TIỂU LUẬN HỌC PHẦN: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ MẠCH DTCS Ngày nhận: Ngày 23 tháng 8 năm 2021 Ngày nộp: Ngày 26 tháng 8 năm 2021 Sinh viên: NGUYỄN QUANG THÀNH Giáo viên hướng dẫn: TRẦN XUÂN MINH THÁI NGUYÊN 8 - 2021 Mã SV : PY1151206548 NHÓM 6 ĐỀ TÀI: Thiết kế mạch phát xung điều khiển bộ chỉnh lưu hình cầu một pha có D0 Câu 1: Giới thiệu sơ lược về vấn đề điều khiển bộ chỉnh lưu dùng thyristor, các phương phát xung điều khiển và lựa chọn phương phát phát xung điều khiển.
KHOA CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ TIỂU LUẬN HỌC PHẦN: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ MẠCH DTCS Ngày nhận: Ngày 23 tháng năm 2021 Ngày nộp: Ngày 26 tháng năm 2021 Sinh viên: NGUYỄN QUANG THÀNH Mã SV : PY1151206548 Giáo viên hướng dẫn: TRẦN XUÂN MINH THÁI NGUYÊN - 2021 NHÓM ĐỀ TÀI: Thiết kế mạch phát xung điều khiển chỉnh lưu hình cầu pha có D0 Câu 1: Giới thiệu sơ lược vấn đề điều khiển chỉnh lưu dùng thyristor, phương phát xung điều khiển lựa chọn phương phát phát xung điều khiển 1 Giới thiệu vấn đề điều khiển chỉnh lưu dùng thysistor Các sơ đồ chỉnh lưu có điều khiển xây dựng dựa sở sử dụng dụng cụ bán dẫn cơng suất có điều khiển Việc khống chế làm việc sơ đồ chỉnh lưu để tạo điện áp tải điều chỉnh giá trị trung bình điện áp thơng qua việc điều khiển thời điểm mở khóa van (trong sơ đồ chỉnh lưu, trừ số sơ đồ đặc biệt, phần lớn sơ đồ việc khóa van thực điện áp nguồn - chuyển mạch tự nhiên) Các dụng cụ bán dẫn công suất dùng sơ đồ chỉnh lưu thyristor, triac, transistor,…, chủ yếu thyristor Để mở van chỉnh lưu, dù thuộc loại cần có hai điều kiện: Điện áp thuận điện cực van (anot - katot góp - phát) điện áp dịng điện điều khiển (thường gọi tín hiệu điều khiển) cực điều khiển Điện áp điện cực van sơ đồ chỉnh lưu thông thường nguồn cung cấp xoay chiều tạo nên, cịn tín hiệu điều khiển mạch điện khác tạo Mạch điện tạo tín hiệu điều khiển van sơ đồ chỉnh lưu thường gọi mạch điều khiển hay hệ thống điều khiển chỉnh lưu Một đặc điểm làm việc chỉnh lưu thời gian chu kỳ nguồn van dẫn dòng khoảng thời gian định (thường 1/m chu kỳ nguồn), khoảng thời gian van khơng dẫn dịng thường u cầu khơng có điện áp dịng điện cực điều khiển (một số trường hợp có với cực tính ngược lại) Điều có nghĩa tín hiệu điều khiển van phải có dạng chuỗi xung, độ dài tùy thuộc vào loại van chỉnh lưu sử dụng, mạch điều khiển chỉnh lưu gọi mạch phát xung điều khiển chỉnh lưu Như nêu, van chỉnh lưu có nhiều loại khác nhau, phổ biến thyristor, nội dung ta tập trung nghiên cứu mạch phát xung điều khiển cho sơ đồ chỉnh lưu dùng thyristor Điện áp điều khiển thyristor phải đáp ứng yêu cầu cần thiết công suất, biên độ, độ dốc mặt đầu thời gian tồn Các thơng số cần thiết tín hiệu điều khiển cho sẵn tài liệu tra cứu van Do đặc điểm thyristor van mở việc cịn tín hiệu điều khiển hay khơng khơng ảnh hưởng đến dịng qua van, để hạn chế cơng suất mạch phát tín hiệu điều khiển giảm tổn thất vùng điện cực điều khiển người thường tạo tín hiệu điều khiển thyristor có dạng xung hẹp Các xung điều khiển tính tốn độ dài xung cho đủ thời gian cần thiết (với độ dự trữ định) để mở van với loại phụ tải có sơ đồ làm việc Thơng thường độ dài xung nằm giới hạn từ 200 s đến 600 s (3,6 10,8o điện với tần số nguồn xoay chiều 50 Hz) Các hệ thống phát xung điều khiển chỉnh lưu phân làm hai nhóm: Nhóm hệ thống điều khiển đồng