BÁO CÁO THỰC TẬP điện tử : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU ÁP MỘT CHIỀU VÀ XOAY CHIỀU

PHỤ LỤC Lời mở đầu ………………………………………………………….. 2 Giới thiệu các linh kiện chính trong mạch …………………………………...3 Nhiệm vụ đồ án thực tập……………………………………………..6 1 : Mạch điều áp một pha dùng thyristor …………………………………….7 2 :Mạch điều áp một pha dùng triac…………………………………………11 3 :Mạch điều áp ba pha dùng triac ………………………………………….13 4 :Khối phát xung điều khiển dùng TCA 785……………………………….17 Kết luận……………………………………………………………….26

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA : ĐIỆN TỬ -o0o -

BÁO CÁO MÔN :THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI :THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU ÁP MỘT CHIỀU VÀ XOAY

CHIỀU

Giáo viên hướng dẫn thực tập :TRƯƠNG THỊ BÍCH LIÊN

Nhóm sinh vên thực hiện:

Trang 2

Các mạch điện tử cơ bản vốn được coi là một trong những kiến thức cơ sở,vì vậy để học tốt kiến thức chuyên ngành thì việc nắm vững đặc điểm và nguyên

lý ,cách thiết kế và làm mạch thực tế là rất quan trọng bài thực tập với những kiến thức nền tảng sẽ giúp các bạn hiểu hơn về cách thiết kế mạch điện tử cơ bản ,nội dung của bài thực tập này là thiết kế mạch điều chỉnh điện áp một chiều và xoay chiều…

mạch này đã được chúng em thiết kế dựa trên cơ sở sự hướng dẩn của một số giáo trình như: linh kiện điện tử,kỹ thuật xung số,điện tử công suất…… Chung em rất mong nhận được sự góp ý kiến nhiệt tình từ phía cô giáo trong thời gian thực tập tốt nghiệp này.

Giới thiệu các linh kiện chính trong mạch :

SVTH: THUẬN- HÙNG -DŨNG - MINH - PHONG GVHD: TRƯƠNG THỊ BÍCH LIÊN Page2

Trang 5

(tụ,điện trở,điode,triac,thyristor….)

PHỤ LỤC

Lời mở đầu ……… 2

Giới thiệu các linh kiện chính trong mạch ……… 3

Nhiệm vụ đồ án thực tập……… 6

1 : Mạch điều áp một pha dùng thyristor ……….7

2 :Mạch điều áp một pha dùng triac………11

3 :Mạch điều áp ba pha dùng triac ……….13

4 :Khối phát xung điều khiển dùng TCA 785……….17

Kết luận……….26

Trang 6

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THỰC TẬP:

Thiết kế : Mạch điều áp một pha dùng thyristor

Mạch điều áp một pha dùng triac

Mạch điều áp ba pha dùng triac

Mạch phát xung điều khiển dùng IC TCA 785

Trang 7

1 : Mạch điều áp một pha dùng thyristor

Cấu tạo của thyristor :

Thyristor còn được gọi là SCR (Silicon controlled Rectifier) bộ nắn điện được điều khiển bằng chất silicium

Thyristor là linh kiện bán dẫn gồm 4 lớp P – N – P – N ghép nối tiếp tạo nên

ba cực anode ký hiệu A dương cực Catode ký hiệu K âm cực và cực gate ký hiệu G là cực khiển hay cửa J1, J2, J3 là các mặt ghép

Nguyên lý làm việc của thyristor :

Để nghiên cứu sự làm việc của thyristor ta xét trường hợp

Thyristor phân cực ngược

Trong trường hợp này dưới tác dụng Ec mặt ghép J1, J3 được phân cực thuận điện trường Ec này ngăn cản sự chuyển dời của lỗ trống khi chưa có điện áp

U GK thì nồng độ các điện tử tự do trong lớp P2 rất bé Khio có U GK > 0 thì vì

U GK là điện áp thuận đối với J3 vì nồng độ điện tử tự do rất lớn ở lớp catot N3 cho nên số lượng lớn điện tử chuyển dịch từ N2 sang P2

Khi U GK và I G càng lớn thì số điện tự do đi qua J2 càng nhiều hàng rào điện thế trên J2 càng giảm và điện áp E cần thiết để gây ra hiện tượng dẫn điện ào

ạt ở mặt ghép J2 càng bé.

Khi Ia lớn hơn trị số IL nào đó (tương ứng với số điện tử tự do đủ để hiện tượng dẫn điện ào ạt lan rộng ra khắp mặt J2) Thì nếu tắt dòng điện điều khiển IG hoặc điện áp uGK thyristor vẫn tiếp tục mở trị số IL được gọi là dòng điện anot khởi động

Thông thường IL = 10-3Iđm

Trong đó Iđm : là dòng điện định mức của thyristor

Thyristor chỉ khóa lại khi Ia nhỏ hơn trị số IH

IH : là dòng điện duy trị hoặc U GK < 0

Các thông số chủ yếu của Thyristor

Trị số hiện dụng định mức của dòng điện anot Iahd đó là trị số hiện dụng của dòng điện cực đại cho phép đi qua thyristor trong một thời gian dài khi

thyristor mở khi khi thyristor dẫn điện thì V AK = 0,7v nên dùng điện thuận qua SCR có thể tính theo công thức

