ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT MỤC LỤC G G ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG K K TIRISTOR: Cấu tạo: Tiristor linh kiện gồm lớp bán dẫn PNPN liên tiếp tạo nên anot, katot cực điều I khiển Hình 1.1: a Cấu tạo tiristor b Kí hiệu tiristor Trong đó: A: anot B: katot G: cực điều khiển J1, J2, J3: mặt ghép Tiristor gồm đĩa Silic từ đơn thể loại N, lớp đệm loại bán dẫn P có cực điều khiển dây nhôm,các lớp chuyển tiếp tạo nên kỹ thuật bay Gali ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Lớp tiếp xúc anot katot đĩa molipden hay tungsen có hệ số nóng chảy gần với Gali Cấu tạo dạng đĩa kim loại để dễ dàng tản nhiệt Nguyên lý hoạt động: Đặt tiristor điện áp chiều, anot nối vào cực dương, katot nối vào cực âm nguồn điện áp J1, J3 phân cực thuận, J2 phân cực ngược Gần toàn điện áp nguồn đặt mặt ghép J2 Điện trường nối Ed J2 có chiều từ N1 hướng P2 Điện trường tác động chiều với E i vùng chuyển tiếp vùng cách điện mở rộng dòng điện chạy qua tiristor bị đặt điện áp I Uz IH Uch U Hình 1.2: Đặc tính Volt-ampe tiristor • Mở tiristor: Cho xung điện áp dương Ug tác động vào cực G (dương so với K), điện tử từ N2 sang P2 Đến đây, số điện tử chảy vào cực G hình thành dòng điều khiển Ig chạy theo mạch G – J3 – K – G phần lớn điện tử chịu sức hút điện trường tổng hợp mặt ghép J lao vào vùng chuyển tiếp này, tăng tốc, động lớn bẻ gãy liên kết nguyên tử Silic, tạo nên điện tử tự Số điện tử giải phóng tham gia bắn phá nguyên tử Silic vùng Kết phản ứng dây chuyền làm xuất nhiều điện tử chạy vào N1 qua P1 đến cực dương nguồn điện ngoài, gây nên ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT tượng dẫn điện ạt, J2 trở thành mặt ghép dẫn điện, điểm xung quanh cực G phát triển toàn mặt ghép Điện trở thuận tiristor khoảng 100KΩ trạng thái khóa, trở thành 0,01Ω tiristor mở cho dòng chạy qua Tiristor khóa +U AK > 1V Ig > Igst tiristor mở Trong I gst dòng điều khiển tra sổ tay tra cứu tiristor ton: Thời gian mở thời gian cần thiết để thiết lập dòng điện chạy tiristor, tính từ thời điểm phóng dòng Ig vào cực điều khiển Thời gian mở tiristor kéo dài khoảng 10µs • Khóa tiristor: Có cách: - Làm giảm dòng điện làm việc I xuống giá trị dòng điện trì I H - (Holding Current) Đặt điên áp ngược lên tiristor Khi đặt điện áp ngược lên tiristor: UAK UT1 (III) ngược lại Điện áp UB0 giá trị điện áp mở đưa triac từ trạng thái bị khóa sang dẫn khí dòng điều khiển Ig = Khi có dòng điều khiển I g, triac sễ mở với điện áp đặt vào nhỏ Triac bị khóa Ig = điện áp đặt vào nhỏ ngưỡng U B mở theo chiều chiều khác tùy theo cực tính dòng điện điều khiển Có cách để mở triac: - Ở góc phần tư thứ (I): Cách I+: Dòng, áp cực điều khiển dương Cách I-: Dòng, áp cực điều khiển âm - Ở góc phần tư thứ ba (III): Cách III+: Dòng, áp cực điều khiển dương Cách III-: Dòng, áp cực điều khiển âm Triac có ưu điểm mạch điều khiển đơn giản công suất giới hạn nhỏ • tiristor Ứng dụng: Triac dùng để điều chỉnh tốc độ động chiều, mạch chỉnh lưu, Ngoài ra, triac còng dùng để điều chỉnh ánh sáng điện, nhiệt độ lò ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ I TRÌNH TỰ THIẾT KẾ: Khi phân tích điều áp xoay chiều nên tiến hành theo trình tự sau: Phân tích chế độ làm việc tải, tìm hiểu thiết kế Lựa