x¢Y DùNG PH¦¥NG ¸N GHÐP QUANG
TRONG M¹CH §O DßNG ë NGUåN TæNG §µI
1. TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi.
C¶nh b¸o, b¶o vÖ vµ ®o dßng, ®o ¸p lµ nh÷ng bé phËn kh«ng thÓ
thiÕu ®îc cña m«t bé nguån trong tæng ®µi. C¶nh b¸o nh»m môc ®Ých th«ng
b¸o kÞp thêi cho ngêi vËn hµnh tæng ®µi biÕt c¸c t×nh tr¹ng cña thiÕt bÞ
®Ó kÞp thêi xö lý, tr¸nh c¸c sù cè nghiªm träng x¶y ra trong c¸c thiÕt bÞ
nguån cung cÊp vµ ®¶m b¶o an toµn cho ti tiªu thô. C¸c m¹ch c¶nh b¸o
theo dâi liªn tôc sù lµm viÖc cña nguån cung cÊp ®iÖn vÒ c¸c tham sè nh c-
êng ®é dßng ®iÖn, møc ®iÖn ¸p ... C¸c m¹ch ®o dßng vµ ®o ¸p nh»m môc
®Ých gióp cho ngêi vËn hµnh biÕt ®îc chÝnh x¸c cêng ®é dßng ®iÖn vµ møc
®iÖn ¸p ca bé nguån. Tuy nhiªn víi c¸c ph¬ng ph¸p ®o dßng vµ c¶nh b¸o hiÖn
t¹i cßn gÆp mét nhîc ®iÓm c¬ b¶n lµ vÊn ®Ò tæn hao. Trong ph¹m vi ®Ò
tµi nµy sÏ xem xÐt kh n¨ng øng dông bé ghÐp quang trong m¹ch c¶nh b¸o
vµ ®o dßng ®Ó kh¾c phôc nhîc ®iÓm c¬ b¶n nãi trªn. Néi dung b¸o c¸o cña
®Ò tµi nµy bao gåm :
+Môc ®Ých nghiªn cøu cña ®Ò tµi
+C¸c m¹ch c¶nh b¸o dßng cã dïng bé ghÐp quang
+C¸c ph¬ng ph¸p ®o dßng hiÖn t¹i
+Kh n¨ng øng dông bé ghÐp quang trong m¹ch ®o dßng
+KÕt luËn
2. C¸c m¹ch cnh b¸o dßng cã dïng bé ghep quang.
a. M¹ch c¶nh b¸o dßng thÊp cã sö dông bé ghÐp quang.
R
Ivµo
I
+V
+V
-H×nh 1-
b.M¹ch c¶nh b¸o dßng cao cã sö dông bé ghÐp quang.
-H×nh 2-
c. NhËn xÐt.
+NÕu kh«ng dïng bé ghÐp quang trong m¹ch c¶nh b¸o dßng th× ta ph¶i
dïng mét bé nguån riªng ®Ó cÊp ®iÖn cho m¹ch c¶nh b¸o.
+NÕu cã sö dông bé ghÐp quang th× ta cã thÓ sö dông bé nguån cÊp
®iÖn cho ti ®Ó cÊp ®iÖn cho m¹ch c¶nh b¸o .V× trong tr êng hîp nµy
I
Ivµo
R
Ira
+V
+V
®ång hå ®o dßng
I
I®o
-H×nh
bé ghÐp quang cã t¸c dông c¸ch ®iÖn lín nªn dßng cÇn c¶nh b¸o kh«nh
thÓ nèi t¾t qua m¹ch c¶nh b¸o.
+Yªu cÇu ®èi víi bé ghÐp quang lµ khi dßng vµo lín th× dßng ®Çu ra
còng phi lín vµ ngîc l¹i. ë ®©y kh«ng yªu cÇu giöa dßng ®Çu vµo vµ
dßng ®Çu ra phi cã mèi quan hÖ tuyÕn tÝnh .
3. C¸c ph¬ng ph¸p ®o dßng hiÖn t¹i
a. Ph¬ng ph¸p ®o dßng mét chiÒu :
S¬ ®å m¹ch ®o dßng mét chiÒu (H×nh 3)
b. Ph¬ng ph¸p ®o dßng xoay chiÒu .
