Tài liệu LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ CÔNG SUÂT, CHƯƠNG 6 doc

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG IV TRANG : 33 Chương 6:Thiết kế và tính toán các giá trò cho mạch tạo xung kích Như ta đã biết, mạch tạo xung kích cho SCR trong mạch băm xung phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về tần số và thời điểm kích như đã đề cập đến trong chương III. Để tính toán các giá trò cho mạch ở hình III.16 với tần số làm việc là 200Hz, trước hết ta chọn nguồn cung cấp cho toàn mạch là 12V và việc tính toán được thực hiện như sau : a. Tìm trò số cho các linh kiện trong bộ phận tạo tần số cơ bản có độ rộng xung thay đổi được. Bộ phận này gồm IC 741A, IC 741B, IC 741C R1, R2, R3, R 4 , R 5 , C 1 và C 2 thực hiện. Ở bộ dao động tạo sóng cơ bản đầu tiên, chu kỳ của nó được tính là : Trong đó : Ta chọn R 2 = 10k, R 3 = 2.2k. Tần số là f = 200Hz nên ta có chu kỳ T = 5ms. Do đó : R 1 C 1 = 3.6ms. Khi ta chọn C 1 = 1F thì R 1 = 3.6k (lấy R 1 = 3.3k). Sóng vuông do bộ phận trên tạo ra có biên độ đỉnh - đỉnh là 24V và tỉ số chu kỳ là : D = 0.5 cho nên thời gian ở mức cao của xung là 2.5ms. Để chuyển sóng vuông được tạo ra ở trên thành sóng tam giác, ta cần tính :      1 1 ln2 11 CRT 32 3 RR R    ms V t V ra 6.9 5 . 2 24    18.0 2 . 2 10 2.2     THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG IV TRANG : 34 Vì mối quan hệ : Nên ta có : R 4 C 2 = 2.5ms. Chọn C 2 = 0.47F thì R 4 = 5.3k (lấy R 4 = 4.7k) Thông thường R 5 chọn bằng R 4 = 4.7k. Sóng tam giác này là tín hiệu so sánh với điện áp một chiều đưa vào từ biến trở VR để tạo ra sóng vuông có độ rộng xung thay đổi được. Muốn thay đổi độ rộng xung ta chỉ việc thay đổi mức điện áp so sánh bằng cách chỉnh biến trở này. Giá trò của biến trở được chọn là 5k. b. Tính các giá trò cho bộ phận tạo xung đơn ổn : Bộ phận này gồm hai mạch đơn ổn riêng biệt và hoàn toàn giống nhau nhằm cung cấp xung kích cho hai SCR trong mạch băm xung một chiều. Chúng bao gồm IC AN555A, IC AN555B, R 11 , R 12 , C 1 và C 2 thực hiện. Độ rộng xung đơn ổn được chọn để thiết kế là 0.5ms. Độ rộng này là không đổi trong khi thay đổi độ rộng xung ở ngõ vào. Độ rộng xung trong mạch đơn ổn dùng IC555 được tính là : T = R 11 C 5 ln3 = R 12 C 6 ln3 Khi T = 0.5ms, ta có : R 11 C 5 = R 12 C 6 = 0.454ms. Chọn C 5 = C 6 = 1F thì điện trở R 11 = R 12 = 454. Vậy giá trò các linh kiện phải chọn là : C 5 = C 6 = 1F; R 11 = R 12 = 470. c. Tính các giá trò cho mạch dao động tần số cao. Mạch dao động tần số cao này nhằm mục đích trộn với xung đơn ổn để tăng khả năng kích cho mạch tạo xung kích. Tần số thiết kế cho bộ phận này khoảng 10KHz. Với tần số đó, ta tính các giá ms V CR V t V và ra 6.9 24    THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG IV TRANG : 35 trò cho bộ phận này với các linh kiện IC AN555C, IC AN555D, R 17 , R 18 , R 19 , R 20 , C 9 , C 10 , D 2 và D 3 . Để xung ra có được tỉ số chu kỳ là D = 0.5 thì ta phải có R 17 = R 18 = R 19 = R 20 và thêm diode D 2 mắc song song với R 18 , diode D 3 mắc song song với R 20 . Tần số của bộ dao động này được tính là : Từ đó ta có : R 17 C 9 = 0.072ms. Chọn C 9 = C 10 = 0.1F thì R 17 = 0.72k. Vậy các linh kiện cần phải chọn là : C 9 = C 10 = 0.1F R 17 = R 18 = R 19 = R 20 = 1k. d. Thiết kế bộ phận đưa xung kích ra ngoài. Sau khi có xung đơn ổn và xung dao động tần số cao, ta trộn chúng lại với nhau bằng các cổng AND trong IC2. Kết quả sẽ cho ta một chuổi xung kích trong khoảng xung đơn ổn ở mức cao. Các xung kích này sẽ được đưa đến các OPTO 4N26A và 4N26B để đưa xung ra ngoài kích cho SCR. Xung kích được đưa ra OPTO thông qua transistor Q 7 và Q 8 . Các transistor này làm việc theo chế độ đóng ngắt nên các điện trở mắc nối tiếp với OPTO được chọn thiết kế theo dòng bảo hòa của diode trong OPTO. Đối với OPTO 4N26 thì dòng bảo hòa là 5mA, cho nên các giá trò của điện trở R 28 và R 26 được chọn là : R 26 = R 28 = U/I = 12/5.10 -3 = 2.4k. Trong thực tế, ta chọn : R 26 = R 28 = 2.2k. Việc dùng các OPTO này nhằm cách li điện thế cao từ mạch băm xung một chiều với mạch tạo xung kích. Sơ đồ mạch điện được thể hiện lại như sau (hình IV.4) : 917 4.1 1 CR f  THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG IV TRANG : 33 Hình IV.4 Sơ đồ mạch tạo xung kích cho SCR. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG IV TRANG : 34 . THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG IV TRANG : 33 Hình IV.4 Sơ đồ mạch tạo xung kích cho SCR. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG IV TRANG : 33 Chương 6: Thiết kế và tính toán các giá trò cho mạch