bộ: Đây nhóm hệ thống điều khiển mà xung điều khiển xuất điện cực điều khiển thyristor thời điểm cần mở van với giá trị xác định góc điều khiển lặp lặp mang tính chu kỳ với chu kỳ thường chu kỳ nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu Nhóm hệ thống điều khiển sử dụng phổ biến Mục nghiên cứu hệ thống điều khiển thuộc nhóm Nhóm hệ thống điều khiển khơng đồng bộ: Các hệ thống điều khiển thuộc nhóm tạo xung điều khiển không tuân theo giá trị góc điều khiển nêu phần trước Các hệ thống điều khiển phát chuỗi xung điều khiển với tần số thường cao nhiều tần số nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu trình làm việc tần số xung tự động thay đổi để đảm bảo giữ ổn định đại lượng đầu đó, ví dụ Ud hay Id Để đạt điều người ta thực khống chế tần số xung điều khiển theo sai lệch tín hiệu đặt tín hiệu thực tế đại lượng cần ổn định Như hệ thống phát xung loại buộc phải thực dạng hệ thống có phản hồi, tức hệ thống kín Các hệ thống điều khiển tương đối phức tạp không xét 1.1 Các hệ thống điều khiển đồng Các mạch phát xung điều khiển chỉnh lưu theo nguyên lý hệ thống điều khiển đồng sử dụng phổ biến Bên cạnh mạch xây dựng từ linh kiện đơn lẻ tổ hợp, hệ thống điều khiển thường sử dụng hệ vi xử lý để phát xung điều khiển chỉnh lưu Các mạch phát xung sử dụng linh kiện rời thiết kế dựa ba nguyên tắc: - Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha đứng; - Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha ngang; - Hệ thống điều khiển chỉnh lưu dùng điot hai cực gốc (transistor tiếp giáp) Trong thực tế, nguyên tắc khống chế pha ngang trước sử dụng, khơng cịn áp dụng, mạch điều khiển dùng điot hai cực gốc tồn số hệ thống cũ, sử dụng phổ biến chủ yếu mạch phát xung theo nguyên tắc khống chế pha đứng Các linh kiện tổ hợp sản xuất theo công nghệ vi điện tử dùng để phát xung điều khiển cho chỉnh lưu thiết kế theo nguyên tắc khống chế pha đứng, hệ thống điều khiển sử dụng linh kiện số hệ thống điều khiển sử dụng hệ vi xử lý xây dựng dựa tảng nguyên tắc khống chế 1.2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THEO NGUYÊN TẮC KHỐNG CHẾ PHA ĐỨNG Sơ đồ khối hệ thống điều khiển theo nguyên tắc khống chế pha đứng Mạch phát xung điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc pha đứng phân chia thành khối chức khác sơ đồ hình Trong gồm: Khối đồng hóa phát điện áp cưa (ĐBH&FSRC) Khối so sánh (SS) Khối gia công xung (GCX) ul: điện áp lưới (nguồn) xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu urc: điện áp tựa thường có dạng hình cưa lấy từ đầu khối ĐBH&FSRC uđk: điện áp điều khiển, điện áp chiều dùng để điều khiển giá trị góc uđkT: điện áp điều khiển thyristor, chuỗi xung điều khiển lấy từ đầu hệ thống điều khiển (cũng đầu khối GCX) truyền đến điện cực điều khiển (G) katot (K) thyristor \ Nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển theo nguyên tắc pha đứng tóm tắt sau: Tín hiệu điện áp cung cấp cho mạch lực chỉnh lưu đưa đến mạch đồng hóa khối ĐBH&FSRC đầu mạch đồng nhận điện áp thường có dạng hình sin với tần số tần số điện áp nguồn cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu trùng pha lệch góc pha xác định so với điện áp nguồn Điện áp gọi điện áp đồng ký hiệu uđb Các điện áp đồng đưa vào mạch tạo điện áp tựa (điện áp tựa có dạng hình cưa hinh sin, phổ biến dạng hình cưa, mục nghiên cứu trường hợp điện áp tựa dạng hình cưa) để khống