chọn sơ đồ Tính toán thông số mạch động lực Thiết kế mạch điều khiển a Thiết kế mạch nguyên lý b Tính chọn linh kiện Căn thiết kế Các yếu tố sau có ảnh hưởng nhiều tới việc thiết kế điều áp xoay chiều Khi thiết kế cần xét: - Đặc điểm tải: + Công suất tải + Điện áp dòng điện hay khác điện áp nguồn lưới + Chế độ làm việc dài hạn, ngắn hạn hay ngắn hạn lặp lại + Dải điều khiển công suất + Nguồn cấp -Điều kiện môi trường làm việc: + Nhiệt độ + Độ ẩm + Các điều kiện khác -Khả cung cấp linh kiện + Khả tài + Trình độ khả người thiết kế, vận hành ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT II THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU ÁP MỘT PHA: Lựa chọn sơ đồ: a Chọn sơ đồ mạch động lực: Mạch động lực điều áp xoay chiều nói chung có số sơ đồ sau Trên hình 2.1a điều áp xoay chiều điều khiển cách mắc nối tiếp với tải điện kháng hay điện trở phụ (tổng trở phụ) biến thiên Sơ đồ mạch điều chỉnh đơn giản, dễ thực Zf U1 TBB§ U2 i Z U1 i a U2 U1 b U2 C Hình 2.1: Các phương án điều áp pha Tuy nhiên, điều chỉnh dùng, hiệu suất thấp (nếu Z f điện trở) hay cosφ thấp (nếu Zf điện cảm) Người ta dùng biến áp tự ngẫu để điều chỉnh điện áp U2 hình 2.1b Điều chỉnh biến áp tự ngẫu có ưu điểm điều chỉnh điện áp U2 từ đến trị số bất kỳ, lớn hay nhỏ điện áp vào Nếu cần điện áp có điều chỉnh, mà vùng điều chỉnh lớn điện áp vào, phương án phải dùng biến áp tất yếu Tuy nhiên sử dụng biến áp tự ngẫy để điều chỉnh khó thực dòng tải lớn, đặc biệt không điều chỉnh liên tục được, chổi than khó chế tạo để tiếp xúc vòng dây biến áp Hai giải pháp điều áp xoay chiều hình 2.1a,b có chung ưu điểm điện áp hình sin, đơn giản Có chung nhược điểm quán tính điều chỉnh chậm không điều chỉnh dòng tải lớn Sử dụng sơ đồ bán dẫn để điều chỉnh xoay chiều, khắc phục nhược điểm vừa nêu Giới thiệu sơ đồ điều áp pha dùng van bán dẫn: ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Hình 2.2 Sơ đồ điều áp xoay chiều van bán dẫn a tiristo song song ngược b triac c.1 tiristo diod d diod 1tiristo Việc điều khiển hai Tiristo song song ngược ( hình 2.2a) có chất lượng điều khiển không tốt lắm, đặc biệt cần điều khiển đối xứng điện áp, cung cấp cho tải, mà tải đòi hỏi thành phần điện áp đối xứng điện áp điều khiển linh kiện mạch điều khiển Tiristo gây nên sai số Điện áp dòng điện không đối xứng cung cấp cho tải, làm cho tải có thành phần dòng điện chiều, cuộn dây bị lão hóa, phát nóng bị cháy Vì vậy, việc kiểm tra định kỳ, hiệu chỉnh lại mạch việc nên thường xuyên làm sơ đồ mạch Tuy vậy, dòng điện tải lớn dây sơ đồ tối ưu cho việc lựa chọn Để khắc phục nhược điểm vừa nêu việc ghép hai Tiristo song song ngược, Triac đời mắc theo sơ đồ hình 2.2b Sơ đồ có ưu điểm là: đường cong điện áp gần mong muốn hình 2.3a, có ưu điểm việc lắp ráp Ở đây, có van bán dẫn Sơ đồ mạch sử dụng phổ biến công nghiệp Tuy nhiên, Triac chế tạo với dòng điện không lớn (I< 400A), nên với dòng điện tải lớn cần phải ghép song song Triac, lúc phức tạp lắp ráp điều khiển song song Những tải có dòng điện 400A dùng ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Một yếu tố làm Triac chưa áp đảo Tiristo điều áp xoay chiều chất lượng Hiện nay, chất lượng Triac chưa thực cao Do đó, việc sử dụng làm cho người ta lo ngại Trong tương lai