S¬ ®å m¹ch ®o
xoay chiÒu (H×nh 4)
c. NhËn xÐt
-C¶ hai ph¬ng ph¸p trªn ®Òu ®¹t ®îc yªu cÇu gi÷a dßng cÇn ®o vµ dßng
®a vµo ®ång hå ®o lu«n cã mèi quan hÖ tuyÕn tÝnh.
-Trong ph¬ng ph¸p ®o dßng m«t chiªu tæn hao chñ yÕu lµ do to nhiÖt
trªn ®iÖn trë R theo hiÖo øng Jun-Lenx¬.
-Trong ph¬ng ph¸p ®o dßng xoay chiÒu ,tæn hao chñ yÕu lµ do mét
phÇn tõ th«ng kh«ng khÐp kÝn trong lâi s¾t tõ vµ do dßng fuc« sinh
ra trong lâi s¾t.
4. Kh n¨ng øng dông bé ghÐp quang trong c¸c mach ®o dßng.
a. §Æt vÊn ®Ò
Ir
I®o
1k
R
§ång hå
®o dßng
Nh ®· nãi ë phÇn tr íc, trong c¶ hai ph¬ng ph¸p ®o dßng ®Òu cã nhîc
®iÓm. §èi víi ph¬ng ph¸p ®o dßng xoay chiÒu ta cã thÓ kh¾c phôc ®îc tæn
hao b»ng c¸ch t¹o lâi thÐp cã chÊt lîng tèt. §èi víi ph¬ng ph¸p ®o dßng mét
chiÒu, tæn hao cã thÓ ®îc gim nhá nÕu ta gim nhá gi¸ trÞ ®iÖn trë R.
Nhng khi R qu¸ nhá th× dßng ®a vµo ®ång hå ®o dßng sÏ rÊt nhá do ®ã sÏ
g©y ra sai sè lín. Trong ph¹m vi ®Ò tµi nµy sÏ xem xÐt kh n¨ng øng dông
cña bé ghÐp quang ®Ó kh¾c phôc nhîc ®iÓm nµy cña ph¬ng ph¸p ®o dßng
mét chiÒu. Tríc hÕt phi xem xÐt ®Õn ®é tuyÕn tÝnh gi÷a dßng ®©u vµo
vµ dßng ®Çu ra cña bé ghÐp quang.
b. KÕt qu thö nghiÖm
V× trªn thÞ trêng chØ cã b¸n bé ghÐp quang 4N35 nªn trong phÇn nµy
chØ tiÕn hµnh thö nghiÖm víi bé ghÐp quang 4N35.
S¬ ®å m¹ch kiÓm tra ®é tuyÕn tÝnh cña bé ghÐp quang 4N35:
-§Æc tuyÕn gi÷a dßng vµo vµ dßng ra cña bé ghÐp quang 4N35 (h×nh vÏ
H6).
-NhËn xÐt ®Æc tuyÕn cña bé ghÐp quang .
+
U
mA
mA
R1
+10 V
-H×nh 5-
+Khi thay ®æi dßng ®Çu vµo cña bé ghÐp quang, th× øng víi mçi gi¸ trÞ
cña dßng ®Çu vµo ta ®o ®îc dßng ®Çu ra. Víi dßng vµo thay ®æi tõ gi¸
trÞ 1mA ®Õn 20mA th× dßng ®Çu ra biÕn ®æi tuyÕn tÝnh víi dßng
®Çu vµo. Nh vËy víi dßng trong c¸c bé nguån tæng ®µi thay ®æi trong
ph¹m vi tõ 20A ®Õn 200A th× b»ng ph¬ng ph¸p san dßng ta hoµn toµn
cã thÓ sö dông ®o¹n tuyÕn tÝnh cña bé ghÐp quang ®Ó ®o chÝnh x¸c
dßng ®ã.
+Khi dïng bé ghÐp quang th× ®iÖn trë R (®iÖn trë san dßng) phi tho
mn ®iÒu kiÖn : Imin.R = UD.
Ta cã : IR ≈ I ⇒ IRmin ≈ Imin = 20A
Víi UD lµ ®iÖn ¸p ph©n cùc thuËn cho Led, UD≈1,6V
⇒R=UD/IRmin=0,08 Ω
§Æc tuyÕn dßng vµo-dßng ra cña 4N35
0
10
20
30
1
7
13
19
25
31
37
43
49
I vµo(mA)
I
ra(
m
A)
§Æc tuyÕn dßng
vµo-dßng ra cña
-H×nh 6-