ố ệ AK gi m xu ng nh diode theo đ n đi n th ng p V BO (Beak over) thì đi n áp V ệ và dòng đi n Iệ Atăng nhanh. Lúc này Thyristor chuy n sang tr ng thái d n đi n, ẫ ớ AK gi m nhanh g i là dòng đi n duy trì dòng đi n ng v i lúc đi n áp V IH (Holding). Sau đó đ c tính c a Thyristor gi ng nh m t diode n n đi n.
ườ
ợ ẫ Tr ạ ượ c phân c c c c B
ệ ạ ẫ i cung c p ng
ẽ ự ng h p đóng khóa K: V ệ sang tr ng thai d n đi n. Lúc này transistor T đi n Iệ G chính là IB1 làm T1 d n đi n, cho ra I ẫ ấ ệ C2 l ệ I2 d n đi n, cho ra dòng đi n I ạ duy trì tr ng thái d n đó mà Thyristor s t ượ ạ c l i cho T ầ ẫ mà không c n có dòng I ể ễ G = VDC – IGRG, lúc này Thyristor d chuy n ự ở ự 1 đ 1 nên dòng C1 chính là dòng đi n Iệ B2 nên lúc đó 1 và IC2 = IB1. Nhờ G liên t c.ụ
IC1 = IB2 ; IC2 = IB1
ệ Theo nguyên lý này dòng đi n qua hai transistor s đ
ạ ở ạ ẽ ượ ệ ế ả tr ng thái bão hòa. Khi đó đi n áp V ạ ớ c khu ch đ i l n ỏ ấ AK gi m r t nh
ầ d n và hai transistor ch y ≈ ( ệ 0,7V) và dòng đi n qua Thyristor là:
ự ự ệ ấ ấ ớ
Th c nghi m cho th y khi dòng đi n cung c p cho c c G càng l n thì áp ệ ệ ỏ ứ ễ ẫ ậ ng p càng nh t c Thyristor càng d d n đi n.
ườ ự ợ ượ * Tr ng h p phân c c ng c Thyristor.
ượ ố
ự ị ườ ự
c Thyristor là n i A vào c c âm, K vào c c d ợ ỉ ư ng h p này gi ng nh diode b phân c ng ỏ ượ ệ ự Phân c c ng ố ngu n Vồ CC. Tr ỉ ấ ệ ẫ không d n đi n mà ch có dòng r r t nh đi qua. Khi tăng đi n áp ng ươ ự ượ c.Thyristor s c lên đ ủ ng c a ẽ ủ
10
ủ ề ượ
ượ ủ ể ườ ẽ ị ủ c đ đ đánh th ng Thyristor là V ng tr s V ệ BR. Thông th ệ c. Đi n áp ị ố BR và VBO b ngằ
ượ ấ ớ l n thì Thyristor s b đánh th ng và dòng đi n qua theo chi u ng ng nhau và ng c d u.
ặ ● Đ c tuy n ế
ế ủ Thyristor ặ Hình 1.8: Đ c tuy n c a
IG = 0
IG2 > IG1 > IG
ặ ứ ầ ồ
ộ ồ ị ủ ủ ợ
ứ ầ ư ứ ấ ầ Đ c tính VoltAmpere c a m t thyristor g m hai ph n. Ph n th nh t ớ ườ ệ ng h p đi n áp th I c a đ th Descartes, ng v i tr ượ ặ ọ c, th III, g i là đ c tính ng
ợ ầ ư ứ ằ n m trong góc ph n t ằ ứ ầ Vak > 0, ph n th hai n m trong góc ph n t ớ ườ ươ ứ ng h p Vak<0 t ng ng v i tr
ự ể ề ệ * Không có dòng đi n vào c c đi u khi n
ể ủ ệ
ằ ớ ả ự ẽ ả ề ở ườ ể ề ở ạ ự Khi dòng đi n vào c c đi u khi n c a thyristor b ng 0, hay khi h m ch c c ự ợ ệ ứ ng h p phân c c dòng đi n ng v i c hai tr đi u khi n, thyristor s c n tr
11
ệ ạ ẫ ấ
ề ế ớ
ư ậ ự ượ ự ế ố ị
ạ ỉ
ẽ ộ ị ệ ẽ ộ
ư ở ệ ể ạ ố
ớ ấ ớ ể ả ủ ữ anode vàcathode. Khi đi n áp Uak < 0 theo c u t o bán d n c a ủ ệ đi n áp gi a ậ ượ ế ự thyristor hai ti p giáp J1, J3 đ u phân c c ng c, l p ti p giáp J2 phân c c thu n, tố m c n i ti p b phân c c ng ố ắ ư nh v y thyristor s gi ng nh hai c. Qua đi ọ ỏ ệ ấ thyristor s ch có m t dòng đi n r t nh ch y qua, g i là dòng rò. Khi Uak tăng ủ ị ệ ượ ấ ẽ ả ạ ế ng thyristor b đánh th ng, đ t đ n m t giá tr đi n áp l n nh t s x y ra hi n t ượ ủ ặ ố c c a đi dòng đi n có th tăng lên r t l n. Gi ng nh đo n đ c tính ng t quá ị ỏ ượ ượ c, nghĩa là thyristor đã b h ng. c đ trình đánh th ng là không th đ o ng
ề
ọ ệ ệ ầ ươ ệ Đi n tr ở t
ạ ị ấ ớ Khi tăng đi n áp ấ ộ ẫ ng đ ự ế
ị ệ c. Cho đ n khi Uak tăng đ t đ n giá tr đi n áp thu n l n nh t s
ươ ế ượ ở ươ ệ ng đi n tr t ng đ
ả i
ị ớ ạ ộ ơ ế
ư ườ ậ ủ ặ ố ố ỉ ậ anodecathode theo chi u thu n, Uak > 0, lúc đ u cũng ch ươ ỏ có m t dòng đi n r t nh ch y qua, g i là dòng rò. ng ậ m chạ anodecathode v n có giá tr r t l n. Khi đó ti p giáp J1, J3 phân c c thu n, ấ ẽ ậ ớ ạ ế ự J2 phân c c ng ộ ệ ượ ả ạ anodecathode đ t ng t gi m, dòng ộ x y ra hi n t ở ả ở ạ ệ ở ể ạ ệ m ch i h n b i đi n tr t đi n có th ch y qua thyristor và giá tr s ch b gi ự ọ ể ố i thi u, g i ngoài. N u khi đó dòng qua thyristor có giá tr l n h n m t m c dòng t ậ ặ ườ là dòng duy trì, Idt, thì khi đó thyristor s d n dòng trên đ ng đ c tính thu n, gi ng nh đ ng m ch ỉ ị ẽ ị ớ ẽ ẫ t. ng đ c tính thu n c a đi
ể ề ệ ự * Có dòng đi n vào c c đi u khi n (iG > 0)
ế ữ ự ề N u có dòng đi u khi n đ a vào gi a c c đi u khi n và
ể ể ư ườ ể ẽ ả ề ệ ể ặ ớ
ơ ể ớ ậ ế ề ậ ạ
ng đ c tính thu n s x y ra s m h n, tr ấ ệ ẽ ả ỏ ơ ệ ể ể ặ ớ cathode thì quá trình ướ c khi chuy n đi m làm vi c trên đ ơ ị ớ đi n áp thu n đ t giá tr l n nh t. Nói chung n u dòng đi u khi n l n h n thì đi m chuy n đ c tính làm vi c s x y ra v i Uak nh h n.
ố ỹ ● Các thông s k thu t ậ
ị ố ớ ự ệ ậ ấ
ị ư ự
ị ố ệ ệ ể ả ẫ ệ ạ . Đây là tr s l n nh t dòng đi n qua mà Dòng đi n thu n c c đ i ụ ị ể Thyristor có th ch u đ ng liên t c, quá tr s này Thyristor b h . Khi Thyristor ứ ậ AKkho ng 0,7V nên dòng đi n thu n qua có th tính theo công th c đã d n đi n V
ệ ể ặ ệ Đi n áp ng c c c đ i
ế ị
ấ ị ố ả ủ ế ệ ư và K mà Thyristor ch a b đánh th ng, n u v phá h y. Đi n áp ng ượ ự ạ . Đây là đi n áp ng ượ ủ ượ ự ạ ủ c c c đ i c a Thyristor th ữ ượ ớ c l n nh t có th đ t gi a A ẽ ị t qua tr s này Thyristor s b ườ ng kho ng 100V đ n 1000V.