gần, chắn việc sử dụng Triac trở nên rộng rãi Đa số trường hợp điều áp xoay chiều, điện áp tải điều khiển vùng thấp điện áp nguồn, van bán dẫn nối trực tiếp với nguồn Trong trường hợp này, điện áp tải thường điều khiển dải từ đến điện áp nguồn cấp Một số loại tải có điện áp tối đa tải khác với thông số điện áp nguồn cấp Trong trường hợp đó, biến áp để phối hợp thông số điện áp nguồn cấp với thông số điện áp tối đa tải theo sơ đồ 2.3 cần đưa vào Hình 2.3: Điều áp xoay chiều với điện áp tải nhỏ điện áp nguồn cấp Biến áp sử dụng hình 2.3 biến áp tự ngẫu biến áp cách ly Biến áp cách ly thường chọn biến áp cách ly có thêm chức bảo vệ xung điện áp từ lưới Khi tải yêuTcầu cao tải đối xứng, điều khiển điện trở lò sấy Ur khiển không đối xứng i Điot hay đèn sợi đốt, người ta sử dụng sơ đồ điều Tiristo hình 2.4 D ir t ~ 10 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT II SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH ĐIỀU KHIỂN Mạch điều khiển gồm sáu khâu Mỗi khâu có chức riêng biệt ghép lại với nhằm thực nhiệm vụ chung Sơ đồ tổng quát cho kênh điều khiển : Khâu tạo điện Khâu tạo điện Khâu so Khâu tạo Khâu khuếch Áp đồng pha Áp tựa sánh dạng xung đại xung Khâu tạo điện áp điều khiển Khâu tạo điện áp đồng pha - Có nhiệm vụ tạo điện áp đồng với điện áp lưới Từ điện áp đồng ta xác định điểm gốc để tính góc điều khiển α Ngoài nhiệm vụ khâu đồng có hai chức sau : + Giảm áp : tức giảm điện áp lực có giá trị lớn đầu vào lấy giá trị điện áp có giá trị phù hợp để điều khiển + Cách ly : cách ly mạch điều khiển mạch lực đảm bảo an toàn cho mạch điều khiển lưới có cố Người ta thường thiết kế khâu đồng pha biến áp xung phần tử quang Opto Khâu tạo điện áp tựa - Có nhiệm vụ tạo điện áp tựa (Uđp) dạng thích hợp cho nửa chu kỳ điện áp cần chỉnh lưu có dạng điện áp theo quy luật giống - Có loại điện áp tựa: + Dạng cưa ( cưa sườn trước, cưa sườn sau ) + Dạng hình sin: Dạng hình sin cho điện áp chỉnh lưu tuyến tính với điện áp điều khiển có nhược điểm phụ thuộc vào lưới điện bị nhiễu theo nguồn Trong 22 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT thực tế người ta hay dùng điện áp tựa dạng hình cưa + Điện áp đồng qua khâu tạo điện áp tựa điện áp có dạng cưa Đây dạng điện áp dùng để so sánh với điện áp điều khiển Khâu so sánh Thực nhiệm vụ so sánh điện áp tựa với điện áp điều khiển để phát động tạo xung có độ rộng thích hợp điều khiển tới van Khâu tạo xung Vì xung dương sau khối so sánh xung vuông có độ rộng kéo dài từ xuất hết nửa chu kì xét điện áp chỉnh lưu, xung chưa thích hợp để mở thysistor Do khâu tạo xung có nhiệm vụ: + Chế biến xung thành dạng thích hợp cho việc mở thysistor ( dạng xung kim đơn xung chùm) + Khuếch đại đủ công suất mở thysistor + Chia xung cấp cho thysistor Khâu khuyếch đại xung Có nhiệm vụ khuyếch đảm bảo về: + Độ lớn xung + Công suất xung điều khiển + Cách ly mạch lực với mạch điều khiển Khâu tạo điện áp điều khiển - Đây khâu quan trọng mạch điều khiển Nó tạo điện áp điều khiển để so sánh với điện áp tựa Khâu tạo điện áp điều khiển có nhiệm vụ ngắt mạch mạch xảy cố ngắn mạch THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: Hiện nay, mạch điều khiển chỉnh lưu thường thiết kế theo nguyên tắc thẳng đứng III tuyến tính giới thiệu 23 