báo cáo thí nghiệm 9 chuyển mạch quang thyristor và triac

Vặn biến trở P1 để dòng điều khiển lối vào G là âm.. Nhận xét trạng thái hoạt động của Thyristor khi điều khiển bằng dòng phân cực âm.Giá trị dòng ra: 0mA Giá trị thế ra: 2,5VKhi điều kh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 9: CHUYỂN MẠCH QUANG, THYRISTOR VÀ TRIAC

Họ tên sinh viên: Đào Thái Sơn Lớp tín chỉ: ELT3102_45

Mã sinh viên: 20021577

1 Khảo sát bộ liên kết quang

Bản mạch thực nghiệm: A9 – 1

Bảng A9-B1

Biên đ vàoộ D ng tn hi u ạ ệ

vào

Biên đ raộ D ng tn hi u raạ ệ

Biên độ vào ~ 2V đỉnh – đỉnh

Biên độ vào ~ 3V đỉnh – đỉnh

Biên độ vào ~ 4V đỉnh – đỉnh

Biên độ vào ~ 6V đỉnh – đỉnh

Biên độ vào ~ 8V đỉnh – đỉnh

Biên độ vào ~ 10V đỉnh – đỉnh

Dựa theo kết quả thu được Nhận xét về đặc điểm hoạt động của bộ liên kết quang.

Bộ liên kết quang là một phần tử bán dẫn thực hiện truyền tín hiệu giữa hai phần mạch bị cách ly với nhau về điện bằng cách sử dụng ánh sáng Khi LED phát sáng với cường độ sáng nào đó, thì vùng base của transistor cảm quang tiếp nhận ánh sáng và giảm mức điện trở thuần tương đương của transistor, làm dòng qua transistor tăng Khi đó sẽ có hai mức độ chính:

Nếu cường độ sáng đủ mạnh, thì transistor cảm quang đạt trạng thái bão hòa Opto thực hiện truyền tín hiệu logic Nếu cường độ sáng yếu, transistor cảm quang không đạt trạng thái bão hòa Opto thực hiện truyền tín hiệu analog Chế độ này có thể được sử dụng nhưng không nhiều, vì rằng đường đặc tuyến quan hệ vào-ra có đoạn tuyến tính khá hẹp, không đảm bảo truyền trung thực tín hiệu

Vì các linh kiện được cách ly với nhau nên khi sự cố ở tầng đầu ra như cháy, chập, tăng áp,…thì cũng không làm ảnh hưởng đến tầng điều khiển nên đảm bảo an toàn

2 Khảo sát đặc tuyến I-V của thyristor

Vặn biến trở P1 để dòng điều khiển lối vào G là âm Ghi giá trị dòng

và thế ra Nhận xét trạng thái hoạt động của Thyristor khi điều khiển bằng dòng phân cực âm.

Giá trị dòng ra: 0mA

Giá trị thế ra: 2,5V

Khi điều khiển bằng dòng phân cực âm, thyristor bị cấm

Vặn biến trở P1 để dòng điều khiển lối vào G là dương I(G)1 = 1,06mA Vặn biến trở chỉnh nguồn để tăng dần V Ứng với mỗi giá trị V, ghi giá trị dòng I(mA) và sụt thế U(A) tương ứng trên

Thyristor vào bảng A9- B2.

Bảng A9-B2

A

4.25m A

7.8m A

10.46m A

13.11m A U(A

)

140m

V

1.039

V

1.972V 3.585V 5.46V 6.57V 7.11V

Vặn biến trở P1 để dòng điều khiển lối vào G là dương I(G)2 = 10,1mA Đo đặc trưng I-V của Thyristor theo dòng I(G)2 vào bảng A9-B3.

Bảng A9-B3

Vẽ đồ thị biểu diễn đặc tuyến I-V của Thyristor: mô tả sự phụ thuộc dòng qua Thyristor I(A) - (trục y) theo sụt thế trên Thyristor U(A) - (trục x).

Xác định chế độ cụ thể để kích SCR bằng xung.

Khi tăng biên độ máy phát đỉnh-đỉnh đến 1,6V thì thyristor bắt đầu dẫn Vậy, để thyristor hoạt động cần sóng vào có biên độ tối thiểu 0,8V

3 Khảo sát đặc tuyến I -V của Triac

Vặn biến trở P1 để dòng điều khiển lối vào G là âm I(G)1 = - 5,09 mA Vặn biến trở chỉnh nguồn để tăng dần V Ứng với mỗi giá trị V, ghi giá trị dòng I(A) và sụt thế U(A) tương ứng trên Triac vào bảng A9-B4

Bảng A9-B4

I(mA

)

A

0,04m A

0.06m A

0.08m A

0.12m A

0.15m A U(A)