12
ể ự ệ
ấ ể .IGmin. Đ Thyristor có th d n đi n trong tr ả ể ẫ ự ủ ệ
ấ ủ ể ề ệ
ể ấ ủ ộ
ẫ ế ừ ườ ế ả ớ ng I ỏ ỏ Gmin ph i càng l n. Thông th
Gmin t
ụ ườ ệ Dòng đi n kích c c ti u ng ệ ợ AK th p thì ph i có dòng đi n kích cho c c G c a Thyristor. Dòng h p đi n áp V ị ố IGmin là tr s dòng kích nh nh t đ đ đi u khi n Thyristor d n đi n và dòng ị ố ớ IGmin có tr s l n hay nh tùy thu c công su t c a Thyristor, n u Thyristor có ớ ấ 1mA đ n vài công su t càng l n thì I ch c mA.
ờ ờ ộ ộ ủ ế ầ
ở Th i gian m Thyristor ể ư ẫ ờ ể ừ ạ .Là th i gian c n thi ạ tr ng thái ng ng sang tr ng thái d n, th i gian m t hay đ r ng c a xung kích ở
ả ể đ Thyristor có th chuy n t kho ng vài micrô giây.
ệ ẫ Th i gian t
ắ . Theo nguyên lý Thyristor s t t ố ở ạ ẽ ự ẫ ể ờ c kích. Mu n Thyristor đang
ể ạ ể ắ ượ t đ
G = 0 và cho đi n áp V
ạ ạ duy trì tr ng thái d n đi n sau ư tr ng thái d n chuy n sang tr ng thái ng ng ờ c thì th i gian ẽ ẫ i ngay thì Thyristor s d n
ệ ế ắ ủ ệ
AK = 0. đ Thyristor có th t AK tăng lên cao l ụ
ả ượ khi đ ả thì ph i cho I ả ủ cho VAK = OV ph i đ dài, n u không V ờ i. Th i gian t đi n tr l t c a Thyristor kho ng vài ch c micrô giây
ở ạ ố ộ
ộ ượ ẫ
ệ ầ ử ẫ ư ớ
T c đ tăng đi n áp cho phép dU/dt (V/μs). ể bán d n có đi u khi n, có nghĩa là dù đ ề ầ ớ ể ệ ả ự ế ậ ơ ớ
ậ ạ ư ự ề Thiristor là m t ph n t c phân c c ệ thu n (Uak>0) nh ng v n ph i có tín hi u đi u khi n thì nó m i cho phép dòng ch y qua. Khi thyristor phân c c thu n, ph n l n đi n áp r i trên l p ti p giáp J2 ẽ nh hình v .
ị ớ ế ự ủ ạ ở L p ti p giáp J2 b phân c c ng
ệ ở
ả ệ ệ ộ ệ ạ di n có đi n dung Cj2. Khi có đi n áp bi n thiên v i t c đ
ư ộ ụ ệ ệ ủ ụ ớ ố ề ế ư ể ị
ể ể ở ự ệ ề ể
ượ c nên đ dày c a nó m ra, t o ra vùng không gian nghèo đi n tích, c n tr dòng đi n ch y qua. Vùng không gian này có ộ ể th coi nh m t t ể ớ có th có giá tr đáng k , đóng vai trò nh dòng đi u khi n. l n, dòng đi n c a t ề ư ả ế K t qu là thyristor có th m ra khi ch a có tín hi u đi u khi n vào c c đi u ể khi n G.
ố ố ấ ệ ố T c đ tăng đi n áp là m t thông s phân bi
ộ ầ ố ấ ộ ầ ố ầ ế ả
ể ớ ớ ệ t thyristor t n s th p v i Ở thyristor t n s th p, dU/dt vào kho ng 50 đ n 200 V/μs còn thyristor t n s cao. ế ầ ố ớ v i các thyristor t n s cao dU/dt có th lên t i 500 đ n 2000 V/μs.
ả (tham kh o...)
ố ộ
ở ệ ể
ắ ầ ồ ể ề ạ
ẽ ấ
ể ẫ ớ ệ ở ệ
ể i m t đ dòng đi n ế ớ ỏ
ẫ ề ế ố ẫ ẫ ế ệ ẫ dI/dt (A/μs). T c đ tăng dòng cho phép ọ ả ẫ ủ ể ế Khi thyristor b t đ u m không ph i m i đi m trên ti t di n tinh th bán d n c a ệ ẽ ề ầ ắ ầ ở ộ nó đ u d n dòng đ ng đ u. Dòng đi n s ch y qua b t đ u m t vài đi m, g n ể ỏ ầ ớ ự ộ ế v i c c đi u khi n nh t, sau đó s lan t a d n sang các đi m khác trên toàn b ti t ậ ộ ớ ộ ệ các di n. N u t c đ tăng dòng đi n quá l n có th d n t ệ ụ ộ ầ ể ụ ộ ẫ ự đi m d n ban đ u quá l n, s phát nhi t c c b quá nhanh d n đ n h ng c c b , ể ộ ế ỏ ừ t di n tinh th bán d n. đó d n đ n h ng toàn b ti t
13
ở ộ ố ả ầ ố ấ T c đ tăng dòng cho phép
ộ ế
ả ố
ạ ượ ị ệ ẫ
ổ ế ả ơ ệ ễ ằ
ồ ả ấ ủ
ộ ế ố ả ộ
ế ỏ ệ ừ ể ạ ầ ệ ả ậ ớ ộ
ể ạ ẫ ị các thyristor t n s th p vào kho ng 50÷100A/μs, ổ ả ớ ầ ố v i các thyristor t n s cao dI/dt vào kho ng 500÷2000A/μs. Trong các b bi n đ i ề ộ ướ ả ả ệ ph i luôn có các bi n pháp đ m b o t c đ tăng dòng d i giá tr cho phép. Đi u ỏ ớ ầ ử ố ế ờ ắ c nh m c n i ti p các ph n t này đ t đ bán d n v i các đi n kháng nh , lõi ế ferit r tấ ế ơ ơ ặ không khí ho c đ n gi n h n là các xuy n ferit l ng lên nhau. Các xuy n ế ấ ạ ổ ố ổ ả ph bi n vì c u t o đ n gi n, d thay đ i đi n c m b ng cách thay đ i s xuy n ẫ ồ l ng lên thanh d n. Xuy n ferit còn có tính ch t c a cu n c m bão hòa, khi dòng ẫ ẽ ớ qua thanh d n còn nh đi n kháng s l n đ h n ch t c đ tăng dòng. Khi dòng ư ằ ị ả , đi n c m gi m g n nh b ng không. Vì v y cu n kháng đã l n ferit b bão hòa t ứ ế ộ ụ ki u này không gây s t áp trong ch đ dòng đ nh m c ch y qua dây d n.
Ứ ụ ủ ● ng d ng c a Thyristor .
ệ
ệ ớ Thyristor ch y u đ ườ ữ ứ ể ầ ề ủ ế ng đ
ế ị ủ ế ộ
ể ắ ầ ổ ự ư ế ạ ượ ử ụ ở ụ c s d ng nh ng ng d ng yêu c u đi n áp và dòng ể ề c s d ng đ đi u khi n dòng xoay chi u AC (Alternating t b có th đóng m t cách ậ i lân c n ệ t nh là quá trình Zero Crossquá trình đóng c t đ u ra t
ượ ử ụ đi n l n, và th ự current), vì s thay đ i c c tính c a dòng đi n khi n thi ượ ự ộ c bi đ ng(đ t ệ ủ ể đi m 0 c a đi n áp hình sin).
ư
ị 1.2. Ngh ch l u ệ ạ ơ ồ ư ị 1. 2.1. Khái ni m và phân lo i s đ ngh ch l u.
ệ ề ệ ộ ổ ị ệ ế Khái ni m: Ngh ch l u là quá trình bi n đ i đi n áp m t chi u thành đi n
ề ộ ư ặ áp xoay chi u m t pha ho c ba pha....
ơ ồ ố * S đ kh i:
ơ ồ ố Hình 1.9. S đ kh i
ồ ố Kh i ngu n.
14
ồ ắ bình c ệ đây là ngu n đi n m t chi u l y t
ờ ử ụ ộ ượ ữ ủ ắ ề ấ ừ ư ng l u tr c a c
ứ
c 60h..
ố ộ ư Nhi m v c a kh i t o ra song dao đ ng đ a vào kh i công su t v i t n
ụ ủ ệ ố ạ ở đây th
ỏ ố ạ ầ
ộ ấ ố
ạ ệ ầ ườ ấ ở ệ ấ
ố ấ
ạ ư ế
ấ ẽ ử ụ ừ ạ ạ ệ ệ ố
ế ấ ầ ố
ế ị
ượ ử ụ ị
ế ộ ơ ấ ơ ấ ượ ề ủ ớ ấ i công su t phát c a ủ ộ ỷ ố s vòng dây c a cu n ư ạ c tính nh
ộ ơ ấ ị ượ ệ ế ớ ế ặ c.U là hi u đi n th đ t vào cu n s c p.