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Theo nhiệm vụ khâu giới thiệu, tiến hành thiết kế, tính chọn khâu ba khối trên, tốt nên chọn sơ đồ có giáo trình tài liệu Chọn khâu đồng a.Tạo xung cưa * Dùng diode tụ Hình 4.2: Sơ đồ dùng diode tụ đồ thị điện áp Nguyên lý tạo xung cưa: Khi A+ D1 thông suy φB(thế điểm B) φ0; φB dương φC suy D2 thông φC=φB =φ0 Khi A- D1 D2 khóa tụ nạp Qua thời gian θ1 φBC âm φB D2 thuận tụ bắt đầu xả theo hướng 0→A→B→C đến Urc=0 giữ nguyên đến 2π Đây sơ đồ đơn giản, dễ thực hiện, với số linh kiện chất lượng điện áp tựa không tốt Độ dài phần biến thiên tuyến tính điện áp tựa không phủ hết 180 Do vậy, góc mở van lớn bị giới hạn Hay nói cách khác, theo sơ đồ điện áp không điều khiển từ tới cực đại mà từ trị số đến cực đại * Dùng transistor tụ 24 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Hình 4.3: Sơ đồ dùng transistor tụ đồ thị điện áp Nguyên lý tạo xung cưa: Khi điểm A dương điểm B(φA >φB) t hì transistor khóa tụ C nạp với số thời gian T=R2.C, khi(φB >φA) transistor dẫn suy tụ xả theo hướng transistor Urc=0 Để khắc phục nhược điểm dải điều chỉnh sơ đồ người ta sử dụng sơ đồ tạo điện áp tựa sơ đồ Theo sơ đồ này, điện áp tựa có phần biến thiên tuyến tính phủ hết nửa chu kỳ điện áp Do cần điều khiển điện áp từ tới cực đại hoàn toàn đáp ứng * Dùng ghép quang Hình 4.4: Sơ đồ dùng ghép quang đồ thị điện áp Nguyên lý tạo xung cưa: 25 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Khi A- âm B diode (D) mở diode quang tắt khóa transistor (bộ ghép quang hóa) làm tụ nạp đến giá trị Urc Khi A+ dương B diode (D) khóa diode quang sáng mở transistor ( ghép quang dẫn làm tụ xả qua diode quang đến Urc=0 Ưu điểm sơ đồ chỗ không cần biến áp đồng pha, đơn giản việc chế tạo lắp đặt * Dùng khuếch đại thuật toán Hình 4.5: Sơ đồ dùng khuếch đại thuật toán đồ thị điện áp Nguyên lý tạo xung cưa: Khi φA dương qua khuếch đại thuật toán φB âm làm cho transistor khóa đồng thời diode D1 dẫn khối hai tạo thành mạch tích phân tụ C1 nạp đến điện áp Urc Khi φA âm φB dương D1 khóa transistor dẫn tụ xả qua transistor đến Urc=0 Chọn khâu đồng pha Các sơ đồ (1÷3) có chung nhược điểm việc mở, khóa transistor vùng điện áp lân cận thiếu xác làm cho việc nạp, xả tụ vùng điện áp lưới gần không ý muốn Ngày vi mạch chế tạo ngày nhiều, chất lượng ngày cao, kích thước ngày gọn, ứng dụng vi mạch vào thiết kế mạch đồng pha cho ta chất lượng điện áp tựa tốt Do ta định cho khâu đồng pha dùng khuếch đại thuật toán Chọn khâu so sánh 26 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Để xác định thời điểm cần mở tiristor cần so sánh hai tín hiệu Uđk Urc Việc so sánh tín hiệu thực tranzitor khuếch đại thuật toán Tại thời điểm Uđk = Urc , đầu đầu so sánh lật trạng thái * So sánh dùng tranzitor Hình 4.6: Sơ đồ dùng Tranzito đồ thị điện áp Tại thời điểm Uđk=Urc, đầu vào tranzitor lật trạng thái từ khóa sang mở( hay ngược lại từ mở sang khóa), làm cho điện áp bị lật trạng thái, đánh dấu thời điểm cần mở tiristor Với mức độ mở bão hòa tranzitor phụ thuộc vào hiệu Uđk±Urc=Ub , hiệu có vùng điện áp nhỏ hàng mV, làm cho tranzitor không làm việc chế độ đóng cắt ta mong muốn, nhiều làm thời điểm mở tiristor bị lệch xa so với điểm cần mở Uđk=urc * So sánh dùng khuếch đại thuật toán 27 