-74m

1.422V 4.58v 7.05V 9.9V 13.26V 15.81V

Vặn biến trở P1 để dòng điều khiển lối vào G là dương I(G)2 = 5,09mA Vặn biến trở chỉnh nguồn để tăng dần V Ứng với mỗi giá trị V, ghi giá trị dòng I(A) và sụt thế U(A) tương ứng trên Triac vào bảng A9-B5

Bảng A9-B5

A

0.02m

A

0.05m A

0.09m A

0.12m A

0.14m A

0.15m A U(A

)

-65mV 1.912V 6.32v 10V 12.36V 14.34V 15.84V

Vặn biến trở P1 để dòng điều khiển lối vào G là âm I(G)3 = - 5,09mA Nối chốt V với nguồn 0 -15V Vặn biến trở chỉnh nguồn để tăng dần

V Ứng với mỗi giá trị V, ghi giá trị dòng I(A) và sụt thế U(A) tương ứng trên Triac vào bảng A9-B6

Bảng A9-B6

-100mA

-150mA U(A) 0 -0,5mA -1mV 2,5mV

-3,75mV

-5mV -7,5mV

Vặn biến trở P1 để dòng điều khiển lối vào G là dương I(G)3 = 5,09mA Vặn biến trở chỉnh nguồn 0 -15V để tăng dần thế -V Ứng với mỗi giá trị V, ghi giá trị dòng I(A) và sụt thế U(A) tương ứng trên Triac vào bảng A9-B7

Bảng A9-B7

V 0V -1V -2V -5V -7,5V -10V -15V

-100mA

-150mA U(A) 0 -0,5mA -1mV 2,5mV

-3,75mV

-5mV -7,5mV

Vẽ đồ thị biểu diễn đặc trưng Volt-Ampere của Triac: mô tả sự phụ thuộc dòng qua Thyristor I(A) - (trục y) theo sụt thế trên Triac U(A)

- (trục x), theo các cung phần tư tương ứng.

Xác định chế độ cụ thể để kích Triac bằng xung.

Khi tăng biên độ máy phát đỉnh-đỉnh đến 1,6V thì Triac bắt đầu dẫn Vậy, để Triac hoạt động cần sóng vào có là xung vuông biên độ tối thiểu 0,8V

4 Sơ đồ điều khiển đồng bộ Thyristor

Sử dụng máy hiện sóng quan sát tín hiệu tại các vị trí:

Tín hiệu vào bộ liên kết quang (IN1/ VAC1-VAC2).

Tín hiệu ra bộ liên kết quang VA = OUT1 (điểm A)

Tín hiệu VB tại điểm B ở lối ra bộ hình thành xung tam giác.

Tín hiệu ra VC tại điểm C bộ so sánh IC1 Nếu lối ra không có tín hiệu, cần vặn biến trở P1 để chọn ngưỡng tương ứng

Tín hiệu lối vào CTRL.

Tín hiệu ra VD tại điểm D trên collector T3, T4

Tín hiệu VE tại điểm E trên Anode của thyristor.

Trên cơ sở giản đồ xung, giải thích lại nguyên tắc hoạt động của mạch.

Nguồn AC ở lối vào VAC1 – VAC2 sau khi đi qua bộ liên kết quang tạo thành xung vuông Sau đó các xung vuông này được đưa tới lối vào bộ phát xung răng cưa gồm 2 transistor T1,T2 và tụ C1 Trong nửa chu kỳ khi mức xung vuông bằng 0, transistor T2 cấm , tụ C1 được nạp trực tiếp

từ nguồn 12V thông qua transistor T1 tạo ra sườn lên của răng cưa Nửa chu kỳ sau, xung vuông nhảy lên mức thế cao làm T2 thông ,T1 cấm đột ngột, tụ C1 xả điện qua T2 xuống mức 0, tạo ra sườn xuống xung răng cưa Tín hiệu răng cưa lại được đưa vào lối vào dương của LM311 so sánh với lối vào âm Nếu mức thế sườn xung răng cưa nhỏ hơn thế chuẩn , lối ra của LM311 sẽ ở mức thấp Nếu xung răng cưa lớn hơn thì điện áp đầu ra ở mức cao

Xung vuông có độ rộng biến đổi này được tiếp tục đưa vào bộ tạo cổng

ra cho sóng 1kHz lắp trên transistor T3 và T4 Sóng vuông 1 kHz từ một máy phát bên ngoài được đưa vào qua lối CTRL và các sóng này chỉ có thể đi qua T3 rồi được khuếch đại qua T4, ra biến thế trong khoảng thời gian mức cao Các xung 1kHz này sẽ được truyền qua biến áp xung sangthyristor để làm thyristor thông trong 1 khoảng thời gian xác định tại nửa chu kỳ VAC Và ta có tín hiệu tại các vị trí như trên