ụ ộ ư
ạ ượ ị ạ ủ ẽ ạ ộ ế i đa c a m ch s là:P=12.40=480 w ch y đ c m t ti vi,2 qu t và 3
ệ ượ ử ụ ở ồ c s d ng Ngu n đi n đ ủ ế ộ ụ quy.Th i gian s d ng ph thu c ch y u vào dung l ấ quy.Công th c tính công su t phát:P=U.I. ấ ụ ắ Ví d : c quy 12v/100Ah thì công su t phát là:P=12.100=1200w. ẽ ượ ạ ế N u ch y bóng đèn compact 20w s đ ố ạ ầ ố Kh i t o t n s 50hz. ấ ớ ầ ệ ặ ố ệ ng là 2 d ng chính là hình sin ho c s đi n công nghi p.Sóng ự ế ườ chúng ta ng thì kh i công su t tr kháng đ u vào r t nh nên th c t vuông.Th ố ầ ả ộ ụ ổ c n m t kh i khuyêch đ i đ m nhi m v n đinh kh i phát xung dao đ ng gi m ầ ở tr kháng đ u vào cho t ng công su t. Kh i công su t. ậ ượ ừ ố kh i phát công su t s khuyech đ i đ a đ n c t T d ng song nh n đ ườ ề ng thì kh i này s d ng các linh ki n công bi n áp t o đi n áp xoay chi u.Th ư ư ớ ị su t nh thyristor,transitor ch u dòng l n nh D718,2N3055…yêu c u cho kh i ệ ả ạ ộ ệ ố ố ầ t làm mát. này ho t đ ng t t c n có h th ng t n nhi ư ế ị ầ Bi n áp ngh ch l u.Đây là thành ph n chính quy t đ nh t ạ ế ư c s d ng là bi n áp ngh ch l u có t m ch.Bi n áp đ ấ ủ ứ ấ ớ th c p l n h n r t nhi u cu n s c p..Công su t c a m ch đ sau:Pmax=U.I. ệ ệ V i I là dòng đi n bi n áp ch u đ Ví d :M t bi n áp ngh ch l u 12v220v dòng 40A. ấ ố Công su t t bóng típ 40w.
ư ụ ư ạ ộ ị ị * Phân lo iạ : Ngh ch l u chia làm 2 lo i chính: Ngh ch l u ph thu c và
ư ộ ậ ị ngh ch l u đ c l p .
ầ ố ư ị ị
Trong đó ngh ch l u ph thu c là ngh ch l u có đi n áp, t n s , góc pha ầ ụ ướ ộ ệ ư ủ ệ ắ ụ ộ ứ ự i đi n mà đ u ra c a nó m c song song vào. pha ph thu c vào l và th t
ị ư ộ ậ ư ị Ngh ch l u đ c l p l
ị ồ ộ ậ ị ồ ộ ồ
ụ ộ i và ch ph
ạ ả ữ ậ ạ
ườ ữ ậ ể ể ư ụ ạ ộ
ạ ượ i đ c chia ra ngh ch l u đ c l p ngu n áp và ư ệ ộ ậ ngu n dòng. Trong đó ngh ch l u đ c l p ngu n áp thì luôn đ nh ra m t đi n áp ỉ ụ ứ ự ộ ầ ố có biên đ , t n s , góc pha và th t pha không ph thu c vào lo i t ề ệ ề ộ thu c vào tín hi u đi u khi n, đi n áp th ng có d ng hình ch nh t còn dòng ả ệ i có th là hình ch nh t, hình răng c a, hình sin, d ng hàm đi n ph thu c vào t mũ
ị ồ ị
ụ ộ ỉ
ườ ệ ể ạ ộ ệ Còn ngh ch l u đ c l p ngu n dòng thì luôn đ nh ra m t dòng đi n có biên ộ ạ ả ụ i và ch ph thu c pha không ph thu c vào lo i t ữ ậ ng có d ng hình ch nh t còn đi n áp
ệ ữ ậ ư ụ ể ạ ư ộ ậ ộ ầ ố ứ ự đ , t n s , góc pha và th t ề ề vào tín hi u đi u khi n, dòng đi n th ả ộ ph thu c vào t i có th là hình ch nh t, hình răng c a, hình sin, d ng hàm mũ
15
ư ộ ậ ơ ồ ộ ị 1.2.2. Các s đ ngh ch l u đ c l p m t pha
ế ị ế ổ ộ ệ ● Thi t b bi n đ i dòng đi n m t pha
ơ ồ ộ ể Hình 1.10: S đ m t pha có đi m trung tính
ế
ồ ộ ủ ơ ồ ồ ự ươ ơ ấ ộ ơ ấ ủ
ủ
ố ế ừ ả ộ ớ
ớ ủ
ủ ể ặ
ố ạ ả ạ ả ữ ể S đ g m m t máy bi n áp có đi m gi a phía s c p, hai Tiristor anôt ử ố ng c a ngu n nuôi E thông qua hai n a cu n dây s c p c a máy n i vào c c d Ở ầ ế đ u vào c a onduleur dòng ta bi n áp, do đó còn có tên là onduleur song song. ệ ể ữ ệ ấ ể ạ đ u n i ti p v i m t đi n c m l n LK v a đ gi cho dòng đi n vào đ h n ể ụ ệ ụ ệ ở ộ ệ ế ỉ đi n chuy n ch đ nh cao c a dòng đi n Ickhi kh i đ ng. T đi n C g i là t ữ ậ ạ m ch.Đ c đi m c a onduleur dòng là có dòng đi n t i d ng “Sinus ch nh t” ệ còn d ng đi n áp trên t ọ ệ ả ạ ế ị i quy t đ nh. i thì do thông s m ch t
ơ ấ ố ổ 2n1 là t ng s vòng dây s c p.
ứ ấ ố n2 là s vòng dây th c p.
ứ ấ i,v là dòng và áp phía th c p.
ả thi ở t cho xung m T1 đi m A đ
ạ ộ ủ ượ ế
ể ệ ứ ệ ạ
ượ đi n C đ ở ờ ế ặ ở n u cho xung m T2, Tiristor này m và đ t đi n th ng
ạ ụ ệ ế ạ ị đi n C s b n p ng i, t
ứ ấ ở
ố ớ c T1 n i v i ẫ ự ng u ả ự ằ c n p đi n áp b ng 2E, b n c c ế ệ ở ượ ạ ẽ ị ạ i, c l ậ c dòng ở ể ữ ậ ầ ố ủ ộ ị ế ủ ơ ồ Ho t đ ng c a s đ :Gi ờ ồ ự ấ c c âm c a ngu n E. b y gi V 0 –VA= u1= E, do hi u ng bi n áp t ư ậ ụ ệ nênVB =Vo = u1= E.nh v y t ươ ả d bên ph i. Bây gi ể đi m B vào m ch catôt T 1 khi n T 1 b khoá l ượ ẵ s n sàng đ khoá T2 khi ta cho xung m T1 Phía th c p ta nh n đ ụ “Sinus ch nh t” mà t n s c a nó ph thu c vào nh p phát xung m T1,T2
16
ộ
ơ ồ ầ Hình 1.11: S đ c u m t pha ừ ể ệ ề ệ ư ượ Các tín hi u đi u khi n đ
ị ộ ả ể ề ư
ầ ệ
ị ồ ấ ẳ ệ ồ ư
ộ ạ ệ ụ ụ ớ ự ắ ầ C b t đ u n p đi n v i c c (+)
ở ả
ề
ỏ ớ c đ a vào t ng đôi Tiristor T1, T2 l ch pha v i ầ ệ ệ tín hi u đi u khi n đ a vào đôi T3 ,T4 m t góc 180o Đi n c m đ u vào ngh ch ể ư ớ ượ l u l n (Ld= ∞), do đó dòng đi n đ u vào id đ c san ph ng (bi u đ xung), ị ư ạ ồ ngu n c p cho ngh ch l u là ngu n dòng và d ng dòng đi n ngh ch l u (i) có ệ ở ặ ư ạ d ng xung vuông. Khi đ a xung vào m c p van T1,T2 , dòng đi n i = id= Id. ở ế ờ ồ Đ ng th i dòng qua t C tăng lên đ t bi n , t bên trái và c c () ạ Khi t ầ ằ ộ ử ả
ở ạ ặ ố gi m v không. Do i = ic = it=Id = h ng s , i tăng lên. Sau m t n a chu i ta đ a xung vào m c p van T3,T4. C p T3,T4 m t o ra quá
ụ ả i nh và sau đó dòng qua t ở ặ ề ự
ự bên ph i. ầ ụ C n p đ y, dòng qua t ả nên lúc đ u dòng qua t ườ ư ỳ k (t = t1) ng ệ ủ ụ trình phóng đi n c a t ượ Dòng phóng ng ể ẽ ượ ạ ẽ ụ ờ
i.Quá trình chuy n m ch g n nh t c th i. Sau đó t C s đ ề ư ứ ả c l
ở ứ ừ ự ề ạ ượ ạ ớ ự ổ ấ ế ạ i và quá trình đ ự ườ ư ướ i nh tr
ệ
ượ ệ ả ầ
ờ ụ ồ ể ủ ề ờ
ể ề ờ ω β
ư C t c c (+) v c c () . ớ ị c chi u v i dòng qua T1 và T2 s làm cho T1 và T2 b ệ ầ ạ c n p đi n khoá l ị ở ở bên ph i và c c () bên trái. Dòng ngh ch i v i c c (+) theo chi u ng ư ờ ư ể i ta đ a xung vào m T1,T2 l u i =id=Id (đã đ i d u). Đ n th i đi m t = t2 ng ư ậ ẽ ị ượ ặ ạ c. Nh v y ch c năng c l p l thì T3,T4 s b khoá l ể ờ ạ ụ ạ ể ơ ả ủ ụ C là làm nhi m v chuy n m ch cho các Tiristor. T i th i đi m t1 c b n c a t ượ ủ ụ ặ ệ ạ ở ẽ ị ở c c a t C đ t vào. i b i đi n áp ng khi m T3 và T4 thì T1 và T2 s b khoá l ế ể Kho ng th i gian duy trì di n áp ng t đ duy trì qúa trình c ( t1 t’1 ) là c n thi khoá và ph c h i tính đi u khi n c a van và t’1 t01= tk ≥ toff là th i gian khoá ụ ồ ủ c a Tiristor hay chính là th i gian ph c h i tính đi u khi n. kt . = là góc khoá ị ủ c a ngh ch l u.