chế làm việc mạch điện này, kết đầu mạch phát điện áp cưa nhận hệ thống điện áp dạng hình cưa đồng tần số góc pha với điện áp đồng bộ, gọi điện áp cưa ký hiệu urc Các điện áp cưa đưa vào đầu vào khối SS, đầu vào khối SS cịn có tín hiệu khác điện áp điều khiển chiều điều chỉnh (uđk) đưa từ vào, hai tín hiệu mắc với cực tính cho tác động chúng lên mạch vào khối SS ngược chiều Khối SS làm nhiệm vụ so sánh hai tín hiệu thời điểm hai tín hiệu có giá trị tuyệt đối đầu khối SS thay đổi trạng thái, tức tạo xung Như khối SS mạch điện hoạt động theo nguyên tắc biến đổi tương tự-số Tín hiệu mạch SS dạng tín hiệu số: có khơng có Tín hiệu đầu khối SS xung xuất với chu kỳ chu kỳ urc, thời điểm bắt đầu xuất xung nằm vùng sườn xung urc sườn xung urc gọi sườn sử dụng Điều có nghĩa rằng: Tại thời điểm |urc| = |uđk| phần sườn sử dụng chu kỳ điện áp cưa đầu khối SS bắt đầu xuất xung điện áp Như vậy, thay đổi thời điểm xuất xung đầu khối SS cách thay đổi giá trị uđk giữ nguyên dạng urc Trong số trường hợp đặc biệt, thyristor có công suất bé không yêu cầu cao độ xác thời điểm mở van xung từ khối SS đưa trực tiếp đến cực điều khiển thyristor để điều khiển mở thyristor Trong đa số trường hợp tín hiệu khối so sánh chưa đủ yêu cầu cần thiết tín hiệu điều khiển thyristor, để có tín hiệu đủ yêu cầu cần phải thực việc khuếch đại, thay đổi lại hình dạng xung, v.v, , nhiệm vụ thực mạch điện gọi mạch gia công xung (GCX), cuối đầu khối GCX nhận chuỗi xung điều khiển (uđkT) có đủ thơng số u cầu cơng suất, độ dài, độ dốc mặt đầu, v.v, , truyền đến cực điều khiển thyristor để điều khiển mở thyristor Mặc dù phải qua phần khác khối GCX thời điểm bắt đầu xuất xung không thay đổi, nên dù truyền trực tiếp xung đầu khối SS đến cực điều khiển thyristor hay phải qua khâu GCX thời điểm bắt đầu xuất xung cực điều khiển thyristor hoàn toàn trùng với thời điểm xuất xung đầu khối SS Vậy thời điểm xuất tín hiệu điều khiển điện cực điều khiển katot thyristor thời điểm xuất xung đầu khối SS, tức khối SS đóng vai trị xác định giá trị góc điều khiển Như nêu trên, thay đổi thời điểm xuất xung khối SS cách thay đổi giá trị uđk Vậy, điều khiển giá trị uđk điều khiển giá trị góc điều khiển Trong sơ đồ chỉnh lưu sử dụng nhiều thyristor, để tạo tín hiệu điều khiển khác phục vụ cho nhiều van, hệ thống điều khiển thường áp dụng hai phương pháp: - Phương pháp phát xung thứ nhất: Sử dụng nhiều mạch phát xung giống hệt nhau, mạch có khối giống chúng khác tín hiệu điện áp lưới (khác pha) đặt vào mạch đồng Mỗi mạch phát xung dùng để phát xung điều khiển cho van số van mắc nối tiếp song song Mạch điều khiển loại gọi mạch (hệ thống) nhiều kênh, phần mạch phát xung cho van gọi kênh điều khiển - Phương pháp phát xung thứ hai: Sử dụng chung mạch đồng bộ, mạch tạo điện áp cưa, khối so sánh, xung đầu khối SS thường có tần số gấp n lần tần số nguồn (n thường q) Lúc để có n đường xung khác với tần số tần số nguồn khối GCX phải có thêm mạch điện làm nhiệm vụ phân chia xung chuỗi xung đầu khối SS thành n chuỗi xung riêng biệt Mạch điều khiển loại gọi mạch điều khiển kênh (chỉ có khối so sánh) Loại mạch điều khiển phức tạp nhiều so với loại nhiều kênh xung điều khiển van có độ đối xứng cao (giá trị góc điều khiển van giống nhau) nên thường sử dụng có yêu cầu cao chất lượng chỉnh lưu Trong thực tế, nêu, việc xây dựng hệ thống điều khiển kênh cho sơ đồ chỉnh lưu nhiều pha phức tạp, việc yêu cầu giống giá trị góc điều khiển van, đặc biệt hai van pha chỉnh lưu cầu nhiều pha (thường pha), sử dụng kết hợp hai phương pháp trên: với hai van pha sử dụng chung mạch đồng hóa tạo điện áp cưa, mạch so sánh (một kênh), van pha khác sử dụng mạch phát xung khác 1.