Trang 8

RL : tải thuần trở

VCC : điện áp qua thyristor

Dòng điện điều khiển kích mở I GT là dòng điện điều khiển IG gây mở thyristor Điện áp ngược cực đại ungmax là điện áp giữa 2 cực A và K cho phép đặt của thyristor

Điện áp rơi định mức (U A là điện áp giữa cực A và K khi thyristor mở và dòng điện bằng dòng điện định mức

Thời gian phục hồi tính khóa là thời gian tối thiểu cần thiết để thyristor phục khóa hồi tính

Kí hiệu của thyristor hình1

Đặc tuyến của thyristor hình2

Trang 9

miền khóa ngược miền khóa thuận hình3

Đặc tuyến lí tưởng của thyristor

Trang 10

Mạch tương đương của thyristor hình6

Hình dạng thực tế của mạch điều áp một pha dùng thyristo:

hình7

Trang 11

Cách nối N1 nối với dương nguồn,N2 và N4 nối với tải,N5 nối với âm nguồn

2 :Mạch điều áp một pha dùng triac

Triac là phần tử bán dẫn gồm năm lớp bán dẫn, tạo nên cấu trúc p-n-p-n như

ở thyristor theo cả hai chiều giữa các cực T1 và T2, do đó có thể dẫn dòng theo

cả hai chiều giữa T1 và T2 Triac có thể coi tương đương với hai thyristor đấu song song song ngược.để điều khiển Triac ta chỉ cần cấp xung cho chân G của Triac.

Kí hiệu của triac hình8

Trang 12

Đặc tính Volt-Amper hình9

Đặc tính Volt-Ampere của Triac bao gồm hai đoạn đặc tính ở góc phần tư thứ nhất và thứ ba (hệ trục Descartes), mỗi đoạn đều giống như đặc tính thuận của một thyristor.

Triac có thể điều khiển cho mở dẫn dòng bằng cả xung dương (dòng đi vào cực điều khiển) lẫn xung âm (dòng đi ra khỏi cực điều khiển).Tuy nhiên xung dòng điều khiển âm có độ nhạy kém hơn, nghĩa là để mở được Triac sẽ cần một dòng điều khiển âm lớn hơn so với dòng điều khiển dương.

Hình dạng mạch điều áp một pha dùng triac :

Trang 13

hình10 Cách nối N6 nối với dương nguồn,N8 và N9 nối với tải,N10 nối với âm nguồn

3 :Mạch điều áp ba pha dùng triac

Về nguyên lý : mạch điều áp xoay chiều có van bán dẫn được mắc vào lưới điện xoay chiều , nên mạch điều khiển hoàn toàn giống như chỉnh lưu.

trường hợp mạch động lực được chọn là 2 triristor mắc song song ngược nhau , cần có 2 xung điều khiển trong mỗi chu kỳ mạch điều khiển có thể sử dụng sơ đồ hoàn toàn giống điều khiển chỉnh lưu 1 pha cả chu kỳ, với mỗi chu

kỳ thyristor một mạch điều khiển độc lập.

Trang 14

Đối với những tải cần điều khiển đối xứng , đòi hỏi 2 thyristor mở đối xứng, lúc này cần các kênh điều khiển thyristor có góc mở càng it khác nhau thì càng tốt Mong muốn là chúng hoàn toàn giống nhau những sự giống nhau này chỉ có thể đạt đến một chừng mực nào đó.

hình11 Mạch điều khiển triac đơn giản và dạng xung

Trang 15

Nguyên lí điều khiển mạch điều áp xoay chiều hình12

Sơ đồ nguyên lí tạo điện áp liên tiếp 2 nửa chu kì hình13

Trang 16

Nguyên lí tạo điện áp tựa trong điều áp xoay chiều

hình14

Trang 17

Sơ đồ thực tế mạch điều áp 3 pha dùng triac

hình15

Trang 18

4 :Khối phát xung điều khiển dùng TCA 785

Nguyên lý điều chế pha xung TCA 785

Mạch điều chế pha xung :

Nguyên lý hoạt động của mạch như sau:Điện áp vào là điện áp 1 chiều biến thiên được so sánh với điện áp chuẩn là xung răng cưa.Đầu ra của mạch so sánh là xung vuông có độ rộng tương ứng với gía trị điện áp vào.Qua mạch vi phân ta sẽ nhận được xung nhọn.Vị trí xung nhọn (pha xung) trong chu kỳ so sánh chính là tỷ lệ giữa giá trị biên độ điện áp vào và biên độ đỉnh xung răng cưa.

Mạch điều khiển thyistor thực hiện ổn dòng :

Mạch được xây dựng trên cơ sở IC điều chế pha xung TCA785

Châ n

Ký hiệu Chức năng chân Ký

2 Q 2 ** Đầu ra 2

đảo

10 C10 Tụ tạo

mạch răng cưa

13 L Tín hiệu

điều khiển xung ngắn ,xung

Trang 19

Đặc trưng và sơ đồ chân

IC 785 là IC điều khiển pha để diều khiển thysitor, triac, transitor Xungtriger

có thể thay đổi được độ rộng xung nhờ sự thay đổi góc mở từ

0o – 180o

Các loại ứng dụng của IC này là thay đổi dòng điện , điều khiển dòng xoay chiều, và diều khiển dòng điện 3 pha.