ị ư ệ
ế ● Ngh ch l u đi n áp 1 pha ề ơ ồ S đ không đi u ch
17
ệ Hình 1.12: S Đ m ch đi n
ắ ệ ụ ể
ỉ ề ơ ồ ạ ặ Trong đó : T1,T2,T3,T4: Là các thyristor có nhi m v đ đóng c t ho c ả i.
ổ ụ ả ủ ộ
ượ ề ồ ng v ngu n nuôi.
ồ
ả ẫ
ạ ượ ng cho t ồ ượ ề ả ẫ ấ ng v ngu n nuôi (các diôt d n dòng).
ế ệ ệ ặ
ả
ề ệ đi u ch nh thay đ i đi n áp xoay chi u ra t ơ ệ ề i c a đ ng c đi n xoay chi u. R, L: là ph t ả ả ẫ i tr năng l D1,D2,D3,D4: Là các diôt d n dòng khi t ư ề is: Là dòng ngu n xoay chi u d ng răng c a. ồ Khi is > 0 thì ngu n cung c p năng l i (các thyristor d n dòng) i năng l Khi is < 0 thì t ụ ọ C: T l c. ứ ấ ơ ấ MBA: máy bi n áp 1 pha có đi n áp s c p đ t lên các van và đi n áp th c p ặ đ t lên t i. * Nguyên lý làm vi cệ :
ả ừ Gi i đi t
ả ề ạ ạ i, dòng t
ả ề ư ả ử s T2 và T4 đang cho dòng ch y qua (Dòng t ị ở ộ
ẫ ả ế
ị → B A). Khi t=0 cho ộ ể ả i i=Im không th đ o chi u m t xung m T1 và T3, T2 và T4 b khóa l ế ạ ộ cách đ t ng t. Nó ch y ti p theo chi u cũ nh ng theo m ch → → → →ả ừ ầ D1 E D3 t i D1 và suy gi m d n, D1 và D3 d n dòng khi n T1 và T3 v a ở ị k p m đã b khóa l
ị ạ i, T1 và T3 s m l
ự ề i n u còn xung đi u ề ừ
ạ i. Khi t=t1, i=0, D1 và D3 b khóa l ể → ộ ở ạ ừ khi n tác đ ng A B.Giai đo n t ẽ ở ạ ế ả i i>0 và tăng ch y theo chi u t ng.
ả các c c G1, G3 dòng t ạ t=0 cho đ n t1 là giai đo n hoàn năng l ạ ế Khi t=T/2 cho xung m T2 và T4, T1 và T3 b khóa l
ế ở ị ạ i. Khi t=t3, i=0, T2 và T4 s m
ế ề ả i, i<0 ch y theo chi u B A. Dòng t
ượ ả i, dòng ch y qua D2 và ẽ ở ị ữ ả i i bi n thiên theo quy lu t hàm mũ gi a ể ườ ậ ng là xung chùm.
ề ạ ị ạ ứ ư ủ ị
ụ c a m ch ngh ch l u ộ ụ ư ậ ộ ộ ị
ệ
ư ệ ở ừ ị D4 khi n cho T2 và T4 v a k p m đã b khóa l → ạ l hai giá tr Im và –Im. Các xung đi u khi n Thyristor th 1.2.3. Ph m vi ng d ng B ngh ch l u là b ph n ch y u c a các b bi n t n,đ ự rãi trong các lĩnh v c nh cung c p đi n,các h đi u khi n ề ả ề xoay chi u, truy n t ủ ế ủ ấ i đi n năng HVDC ( high ộ ế ầ ượ ử d ng r ng c s ệ ề ơ ệ ể t c đ đ ng c đi n ố ộ ộ voltage direct curent).
18
ồ ổ ề ệ b bi n đ i cho các ngu n
ượ ộ ế ầ i đi n cao áp m t chi u,luy n kim,các ớ ệ ề cho nhu c u gia đình, h th ng
ệ ướ ộ ổ ữ ề ả ồ ng m i, làm ngu n đi n xoay chi u ơ ộ ệ ồ ở nh ng n i không có đi n l
ạ ễ ệ ố ư i nh trên oto ả ấ ể ự ế ị qu t, ti vi, trong lĩnh v c bù nhi u công su t ph n t b
ế ử ụ ế máytính,TV,
ỉ ử ụ ề ệ ắ ạ
ộ
ạ ộ ạ ạ hài. N u dùng cho qu t ẫ ơ lâu dài d n đ n cháy t ụ ả ộ ế ơ ế các ph t ụ ở kh i ầ i đ ng c , bi n áp c n
ộ ư ượ
ờ ệ nay.UPS là ạ ộ
ự ố ả ệ ả ả ệ ấ ạ t b đi n khi x y ra s c , đ m b o an toàn ổ ế c ph bi n hi n ằ duy trì ho t đ ng ệ ữ ệ d li u và an toàn h
Truy n t năng l ế chi u sáng,b chuy n đ i ngu n ụ ụ ph c v cho các thi kháng. ạ N u s d ng inverter sóng vuông thì ch s d ng h n ch cho ế VCD, đèn th p sáng vì dòng đi n nó t o ra có nhi u sóng ế ệ đi n, sóng hài t o ra ti ng kêu và nóng đ ng c , ể ộ đ ng và các cu n dây. Đ dùng cho qu t và dùng Inverter sóng sin. Ứ ụ ng d ng trong các b l u đi n UPS đang đ ệ ự ồ 1 ngu n đi n d phòng , cung c p t m th i đi n năng nh m ế ị ệ ủ c a các thi th ng.ố
19
ƯƠ NG 2
CH Ế Ạ Ư Ế Ị THI T K M CH NGH CH L U
ầ ạ ị 2.1. Phân tích yêu c u thi ư ế ế m ch ngh ch l u t k
ư ầ ư ầ ố ộ ị ế ế ư Ta đ a ra thông s và yêu c u b ngh ch l u c n thi t k nh sau
ồ ấ Ngu n c p là Acquy 12VDC.
ấ Công su t 300W.
ệ ầ Đi n áp đ u ra 220VAC/50Hz.
ớ ộ ậ ạ ị
ử ụ V i ngu n c p là Acquy nên ta s d ng m ch ngh ch l u đ c l p.Nh ộ ậ ấ ọ ự ư ồ ồ ự ư ồ ị
ư ộ ậ v y ta có ba s ch n l a : Ngh ch l u đ c l p ngu n áp, ngu n dòng và c ng ưở h ng.