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Hình 4.7: Sơ đồ dùng khuếch đại thuật toán sơ đồ điện áp KĐTT có hệ số khuếch đại vô lớn, cần tín hiệu nhỏ (cỡ µV) đầu vào, đầu có điện áp nguồn nuôi, nên việc ứng dụng KĐTT làm khâu so sánh hợp lý Các sơ đồ so sánh dùng KĐTT thường gặp sơ đồ mạch Ưu điểm hẳn sơ đồ phát xung điều khiển xác Uđk =Urc Đó lý ta chọn KĐTT so sánh Khâu tạo xung khuếch đại * Dùng tranzitor công suất 28 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Hình 4.8: Sơ đồ dùng tranzito công suất đồ thị Với nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở tiristor nêu trên, tầng khuếch đại cuối thường thiết kế tranzitor công suất, hình a Để có xung dạng kim gửi tới tiristor, ta dùng biến áp xung (BAX), để khuếch đại công suất ta dùng tranzitor, diode D bảo vệ tranzitor cuộn dây sơ cấp biến áp xung tranzitor khóa đột ngột Mặc dù với ưu điểm đơn giản, sơ đồ khônh dùng rộng rãi, lẽ hệ số khuếch đại tranzitor loại nhiều không đủ lớn, để khuếch đại tín hiệu từ khâu so sánh đưa sang * Dùng darlington 29 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Hình 4.9: Sơ đồ dùng darlington Tầng khuếch đại cuối sơ đò darlington hình bên thường hay dùng thực tế Ở sơ đồ hoàn toàn đáp ứng yêu cầu khuếch đại công suất, hệ số khuếch đại nhận lên theo thông số tranzitor * Dùng tụ nối tầng Hình 4.11: Sơ đồ dùng tụ nối tầng Trong thực tế xung điều khiển cần có độ rộng bé cỡ khoảng (10÷200µs), mà thời gian mở thông tranzitor công suất dài (tối đa tới nửa chu kỳ - 0.01s), làm cho công suất tỏa nhiệt dư tranzitor lớn kích thước dây quấn sơ cấp biến áp dư lớn Để giảm nhỏ công suất tỏa nhiệt tranzitor kích thước dây sơ cấp BAX có 30 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT thể thêm tụ nối tầng Theo sơ đồ này, Tranzitor mở cho dòng điện chạy qua khoảng thời gian nạp tụ, nên dòng hiệu dụng chúng bé nhiều lần Từ phần giới thiệu ta chọn sơ đồ điều khiển: Hình 4.12: Mạch điều khiển Tiristor 31 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Hình 4.13: Đồ thị điện áp mạch điều khiển Tiristor Hoạt động mạch điều khiển giải thích theo giản đồ đường cong sau: Điện áp vào điểm A(UA) có dạng hình sin, trùng pha với điện áp anot tiristor T, qua khuếch đại thuật toán (KĐTT) A1 cho ta chuỗi xung chữ nhật đối xứng UB Khi UA dương qua khuếch đại thuật toàn UB phần áp dương điện áp chữ nhật UB qua diode D1 tới A2 tích phân thành điện áp tựa Urc Khi UA âm điện áp âm điện áp UB làm mở thông tranzitor Tr1,kết A2 bị ngắn mạch ( với Urc=0) vùng UB âm Trên đầu A2 có chuỗi điện áp cưa Urc gián đoạn 32 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Điện áp Urc so sánh với điện áp điều khiển Uđk đầu vào A3 Tổng đại số Urc+Uđk định dấu điện áp đầu KĐTT A3 Trong khoảng 0÷t1 với Uđk > Urc điện áp UD có điện áp âm Trong khoảng t1÷t2 điện áp Uđk Urc đổi ngược lại, làm cho UD lật lên dương Điện áp dương Ud qua Tranzito công suất đến máy biến áp xung tạo xung áp đủ điều kiện để mở Tiristor Điện áp Ud xuất tải từ thời điểm có xung điều khiển đầu tiên,tại thời điểm t2 t4 chuỗi xung điều khiển,của chu kỳ điện áp nguồn cấp,cho tới cuối bán kỳ điện áp dương anod IV TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN MẠCH ĐIỀU KHIỂN: Tính chọn Tranzitor tần khuếch đại cuối cùng: Hai tranzitor Tr2 Tr3 tranzitor thuận (P-N-P) Ta chọn tranzitor công suất loại mã hiệu 25C9111 làm việc chế độ xung có thông số : Tranzitor loại P-N-P vật liệu bán dẫn silie : Điện áp colecto bazo hở mạch Emitơ : uCBO = 40 (V) Điện áp Emito bazo hở mạch colecto : uEBO = (V) Dòng điện lớn colecto chịu đựng : ICmax = 500 (mA) Công suất tiêu tán colecto : Pc= 1,7(W) Nhiệt độ lớn mặt tiếp giáp : J1=170oC Hệ số khuếch β = 50 Dòng làm việc colecto: IC3 = I1 = 40 (mA) 33 đại : ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Dòng làm việc bazo: I B3 = IC3 40 = β 50 = 0,8(mA) Tính chọn khuếch đại thuật toán Khuếch đại thuật toán chọn loại: TL 072 Trong nguồn nuôi: ucc = ± 15v Điện áp vào khuệch đại thuật toán IC2 là: uVIC2 = 15v Dòng điện vào hạn chế để Ilv < mA Chọn R4 = R5 = 15(k Ω ) dòng vào IC2 là: IVIC2max = 15 15.103 = 10-3 (A) Chọn điôt dùng mạch điều khiển Chọn điôt loại mã hiệu 1N4007 có tham số: Dòng điện định mức: Iđm = 10(A) Điện áp nược lớn nhất: uN = 25( V ) Điện áp điôt mở thông: um = 1(V) Chọn tranzior cho tầng khuếch đại trung gian 34 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Tranzitor Tr1 làm việc chế độ khuếch đại, Tr1 loại tranzitor ngược Chọn trazitor Tr1 có mã hiệu chủng loại: TIP 122 Nhà sản xuất: JOSH Loại vỏ (chân): ISO216(I) Loại: NPN ICmax = (A) Pdmax = 65 (W) uCEOmax = 100 β = 40 Ic = 2000 mA ,VCE = Chọn máy biến áp đồng MBAĐP Ta chọn MBAĐB MBA pha có u2 = 12 (V); I2 = 0,05 (A) ⇒ S = u2 I2 = 12 0,05 = 0,6 (VA) Chọn cos ϕ = 0,8 ⇒ P = S cos ϕ = 0,6 0,8 = 0,48 (W) 35 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 36 [...]... gián đoạn Mỗi nửa chu kỳ có một điện áp tựa đồng pha điện áp dương anot của Tiristo Điều áp xoay chiều cần có điện áp tựa liên tiếp cả hai nửa chu kỳ Khi so sánh điện áp tựa với điện áp điều khiển, ở mỗi nửa chu kỳ đều có điện áp tựa bằng điện áp điều khiển trong vùng biến thiên tuyến tính của điện áp tựa (tại các điểm t 1, t2, t3, t4, … ) Kết quả là chúng ta có các xung điều khiển Xđk liên tiếp ở mỗi... mạch thứ cấp máy biến áp Trường hợp điện áp nguồn cấp không trùng với điện áp tối đa của tải, chúng ta cần có một biến áp để phối hợp điện áp cho hợp lý, công suất biến áp ở đây được tính theo công suất tải 19 ( ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỀU KHIỂN: Về nguyên lý, trong mạch điều áp xoay chiều, van bán dẫn được mắc vào lưới điện I xoay chiều hoàn toàn giống... lý điều khiển điều áp xoay chiều 21 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT II SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH ĐIỀU KHIỂN Mạch điều khiển gồm sáu khâu Mỗi khâu đều có chức năng riêng biệt được ghép lại với nhau nhằm thực hiện nhiệm vụ chung Sơ đồ tổng quát cho một kênh điều khiển : Khâu tạo điện Khâu tạo điện Khâu so Khâu tạo Khâu khuếch Áp đồng pha Áp tựa sánh dạng xung đại xung Khâu tạo điện áp điều khiển Khâu tạo điện áp đồng pha. .. + Công suất xung điều khiển + Cách ly mạch lực với mạch điều khiển 6 Khâu tạo điện áp điều khiển - Đây là một khâu rất quan trọng trong mạch điều khiển Nó tạo ra điện áp điều khiển để so sánh với điện áp tựa Khâu tạo điện áp điều khiển còn có nhiệm vụ ngắt mạch khi trong mạch xảy ra sự cố ngắn mạch THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: Hiện