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THEO NGUYÊN TẮC KHỐNG CHẾ PHA NGANG Trong hệ thống phát xung điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha ngang, để tạo xung điều khiển cho van chỉnh lưu trước tiên người ta tạo tín hiệu điều khiển hình sin có tần số tần số xung điều khiển thyristor, tức tần số nguồn cung cấp xoay chiều có biên độ khơng đổi Các xung điều khiển van tạo thời điểm không bắt đầu chuyển sang dương điện áp điều khiển hình sin vừa nêu Việc thay đổi giá trị góc điều khiển thực cách thay đổi góc pha điện áp điều khiển hình sin Như hệ thống điều khiển việc trước tiên phải tạo hệ thống điện áp điều khiển dạng hình sin tần số tần số nguồn cung cấp cho chỉnh lưu với biên độ không đổi góc pha điều khiển Để thực nhiệm vụ này, người ta sử dụng sơ đồ cầu dịch pha dùng điện trở, tụ điện (cầu R-C) điện trở, điện cảm (cầu R-L) Khi có điện áp điều khiển dạng hình sin nêu, việc tạo xung điều khiển cho thyristor thời điểm không bắt đầu chuyển sang dương điện áp hình sin thực nhiều sơ đồ khác nhau, đơn giản dùng điot, ngồi ta sử dụng mạch biến đổi tương tự - số mạch vi điện tử Tuỳ thuộc vào trường hợp cụ thể mà sử dụng thêm mạch sửa xung, khuếch đại xung, v.v…, tương tự mạch nêu hệ thống điều khiển theo pha đứng Như vậy, hệ thống phát xung này, việc thay đổi giá trị góc điều khiển (dịch pha xung điều khiển) thực việc dịch pha điện áp điều khiển, tức dịch chuyển đường cong điện áp điều khiển theo trục ngang, vậy, mạch phát xung điều khiển loại gọi tên mạch điều khiển theo nguyên tắc khống chế pha ngang 1.4 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU SỬ DỤNG ĐIOT HAI CỰC GỐC Mạch phát xung tương đối đơn giản, xung có cơng suất đủ để điều khiển mở thyristor công suất nhỏ Tuy nhiên, với sơ đồ chưa thể áp dụng để điều khiển chỉnh lưu tần số xung phụ thuộc vào thơng số linh kiện sơ đồ, thời điểm xuất xung phụ thuộc vào thời điểm đóng nguồn cung cấp cho mạch phát xung Với đặc điểm làm việc sơ đồ, thấy rằng, cung cấp cho sơ đồ nguồn điện áp dạng xung mà tốt xung nguồn hình chữ nhật với tần số tần số nguồn cung cấp cho chỉnh lưu, thời điểm đầu xung nguồn trùng lệch góc xác định so với thời điểm mở tự nhiên van điều khiển mạch phát xung thời điểm xuất xung chu kỳ xung nguồn (cũng chu kỳ nguồn cung cấp cho chỉnh lưu) lệch góc xác định so với thời điểm mở tự nhiên van chỉnh lưu điều chỉnh nhờ điều chỉnh thơng số sơ đồ dòng nạp tụ Trong thực tế để tạo xung nguồn dạng chữ nhật nêu tương đối phức tạp, người ta tạo xung nguồn gần dạng hình thang cách dễ dàng (sơ đồ sau), dạng nguồn thường sử dụng Ta chọn phương pháp phát xung điều khiển theo NGUYÊN TẮC KHỐNG CHẾ PHA ĐỨNG Câu 2: Thiết kế khâu mạch phát xung Như biết, kênh phát xung theo nguyên tắc khống chế pha đứng đầy đủ thường có phần mạch bản: Đồng hóa, tạo điện áp cưa, so sánh, sửa xung, phân chia xung (nếu cần), khuếch đại truyền xung Để thiết kế trọn vẹn kênh phát xung điều khiển van (hệ thống nhiều kênh), hai nhiều van (hệ thống kênh hệ thống ghép) ta tiến hành thiết kế phần mạch Tạm thời chỉnh thiết kế mạch phát xung cho hệ thống