ị ồ ở c c p t ngu n dòng, đây ta s ử
ệ ượ ấ ừ ư ộ ậ M ch ngh ch l u đ c l p dòng đi n đ h p.ợ ưở ạ ồ ấ ạ ư ạ ộ ị ệ ụ d ng ngu n c p là acquy nên không phù M ch ngh ch l u đ c l p c ng h
ầ ể ử ụ ậ ở ớ ầ ố ớ ừ ấ ộ ậ ng có d ng đi n áp ra g n sin nh t, ợ 300Hz tr lên do v y không phù h p đ s d ng cho
ạ
ộ ậ ị ư ự ạ ồ ọ Nh v y ta s d ng m ch ngh chl u đ c l p ngu n áp, có hai l a ch n:
ầ ư ậ ư ộ ậ ộ ị
ồ ị ộ ấ
tuy nhiên v i t n s l n t ế ế t k . m ch mà ta c n thi ử ụ ồ Ngh ch l u đ c l p ngu n áp m t pha. ư ộ ậ ồ ị ơ ể ử ụ ị ớ
ớ ử ụ ư
ư ậ ầ ư ế ầ ả
ị ơ ấ ể ề
Ngh ch l u đ c l p ngu n áp ba pha sau đó l y m t pha đ s d ng. ư ộ ạ ư ộ ậ Gh ch l u đ c l p ngu n áp ba pha có d ng hình sin h n so v i ngh ch l u đ c ư ụ ộ ồ ậ l p ngu n áp m t pha, tuy nhiên v i m c đích s d ng nh ban đ u ta đ a ra ở ộ t ph i dùng nh v y, b i b ngh ch l u áp ba pha thì hoàn toàn không c n thi ứ ạ ề cho chi phí cao h n và tính toán đi u khi n cũng ph c t p h n r t nhi u, trong ạ khi đó ta ch c n s d ng m t pha cho nhu c u sinh ho t hàng ngày. ồ ầ ư ộ ậ ớ ộ ị
Do v y ta s ch n m ch ngh ch l u đ c l p ngu n áp m t pha v i các ố ơ ỉ ầ ử ụ ẽ ọ ậ ầ
ề ẽ ồ ộ ế ư ầ ổ ộ ạ thông s và yêu c u đã đ ra. B bi n đ i DC/AC s g m hai thành ph n chính nh sau
ạ ề ớ ầ ố ụ ệ ộ
ể ở ấ ẫ
ẫ ẽ ệ ụ ẩ ư ệ ạ ộ ị M ch đi u khi n : Có nhi m v phát xung vuông dao đ ng v i t n s 50 Hz c p xung m cho transitor, transitor d n s làm cho mosfet d n. M ch l c b ngh ch l u m t pha :có nhi m v đ y kéo đi n áp 12V DC
ự ộ ầ ố lên 220VAC t n s 50Hz.
20
21
2.2. Ph
ươ ể ế ệ ề ệ ổ ươ pháp ng Có 2 ph ng pháp đ bi n đ i đi n áp 1 chi u 12V lên đi n áp xoay
chi uề
220V
ề ệ ứ ượ ươ ấ Đi n áp 1 chi u 12V đ Ph
ệ ng pháp th nh t: ề
ủ
ươ ượ ị ư ị c ngh ch l u thành ề ượ ư c đ a qua máy ổ ế ươ ng pháp bi n đ i gián su t ấ trong quá ổ s ự hao t n công ệ áp qua 1 s ố khâu n aữ ng pháp này thì đi n
ể
ẳ ệ đi n áp 12V xoay chi u sau đó đi n áp 12V xoay chi u này đ ể ư ế ệ bi n áp đ đ a lên đi n áp 220V500W.Đây là ph ể ươ ế ng pháp này là có ti p.Nh c đi m c a ph ớ ư trình ngh ch l u.Tuy nhiên v i ph ơ ở ầ ra. ạ có th cho d ng sin h n đ u ứ ng pháp th hai:
ượ Đi n ệ áp 1 chi u 12V đ ề ề ề ệ áp 220V xoay chi u.Đi n
Ph ể ư ằ ụ
ổ
ươ ng pháp này là không có ế ự ế
ả ầ ạ ủ ệ ạ
ủ ổ ự ữ ớ ưở
ế ổ ứ ng pháp hai t c là bi n đ i
ế ư ươ c đ a th ng vào bi n ệ áp 1 chi u này cho qua máy bi n ế áp đ đ a lên đi n ấ ớ ầ ố ủ ướ ệ ờ ở i đi n áp b ng cách đóng m liên t c nh các van công su t v i t n s c a l ề ấ s ự t n hao công su t nhi u 50Hz. u Ư đi mể c a ph ươ ấ ạ ơ do có s bi n đ i tr c ti p và c u t o m ch khá đ n gi n.Tuy nhiên ph ng ể c đi m c a nó.Đi n áp đ u ra có d ng xung pháp này cũng có nh ng nh không sin nh ả i c m. h Ở ế ượ ế ả ả ng l n đ n t ự ệ ươ đây em th c hi n quá trình này b ng ph ự ằ ươ ọ ươ ng pháp này: ng án l a ch n cho ph tr cự ti p. Có 2 ph
ươ ổ ấ ơ 2.2.1.Ph ng án 1, dùng Transistor công su t, các c ng logic và trig
ấ ấ
ệ ớ ố ệ ắ
ở ử ụ ạ ộ Dùng Transistor công su t : Dùng hai Transistor công su t T và T dao đ ng ở đa hài phát ra tín hi u đóng. Hai Transistor T và T m c cùng v i b n đi n tr , ấ trong đó có s d ng tr công su t thành m ch t o ra xung vuông.
ư ể ổ ổ ổ
ể ả ặ NOR, c ng đ o…có th dùng IC 4011 ho c IC SN7400.
ể ơ
ạ ủ ạ ạ ượ ộ ạ Dùng các c ng logic : Có th dùng các c ng logic nh các c ng NAND, ổ ặ Dùng các con trig và vi m ch : Có th dùng vi m ch 555 ho c IC 4047B, ế c qua m t IC khuy ch
ữ SG3525 là nh ng IC phát xung ch đ o và xung này đ ậ ạ đ i thu t toán.
22
ư ị Hình 2.1: S đ m ch ngh ch l u dung 4047
ề ồ Ph ng án này tuy chuy n đ c ngu n m t chi u 12V lên 220V xoay
ơ ồ ạ ể ộ ổ ề ể ượ ộ ị c đi m đ n đ nh không cao .
ượ ề khi nể
ể ự ể ề ở ủ ạ
ạ ự ươ ư chi u nh ng có nh ● M ch đi u ạ ụ ủ ệ Nhi m v c a m ch này là t o ra xung đ đi u khi n s đóng m c a ở ạ transistor m ch l c.
ể ử ụ ề ạ Hình 2.2 : M ch đi u khi n s d ng CD4047 và LM324
23
Linh ki n sệ ử d ngụ
ở Ω ụ ế ệ ở Bi n tr 1k ; T 4.7 µF; IC4047; IC LM324; Đi n tr 4.7k
ủ ầ ạ ầ Các Connector đ u vào và đ u ra c a m ch
● M chạ l cự
ụ ự ệ ệ ế ệ ạ ở M ch này th c hi n nhi m v đóng m cho dòng đi n qua máy bi n
ề ạ áp t o dòng xoay chi u.
ạ ự ử ụ Hình 2.3 : M ch l c s d ng BJT 2N3055
ệ ử ụ Linh ki n s d ng
ấ ầ
ấ
ạ ầ 2 transistor công su t t m trung H1061 6 transistor công su t 2N3055 ủ ầ Các Connector đ u vào và đ u ra c a m ch
ươ ử ụ 2.2.2. Ph ng án 2 , s d ng IC SG3525 và MOSFET IRF3205
24
ồ ẽ ế ế ạ Trong bài đ án này chúng ta s thi
ề ư ư ấ ử ụ
ầ ộ ế ớ ổ ươ ự ồ ộ ộ ỉ
ả ừ ả ỳ
ẫ ồ ủ ể ạ ư ạ
ộ
ư ạ ớ i chân 6 va7 t o ra v i f=50hz, qua m ch l
ị ng án t k m c ngh ch l u theo ph ế ệ ơ t h n, l y ngu n tr c ti p này. Ta s d ng ic SG3525,v i nhi u tính năng u vi ủ ễ ề 12V mà không c n b bi n đ i ngu n nuôi cho ic. D đi u ch nh đ r ng c a xung ra, kho ng deal time v a đ đ t o ra chu k xung âm mà không x y ra ấ ệ ượ ng trùng d n. SG 3525 đ a ra xung trên 2 chân 11và 14 là d ng xung l y hi n t ủ ạ ơ ủ ừ emit c a 2 transistor, bên trong SG3525. Khi có xung t o ra do dao đ ng c a t ạ ạ ậ ạ ạ m ch RC t t tr ng thái đ a 2 xung ộ ơ ệ l ch nhau 180 đ . trên emit ừ ệ ự ư ở Đi n áp ra t
ụ ở
ộ ơ ấ ế ệ ế độ trên cu n s c p máy bi n áp.