nay, mạch điều khiển chỉnh lưu thường được thiết kế theo nguyên tắc... Có nhiệm vụ tạo điện áp đồng bộ với điện áp lưới Từ điện áp đồng bộ này ta xác 1 định được điểm gốc để tính góc điều khiển α Ngoài nhiệm vụ đó khâu đồng bộ còn có hai chức năng sau : + Giảm áp : tức là giảm điện áp lực có giá trị lớn ở đầu vào và lấy giá trị điện áp có giá trị phù hợp để điều khiển + Cách ly : cách ly giữa mạch điều khiển và mạch lực đảm bảo an toàn cho mạch điều khiển khi lưới có... với điện áp điều khiển nhưng có nhược điểm là phụ thuộc vào lưới điện và bị nhiễu theo nguồn Trong 22 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT thực tế người ta hay dùng điện áp tựa dạng hình răng cưa hơn + Điện áp đồng bộ khi qua khâu tạo điện áp tựa thì điện áp đó sẽ có dạng răng cưa Đây là dạng điện áp dùng để so sánh với điện áp điều khiển 3 Khâu so sánh Thực hiện nhiệm vụ so sánh điện áp tựa với điện áp điều khiển... hai xung điều khiển trong mỗi chu kỳ Mạch điều khiển có thể sử dụng sơ đồ hoàn toàn giống điều khiển trong mỗi chu kỳ Với mỗi Tiristo một mạch điều khiển độc lập Khi sử dụng sơ đồ mạch điều khiển chỉnh lưu cho điều áp xoay chiều, có thể xuất hiện khả năng là: hai Tiristo điều khiển không đối xứng, do các linh kiện của hai mạch điều khiển không hoàn toàn giống hệt nhau Đối với những tải cần điều khiển... CÔNG SUẤT a b Hình 2.4: Điều áp xoay chiều không đối xứng a Sơ đồ b Đường cong điện áp và dòng điện Ở đây, chúng ta chỉ điều khiển một nửa chu kỳ điện áp, còn nửa chu kỳ không điều khiển Trường hợp này có thể điều khiển ¼ công suất trở lên Tuy nhiên, nếu công suất tải lớn sẽ gây mất đối xứng nguồn cấp, làm xấu đi chất lượng nguồn 11 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH LỰC I TÍNH CHỌN... điện áp Uđk và Urc đổi ngược lại, làm cho UD lật lên dương Điện áp dương Ud qua Tranzito công suất đến máy biến áp xung tạo ra xung áp đủ điều kiện để mở Tiristor Điện áp Ud sẽ xuất hiện trên tải từ thời điểm có xung điều khiển đầu tiên,tại các thời điểm t2 và t4 trong chuỗi xung điều khiển,của mỗi chu kỳ điện áp nguồn cấp,cho tới cuối bán kỳ điện áp dương anod IV TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN MẠCH ĐIỀU... kênh điều khiển Tiristo có góc mở càng ít khác nhau càng tốt Mong muốn là chúng hoàn toàn giống nhau Nhưng sự giống nhau này chỉ có thể đạt đến một chừng mực nào đó Nguyên lý điều khiển Tiristo ở đây như trong điều khiển chỉnh lưu, nghĩa là ở mỗi nửa chu kỳ điện áp, cần tạo điện áo tựa trùng pha điện áp nguồn cấp như hình 4.1 Trong điều khiển chỉnh lưu mỗi kênh điều khiển một nửa chu kỳ, điện áp tựa ... giá trị tối ưu R C ua = uTngc max = umax = 220 = 311 (V) 17 ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT uP = udo = 239,03 (v) Vậy ta có: Ua UP = 311 ,13 239,03 = 1, 30 Trong đó: ua : biên độ áp up : biên độ điện áp... nguồn nuôi: ucc = ± 15 v Điện áp vào khuệch đại thuật toán IC2 là: uVIC2 = 15 v Dòng điện vào hạn chế để Ilv < mA Chọn R4 = R5 = 15 (k Ω ) dòng vào IC2 là: IVIC2max = 15 15 .10 3 = 10 -3 (A) Chọn điôt... 0,6 G= 0,48 H= 0,78 Mà C = LBA( I F ) UP = 15 )2 240,8.0,6 = 6,4 10 -5 (F) 18 2,97 10 -3 ( ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT R = 2G L C = 0,48 2,97 .10 −3 6, 4 .10 −5 = 6,54 Ω ) d Chọn thiết bị bảo vệ + Bảo