IC này đã ra đời cải tiến IC TCA 780 và TCA 780 D

Sơ đồ dạng song chức năng chân:

Trang 20

Dạng sóng và chức năng của các chân TCA 785 hình16

Trang 21

Sơ đồ mô tả chức năng chân

Dạng sóng và chức năng của các chân TCA 785 hình17

Chân Ký hiệu Chức năng 1 GND Đất 2 Q2 Đầu ra 2 đảo 3 Qu Đầu ra U 4 Q1 Đầu ra 1 đảo 5 VSYNC Điện áp đồng bộ 6 I Đầu ngăn cản 7 Qz Đầu ra Z 8 VREF Điện áp ổn định 9 R9 Điện trở 10 C10 Tụ điện 11 V11 Điện áp điều khiển 12 C12 Xung dư 13 L xung dài 14 Q1 Đầu ra 1 15 Q2 Đầu ra 2 16 vs Điện áp nguồn

Mô tả chức năng:

Tín hiệu đồng bộ đặt được đi qua con điện trở cao từ chân V5 Sự nhận dạng điện áp 0 xác định qua sự trôi 0 và sự dịch chuyển chúng về máy dò tín hiệu đồng bộ.

Máy dò tín hiệu đồng bộ này điều khiển bộ phát, tụ diện C10 được nạp từ chân R9 Nếu tín hiệu điện áp chân V10 mà được so sánh với tín hiệu điện áp chân điều khiểnV11 thì sẽ được đưa về khối logic Thay đổi V11 để thay đổi góc mở pha của trigger từ 0o - 180o

Trang 22

Ở nửa chu kỳ,1 xung dương đạt xấp xỉ 30us trong suốt quá trình ra tại đầu raQ1 và Q2.Xung có thể được đảo ngược 1800 thông qua tụ C12.Nếu chân 12 được nối xuống đất xung ra sẽ nằm giữa góc φ và 1800.

Đầu ra Q1 đảo và Q2 đảo cung cấp tín hiệu ngược cho Q1 và Q2

Một tín hiệu(φ+1800) có thể được sử dụng để điều khiển mức logic có giá trị tại chân 3.Một tín hiệu phản hồi từ cổng NOR nối với Q1 và Q2 có giá trị ra QZ(chân 7).

Tín hiệu đặt vào có thể được sử dụng để triệt tiêu tín hiệu ra Q1,Q2 và Q1 đảo,Q2 đảo.

Chân 13 có thể được sử dụng để làm phẳng tín hiệu ra Q1 đảo và Q2 đảo với

Trang 23

8 ≤ Vs ≤ 18V ;

-25 oC ≤ TA ≤ 85 oC

f = 50 Hz

3 Sơ đồ nguyên lý của mạch biểu diễn

Tìm hiểu sơ đồ nguyên lý của mạch biểu diễn thyistor trên TCA785

-Tín hiệu từ dòng điện 220v qua biến áp ,qua điot thành dòng 1 chiều qua MC 782ACT được điện áp 12V.

-Điot D1,D11 chỉnh lưu biến đổi nguồn xoay chiều thành 1 chiều

-Điot D2 và D3 mắc ngược nhau nối đất tạo ra điện áp hạn chế đưa vào chân 5 -Điot D7 và D5 đảm bảo đưa tín hiệu dòng vào chân G

-Triết áp R15 điều chỉnh điện áp xung răng cưa

-ULN 2803 có vai trò cách li và khuyếch đại 1 phần tín hiệu

-Điểm số 1 đấu với cực G

Các linh kiện trong phần mạch nguồn

Sơ đồ thực tế mạch phát xung điều khiển dùng IC TCA 785

Trang 24

Nối N24 vsync với dương nguồn,N24 mass với âm nguồn.

Công tắc to điện tử 1 pha

hình19

Trang 25

Công tắc to điện tử 3 pha

hình20

Trang 26

Khối nguồn và tải trởhình21

Trang 27

Giá thành của sản phẩm vẫn còn khá cao…

Khi sửa chữa thì cần phải có kiến thức nhất định về chuyên ngành…

Tuy chúng em đã cố gắng nhưng trong quá trình làm việc khó tránh khỏi những sai sót.Chúng em rất mong nhận được sự góp ý nhiệt tình từ phía cô giáo và các bạn trong thời gian thực tập tốt nghiệp này.

Cuối cùng chúng em xin được gửi lời cảm ơn tới cô giáo :

Chúng em xin chân thành cảm ơn

Cô giáo trong thời gian qua đã chỉ bảo

và giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt sản phẩm này !!

Tài Liệu Tham Khảo

Giáo trình : Điện Tử Công Suất ( trường ĐHCNHN ) http://tailieu.vn/

http://hauionline.com/

http://dientuvienthong.net/

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	2,65 MB