ư ữ ẽ ạ ị ư ử ụ ạ chân 1114 đ a vào c c G và kích m cho mosfet IRF3205, ớ ớ ầ ố v i hai xung đ a ra liên t c kích m và đóng v i t n s f=50hz. Do máy bi n áp ể đi m gi a s t o ra 2 sđđ l ch pha nhau 180 2.3. M ch ngh ch l u s d ng IC SG3525 và MOSFET IRF3205
ơ ồ ơ ồ 2.3.1. S đ nguyên lí ● S đ nguyên lí:
ử ụ IC SG3525 và MOSFET IRF3205 s d ng ạ ơ ồ Hình 2.4: S đ nguyên lý ● Các linh ki n s d ng trong m ch ệ ử ụ
cách đóng gói
ở Đi n trệ
,R ,R 7 8 ST Lo iạ 1 2 3 4 ,R ,R Giá trị 470 Ω 100 kΩ 10 kΩ 100 1WΩ ả Miêu t RES 40 RES40 RES 40 RES 40 Kí hi uệ R 1 R 2 R 3 R 4 5 6
25
ụ ệ T đi n
ụ
,C
ở 5 ,RV 2
100 Ω 4.7 kΩ 104 ( 1 uF) 10 uF 10uF 103 ( 0.1 uF) 50KΩ 4007 SG3525 IRF 3205 RES 40 RES 40 T g mụ ố ELECRAD30 ọ T hoá l c T g mụ ố ở ỉ ế Bi n tr ch nh tinh DO41 TO220AB TO220
5 6 7 8 9 10 11 Bi n trế 12 Diode 13 IC PWM 14 MOSFET ố ầ 15 Đ u n i R 9 R 10 C 1 C 2 C 3 C 4 RV 1 D 1 U 1 ,Q Q 2 1 J1,2,3,4
ớ ế ệ t các linh ki n
ề SG3525 ệ 2.3.2. Gi i thi u chi ti ● IC đi u ch PWM Motorola ế
ể ạ ươ ư ể
ư IC này là IC dùng đ t o xung vuông d ươ nh TIMER 555,556 hay CD4047 là IC này có
ự ng t ế ộ ệ ầ
ồ ế ề ầ ả
ơ ỉ ớ ủ ng, u đi m c a IC này so v i kh ả năng chuy nể IC t ể sang ch đ Soft Start khi đi n áp vào không đ t yêu c u hay shutdown đ ệ ả b o v IC.Ngoài ra IC này có h i ti p ph n h i và bù sai l ch v đ u vào ầ ể ề đ đi u ch nh sao cho đ u ra chính xác h n so ạ ồ v i ớ các h ICọ ệ khác.
ở ầ ệ IC cho ra 2 xung vuông đ u ra A và B l ch nhau.
26
ạ ộ ơ ồ * S đ chân và nguyên lý ho t đ ng c a ủ IC SG 3525
ơ ồ Hình 2.5: S đ chân SG3525
•8.0 V to 35 V Operation •5.1 V ±1.0% Trimmed Reference •100 Hz to 400 kHz Oscillator Range •Separate Oscillator Sync Pin •Adjustable Deadtime Control •Input Undervoltage Lockout •Latching PWM to Prevent Multiple Pulses •Pulse–by–Pulse Shutdown •Dual Source/Sink Outputs: ±400 mA Peak
27
ơ ồ ố ứ Hình 2.6: S đ kh i và ch c năng.
ứ Ch c năng các chân :
ả
ả ầ
ộ ơ ồ ớ ị
ộ ắ ặ ớ ộ
ộ ủ ộ ạ
ớ ộ ụ ệ ắ ầ ố ế ị ộ ủ đi n quy t đ nh t n s dao đ ng c a ầ + Pin 1Inv.input : Đ u vào đ o + Pin 2Noninv.Input : Đ u vào không đ o. + Pin 3Sync : Chân đ ng b hóa,cho phép đ ng b xung v i các đ n v khác ho c v i b dao đ ng g n ngoài. + Pin 4OSC Output : Đ u ra xung c a b t o dao đ ng g n trong. + Pin 5CT :Chân này g n v i m t t
ộ ẫ ế
ồ ộ ầ ắ ế ị ộ b dao đ ng d n đ n quy t đ nh xung ra,CT =0.001uF0.2uF ớ ầ ố ủ ộ ạ ế ị ệ ộ
ở ể + Pin 6RT : G n v i m t đi n tr đ quy t đ nh t n s c a b t o dao Ω ế ị Ω
ố ớ ụ ả ụ ượ ệ và 1 đi n tr ,chân này đ c n i v i t ở
ữ ẽ ờ ắ g n v i CT s quy t đ nh th i gian cách gi a các xung .
ụ ơ giúp kh i đ ng êm h n và ch ế
ượ ố ớ ớ c kích ho t khi so sánh v i đi n áp tham chi u Vref. ộ đ softstart đ
ở ộ ế ề ồ ế ả ầ
ệ ế ề ầ ỉ
ươ
ắ ộ đ ng qu t đ nh xung ra,RT=2.0 k 150 k + Pin 7 Discharge : Chân x t ớ ế ị + Pin 8SoftStart : Chân này n i v i 1 t ệ ạ ượ c h i ti p v chân đ u đ o góp + Pin 9Compensation : Chân bù này đ ề ẽ ph n đi u ch nh xung ra s bù n u có sai l ch v xung . ầ + Pin 10 Output A : Đ u ra A, xung vuông đ ng. ố ấ + Pin 12 Grond : N i đ t
28
ủ ệ ắ + Pin 13Vc :Đi n áp collector c a trasistor m c Dralington trong SG
ệ ừ ế 4.5 đ n 35v.
ấ 3525.Đi n áp c p vào Pin này t ầ ươ ư ệ ớ + Pin 14 Output B : Đ u ra B,xung vuông d ng nh ng l ch so v i xung
ở ra chân A
ả ệ ừ ạ ộ
ệ ệ ế 8V 35V ấ ị ấ
ườ ớ
ể ệ ẽ ớ
ệ ế ộ ế
ạ c) khi đi n
ệ áp đ ượ ừ ề ượ D v S.IRF3205 đ cượ ế ạ c ch t o
ự ừ ề ả ấ + Pin 15Vcc: Đi n áp vào.D i đi n áp ho t đ ng t ấ + Pin 16Vref : Đi n áp tham chi u có giá tr th p nh t là 5.0v cao nh t là ố ư ấ i u là 5.2v thông th ng là 5.1 V dòng l n nh t vào pin này là 50mA t ể 20mA.Đi n áp này s dùng đ so sánh v i đi n áp vào chân SoftStart đ tham chi u ch đ SorftStart và Sutdown . * MOSFET IRF3205 là MOSFET lo i N(MOSFET ng ủ ể ở ư đ a vào c c G đ đ m MOSFET thì dòng t ể ả có diode t S v D đ tr công su t ph n kháng v ề ngu n.ồ
ố ơ ả ọ * Các thông s c b n quan tr ng c a ủ MOSFET
ữ ự ủ ự ế ệ V : Đi n áp đánh th ng ti p giáp gi a c c máng D(Drain) và c c
ồ DSS ngu n S(Source).
ụ ố ự ở ệ i đa qua c c máng 110A ( đi n áp 10V ) : Dòng liên t c t I D
ố
ự
i đa qua c c máng 390A.
: Dòng xung t
I DM
29
ẽ * Hình v minh ho :ạ
ơ ồ ế Hình 2.7 : S đ thay th
ố Hình 2.8: B trí chân
Pin 1: Gate Pin 2: Drain Pin 3: Source Pin 4 : Drain
ệ ố ạ ộ 2.3.3. Nguyên lý ho t đ ng toàn h th ng:
ừ ắ Ắ c quy. c quy trong
ạ ệ ố
ử ụ ầ ẽ ệ ồ
ộ ệ ố ồ ớ m ch s d ng v i thông s là đi n áp đ u ra 12v . ượ ấ ộ c c p ngu n SG3525 s hoat đ ng t o xung 50Hz và l ch pha ệ ủ ạ Toàn b h th ng m ch s d ng ngu n 12v t ử ụ Khi đ ộ ạ ở ụ ụ ộ nhau 180 đ , xung c a SG3525 ph thu c vào đi n tr và 1 t .
Trang: 30
ở ắ ế ượ ầ ố c t n s phát ra ta m c 1 bi n tr 50k chân 6
ỉ ể ề Đ có th đi u ch nh đ ả ầ ố ủ
ỉ ỉ ề ế ở ừ ộ ộ chân 1 đi u ch nh đ r ng
ề ự ể ể ễ ể đ có th d dàng gi ề ấ ủ c a xung c p vào c c G c a IRF góc đi u khi n t
ủ ở ệ Tín hi u xung ra
ệ Ω i t n s c a nó . ằ ầ ệ Đi u ch nh đi n áp đ u ra b ng bi n tr t 0 ÷ 2π ể ừ ệ 2 chân 11 và 14 luôn l ch pha nhau 180 đ . Qua tr ấ ộ ự ượ ự ả
ế ộ ơ ấ ủ ế ệ
ữ ạ ượ ệ ể ệ chân 11 và 14 l ch nhau 180
0 nên bi n áp đi m gi a t o ra 2 đi n áp ng ế
ứ ấ ủ ệ
ừ ể ề ạ ạ
ụ ứ ủ ể ề ệ ạ
ở ủ 100 tín hi u xung lúc này kho ng 5v đ c c p tr c ti p vào c c G c a ẫ ẽ ấ IRF3205 khi IRF d n s c p đi n áp 12v cho cu n s c p c a bi n áp. Do xung ế ở c pha nhau trong 1chu kì. T thông móc vòng và cho đi n áp ra th c p c a bi n áp. ự 2.3.4. M ch đi u khi n và m ch l c ● Nhi m v và ch c năng c a m ch đi u khi n. ụ ệ Nhi m v . ề ươ ủ ử ỉ ộ ộ c đ r ng xung trong n a chu kì d ặ ệ ng c a đi n áp đ t Đi u ch nh đ
ữ ạ lên colector và emitor c a van . i .
ượ ể ở ủ ề ả ộ ng đ m và khoá van ượ ủ Khoá van trong n a chu kì còn l ể Xung đi u khi n ph i có đ biên đ và năng l
ắ ắ
ượ ầ ố ỉ c t n s và đi u ch nh đ r ng xung.
ậ ổ ậ ị ắ ầ ộ ộ ế t, v n hành tin c y, n đ nh . Yêu ch c ch n . ạ T o ra đ ễ D dàng l p ráp, thay th khi c n thi
ề ể
ề ạ ạ ể ộ
ấ ượ ộ ế ủ ế ậ ầ ổ ậ ệ ố ọ M ch đi u khi n là khâu quan tr ng trong h th ng, nó là b ph n ộ ng và đ tin c y c a b bi n đ i nên c n có
ế ị ữ ề ế ầ c u chung v m ch đi u khi n là : ề ủ ế quy t đ nh ch y u đ n ch t l nh ng yêu c u sau :
ủ ệ ể ề
ấ ỏ ị ị
ả ả ấ ấ ổ ầ ị ớ ệ + V đ l n c a dòng đi n và đi n áp đi u khi n: Các giá tr l n ả t quá giá tr cho phép. Giá tr nh nh t cũng ph i đ m b o c r ng đ cung c p cho các van m và khoá an toàn. T n th t công
ề ị
ở ỏ ơ c c đi u khi n nh h n giá tr cho phép . ữ ể
ề ộ ớ ượ ấ nh t không v ượ ằ ủ đ ở ự ấ su t trung bình ề ầ ả ặ ả ớ
ằ + Yêu c u v tính ch t c a xung đi u khi n : Gi a các xung m ế ấ ề ờ ề ế ủ ể ấ ủ ờ ụ
ể ệ ể ả ậ ọ
ề ệ ộ ở ơ ủ c a các c p van ph i có th i gian ch t, th i gian ch t này ph i l n h n ầ ặ ho c b ng th i gian khôi ph c tính ch t đi u khi n c a van . + Yêu c u ề ộ v đ tin c y c a m ch đi u khi n : Ph i làm vi c tin c y trong m i môi ườ t đ thay đ i , có t tr ng nh tr ờ tru ng..
ạ ợ ng h p nhi ề ắ ờ ậ ủ ư ườ ầ ừ ử ụ ễ ễ ậ ổ ế + Yêu c u v l p ráp và v n hành: S d ng d dàng , d thay th ,
ắ l p ráp . . ệ ụ ủ ạ
● Nhi m v và ch c năng c a m ch l c ự ứ ụ ệ Nhi m v ấ ầ ơ ấ ủ ữ ể ế
ộ ề ự ể ắ C p mass cho 2 đ u cu n dây s c p c a máy bi n áp đi m gi a. Đóng c t theo xung đi u khi n vào c c G.
Yêu c uầ
Trang: 31
ạ ự
ắ ớ ẫ ư ị ầ ố M ch l c ch u t n s đóng c t l n ệ Mosfet x h t đi n khi ng ng d n.
ả ế ● S đ m ch l c ự ơ ồ ạ
ơ ồ ạ ự Hình 2.9a. S đ m ch l c
ơ ồ ự ậ * Thu t toán PWM,d a trên s đ
ơ ồ Hình 2.9b. S đ theo van
m(t): Là sóng sin chu n.ẩ
Trang: 32
ở VGE: Xung đóng m theo van
ươ ề ế
ế ệ ề ả ạ
ng pháp đi u ch PWM1 i tùy ng pháp đi u ch PWM1 cho phép t o ra d ng dòng đi n trên t ả ể ơ 10.a) đ đ n gi n
2.3.5. Ph ươ Ph ể ả ạ ẽ ượ ơ ồ ằ ề ế ý, k c d ng hình sin. Nguyên lý đi u ch c a s đ (hình 2. hóa s đ c thay b ng s đ thay th (hình 2. ạ ế ủ ơ ồ 10.b).
ư ộ ị Hình 2.10. Ngh ch l u áp m t pha (a) và s đ thay th (b).
ế ở ị ươ v trí 1 t ứ ng ng ư ch c năng nh hai tranzito T ơ ồ 1 và T2. Khi S
ươ ớ ẫ v trí 2 t
ữ ứ 2 khóa. ở ị i khi S v trí 1 sang 2 và ng
2 d n và T i v i t n s cao và đ
1 khóa. Khóa S sẽ ầ ố ượ ọ c g i là t n s
Khóa S gi v i Tớ 1 d n và T ẫ ượ ạ ng ng v i T c l Ng ể ừ ị ượ ạ ớ ầ ố ượ c chuy n t đ ạ fs (ho c t n s mang) nh trên hình 6.6.. ể chuy n m ch
ặ ầ ố ờ ờ ở ị N u coi Δ v trí 2 t1 là th i gian khóa S
ế ị ủ t1 là th i gian khóa S ệ thì giá tr trung bình c a đi n áp trên t
ể ạ ứ c l ư ở ị v trí 1 và Δ ả i (Z) là: N u t n s chuy n m ch không đ i ( ổ fs = const) và thay đ i t ổ ỷ ệ ữ l (5.9) t1 gi a Δ
ế ầ ố ậ và Δt1 theo quy lu t hình sin:
ị ể ạ ố ỳ ầ UTB trong m t chu k t n s chuy n m ch ( (5.10) TS) sẽ
Thì giá tr trung bình ổ ộ ậ thay đ i theo quy lu t hình sin là (hình 6.7.)
ư ủ ầ ố ị t n s góc c a PWM (t n s ra c a ngh ch l u)
ệ ố ề
ổ ị ừ 0 đ n ệ ử có ế TS . Tuy nhiên do các khóa đi n t
ủ Ω ầ ố ế h s đi u ch ; ẽ = 1 thì Δt1 và Δt2 s thay đ i giá tr t quán tính nên <1.
Trang: 33
ể ạ ỳ Hình 2.11.Chu k chuy n m ch.
ư ớ ộ ậ ổ
ủ Hình 2.12. Đi n áp c a ngh ch l u v i PWM ể ề ệ ể ề ệ ầ ố ủ có th đi u ch nh đ c l p đi n áp và t n s c a ế ả ổ i
ị ỉ ạ ạ i s có d ng hình sin
ự ế Ω ệ ầ ố dòng đi n t ặ có đ c tính tr c m thì dòng trên t ệ ử ề Trong th c t ư ậ Nh v y thay đ i và ệ ả ớ i v i đi u ki n t n s chuy n m ch và ngu n ả ẽ ở ả các khóa đi n t ờ đ u có th i gian khóa ồ E không đ i. N u t . toff nên
và Δt2min = toff
Và (5.11)
ệ ụ ị ệ ả ố ớ ơ ồ ộ Giá tr đi n áp hi u d ng trên t ể i đ i v i s đ có đi m trung tính m t pha
(5.12)
ớ ơ ồ ầ ộ V i s đ c u m t pha:
Trang: 34
ớ
ứ ờ ườ ẽ ị UTB) này s t Các giá tr trung bình ( ợ i ( ẽ ươ ị ứ ị ứ ả UZ). T p h p các giá tr t c th i này s chính là đ ờ ủ ng ng v i các giá tr t c th i c a ng cong
ệ ệ ư ị ậ đi n áp trên t ủ đi n áp ra c a ngh ch l u:
ư ạ ị
ế ạ 2.4. Tính toán và ch t o m ch ngh ch l u. 2.4.1. Tính toán máy bi n ápế ọ ề ặ ữ ế ặ và m t kĩ
ế ọ ự ự ươ ậ thu t ph L a ch n máy bi n áp đi m gi a vì so sánh v m t kinh t i u ể ố ư ng án l a ch n này là t
ữ ể ế Hình 2.13. Máy bi n áp đi m gi a
ế ố Máy bi n áp có các thông s .
U11 = 12V U2 = 220V f = 50HZ P = 300W
ữ ệ ế
ể Do máy bi n áp đi m gi a nên đi n áp. U1 = 2.U11 = 2.12 = 24( V )
ấ ủ ế
Công su t c a máy bi n áp. .Uη 2.I2
P = Trong đó.
ệ
ế ế
ệ
ế ế ấ ủ P: là công su t c a máy bi n áp ứ ấ ộ ủ U2: là đi n áp c a cu n th c p máy bi n áp ệ ủ ứ ấ ộ I2: là dòng đi n c a cu n th c p máy bi n áp η ế ấ : là hi u su t máy bi n áp ηọ ế = 0,85( máy bi n áp lõi thép ) Ch n ượ ta tính đ ứ ấ ủ c dòng đi n th c p c a máy bi n áp
ệ I2 = 3000,85.220= 1.604 ( A ) ệ ể ơ ấ ượ ằ ữ Do máy bi n áp đi m gi a nên đi n áp s c p đ c tính b ng
ế U1= 24( V ) I1= 220.1,60424= 14.705( A )
Trang: 35
́ ́ ̀ ́ ̣ Công suât may biên ap cân chon:
́ ́ ̣ ̣
ế ́ P1 = U1. I1= 24.14,705 = 352 (W) ́ ́ ́ Vây ta chon may biên ap co công suât ́ơ ế ế P = 352W v i I = 15A Thi t k máy bi n áp
ế ệ ậ ằ ằ ệ ế t di n v t lý ( dài *
t di n có ích S c a lõi thép tính b ng cm2 :b ng thi ế 0.85 đ n 0.95
ấ ủ Thi ừ ộ r ng ) nhân v h Kg t Công su t máy bi n áp.
ẽ ậ ở V y đ công su t t m 352W tr lên thì lõi s là
ề ộ ẽ ệ ệ ế S=1,2P => P= S2/1,44 ể ấ ầ S=1,2x352=22,5 (cm2); ủ Chi u dài , chi u r ng c a lõi s là 4.5 cm và 5 cm.
ộ ơ ấ ề Dòng cu n s c p.
ơ ấ I=P/US( U s c p ). ộ ơ ấ ạ Dòng ch y qua cu n s c p là.
=29.3 (A).
ệ ế ơ ấ Thi
ệ
ườ t di n dây s c p. ậ ộ Asc( 2.5 là m t đ dòng đi n ). ơ ấ Đ ng kính dây s c p.
Asc= . dπ sc . =>dsc =4. Asc. π
ớ
V i công su t 352W.
ấ Asc== 0.085; dsc= 0.27 cm ( ta ch n dây 2.5 mm, hay 2.5 li).
ệ ạ ượ ừ ố ọ ng I,U và N ta có: T m i quan h đ i l
ứ ấ ế Itc = =1.59 (A) t di n dây th c p Thi
ệ Atc =
ườ ứ ấ
Đ ng kính dây th c c p : .dπ tc . Atc = => dtc =4 Atc.π =>dtc = 0.7 (mm)
ộ ơ ấ ấ ố S vòng c n qu n cho cu n s c p
ầ NSC=
ố ứ ấ
ở ế 38 đ n 45 ọ đây ch n 45).
S vòng bên th c p NTC= = ấ ừ ở ộ ơ ấ ứ ấ ở ộ
ớ ố ố ể ế ấ ọ
ề ơ ấ ấ ộ ườ V i K ( l y t cu n s c p là 22 vòng S vòng cu n th c p là 440 vòng S vòng ấ Đ qu n máy bi n áp công su t 352W ta ch n ộ Chi u dài lõi 4,5cm r ng 5cm ộ ỗ S c p qu n 2 cu n m i cu n 22 vòng dây đ ng kính 2.5cm
Trang: 36
ứ ấ ườ ấ Th c p qu n 440 vòng đ ng kính 0.7cm
ự
ớ ệ ủ ọ
ấ
ượ ụ
ượ ạ ấ c l
ệ ả ể ạ ắ ặ
ấ ư ỗ ợ ệ ạ ạ 2.4.2. M ch l c ● Ch n van. ọ ế V i dòng làm vi c c a máy bi n áp I=15A, P = 352W, ta ch n mosfet công ệ ủ ệ ủ su t IRF3205, Id=110A. Dòng làm vi c c a IRF cao vì đó là dòng làm vi c c a ệ ự ề ạ ở ớ IRF trong đi u ki n c c G đ c kích m liên t c. Còn v i dòng gián đo n IRF ụ ị ớ ấ i r t th p th p (IAS = 62A) so v i dòng liên t c. Trong IRF cũng có ch u đ ắ ớ ầ ố ự ế ể ả ệ ụ khi làm vi c v i t n s đóng c t cao ký sinh đ x đi n nh ng trên th c t t ọ ả ph i m c thêm m ch h tr van.Nên khi ch n IRF ph i chú ý đ c đi m này. ● Hình d ng và kí hi u
● Thông s ố
Trang: 37
ể
ư
ằ ằ ề ượ c xung ra là 50Hz nh sau: ,CT tính b ng F,f tính b ng Hz.
● Tính toán m ch đi u khi n. ạ ể Ta tính toán đ có đ ằ Ω Rt và Rd tính b ng ớ v i f = 50hz. ta ch n: ọ
Ct = 0.1 uF Rd= 100 Ω Rt = 284 ,428 kΩ
ệ ế ỏ Ω măc vào chân 1.
ể ề ế
ỏ ề ạ ầ ỉ Đ đi u ch nh đi n áp dung 1 bi n tr 100k ỏ ả 2.5. K t qu mô ph ng ● Mô ph ng m ch l c b ng ph n m m Matlab. ự ằ
ơ ồ ự ạ ỏ Hình 2.14. S đ mô ph ng m ch l c.
Trang: 38
Hì
ơ ồ ố nh 2.15: S đ kh i PWM.
ự ằ ế ề ầ ả ạ ỏ Hình 2.16. K t qu mô ph ng m ch l c b ng ph n m m matlab.
Trang: 39
ổ Hình 2.18. Ph sóng hài
Ậ Ế K T LU N
ồ ờ ộ ả ệ ử
ị ư ọ ệ Nghiên c u và mô ph ng ấ Sau m t kho ng th i gian th c hi n đ án môn h c Đi n T Công Su t V DC ự ỏ b ngh ch l u đi n áp 1 pha 12
ệ ộ ả ộ ố ế .
ượ ủ ệ ị và hi uể
ủ ấ ư ngh ch l u đi n áp ệ s n xu t công nghi p.
ạ ạ
ọ ế ế ế ế ỏ ể ủ ể ầ ằ ạ đ (cid:0) Bi (cid:0) Bi (cid:0) Bi
ứ ớ ề v i đ tài“ ạ ượ c m t s k t qu sau 220V AC” em đã đ t đ ạ ạ ộ ể c nguyên lý ho t đ ng c a m ch (cid:0) Hi u đ ự ế ả ượ ầ c t m quan tr ng c a nó trong th c t ự ế t k và tính toán m ch l c. t cánh thi ề ế t k và tính toán m ch đi u khi n. t cách thi ề ạ ộ ế t cách mô ph ng và ki m tra ho t đ ng c a m ch b ng ph n m m matlab.
Trang: 40
Ệ
Ả ầ ố ạ ả , Giáo trình đi n tệ ử
ầ ấ ả ụ ậ ệ ử công su t Giáo trình đi n t ộ ấ , Nhà xu t b n giáo d c Vi ệ t
ươ ả ệ ử ạ , Phân tích và gi i m ch đi n t công
ế ế ạ ệ ử ố t k m ch đi n t công su t ấ ả ấ , Nhà xu t b n
ướ ộ TÀI LI U THAM KH O ọ [1]. Võ Minh Chính, Tr n Tr ng Minh , Ph m Qu c H i công su t,ấ Nhà xu t b n khoa h c k thu t Hà N i, 2004 . ọ ỹ ấ ả ọ [2]. Tr n Tr ng Minh , Nam ả ố ạ [3]. Ph m Qu c H i, D ng Văn Nghi ậ ọ ỹ su t,ấ NXB khoa h c k thu t, 1997. ẫ ả , H ng d n thi ạ [4]. Ph m Qu c H i ậ ọ ỹ khoa h c k thu t Hà N i, 2009.