điều khiển nhiều kênh, trường hợp khác người học tự tìm hiểu thêm a Mạch đồng hóa Mạch đồng hóa sử dụng mạch phân áp máy biến áp, phổ biến máy biến áp Trong số trường hợp điện áp đồng cần lệch pha so với điện áp cấp cho mạch anôt - katôt thyristor góc pha (300 chỉnh lưu hình tia hình cầu ba pha), để thực sử chọn tổ nối dây máy biến áp cho phù hợp (hình 3.3a) sử dụng mạch dịch pha phần tử thụ động mạch dùng điện trở tụ điện (hình Hình 3.3 Mạch đồng hóa ba pha hình thức dịch pha tín hiệu đồng Mạch tạo điện áp cưa Có nhiều dạng mạch tạo điện áp cưa khác sử dụng Ngun lý chung dựa vào q trình phóng nạp tụ điện để có điện áp dạng hình cưa, sườn xung điện áp cưa sử dụng để định thời điểm xuất xung điều khiển cần có độ tuyến tính cao thường giai đoạn nạp điện tụ với việc điều khiển dịng nạp khơng đổi Có hai dạng sơ đồ mạch tạo điện áp cưa phổ biến sơ đồ sử dụng transistor (hình 3.4) sơ đồ sử dụng kết hợp transistor khuếch đại thuật toán (hình 3.5) Hình 3.4 Mạch tạo điện áp cưa ổn định dòng nạp tụ nhờ transistor Trong sơ đồ hình 3.4, tụ C bắt đầu trình nạp điện thời điểm đầu nửa chu kỳ âm uđb, bắt đầu phóng qua Tr1 thời điểm đầu nửa chu kỳ dương uđb Còn sơ đồ hình 3.5, tụ bắt đầu nạp điện thời điểm đầu nửa chu kỳ dương uđb, bắt đầu phóng qua Tr2 thời điểm đầu nửa chu kỳ âm uđb Do điện áp cưa đầu sơ đồ hình 3.4 lấy trực tiếp tụ nên dịng đầu (dòng vào mạch so sánh) ảnh hưởng nhiều đến trình nạp tụ nên dung lượng tụ thường chọn lớn (thường 10 F) để đảm bào dòng nạp tụ lớn 10 lần dòng đầu sơ đồ Với sơ đồ hình 3.5, điện áp cưa điện áp KĐTT, lý thuyết gần dịng đầu khơng ảnh hưởng đến q trình nạp tụ (lý tưởng KĐTT có tổng trở khơng) nên tụ thường chọn có dung lượng nhỏ (thường cỡ 220nF) nên thường dùng tụ xoay chiều có độ ổn định giá trị cao Do phát triển nhanh công nghệ chế tạo mạch vi điện tử nên giá thành KĐTT thấp nên xu hướng chọn mạch tạo điện áp cưa sử dụng KĐTT để ổn định dòng nạp tụ cho chất lượng điện áp cưa cao hơn, độ ổn định làm việc tốt Hình 3.5 Mạch tạo điện áp cưa ổn định dịng nạp tụ KĐTT c Mạch so sánh Hình 3.6 Mạch so sánh dùng transistor tổng hợp tín hiệu nối tiếp Các mạch so sánh dùng linh kiện rời rạc thường hay sử dụng hai loại linh kiện transistor KĐTT Các tín hiệu vào mạch mắc nối tiếp (tổng hợp nối tiếp) mắc song song qua điện trở (tổng hợp song song) Khi phần tử dùng làm khâu so sánh có hệ số khuếch đại nhỏ nên tổng hợp nối tiếp có độ xác thời điểm xuất xung so với lý thuyết cao hơn; phần tử dùng làm khâu so sánh có hệ số khuếch đại lớn cực lớn (ví dụ KĐTT) nên tổng hợp song song có độ chống nhiễu cao hơn, đồng thời thêm số tín hiệu khác (khi cần) cách dễ dàng Trên hình 3.6 mạch so sánh dùng transistor tổng hợp tín hiệu nối tiếp, cịn hình 3.7 mạch so sánh dùng KĐTT tổng hợp tín hiệu song song Trên hai sơ đồ mạch so sánh, mũi tên biểu diễn chiều tín hiệu uđk urc chọn trùng nới chiều thực tín hiệu hai không âm Như điện áp đầu vào sơ đồ hình 3.6 ube = uđk – urc, cịn với hình 3.7 uv = uđk – urc Cả hai mạch so sánh cho xung điện áp đầu dương (thời điểm xuất xung thời điểm điện áp bắt đầu chuyển lên dương (với sơ đồ hình 3.6), chuyển từ âm sang dương (với sơ đồ hình 3.7) Trong thực tế, có nhiều trường hợp cần xung mạch so sánh xung âm, cần thay đổi loại transistor mạch so sánh thay đổi cực tính tín hiệu vào (lưu ý: có trường hợp chọn thời điểm xuất xung thời điểm điện áp đầu chuyển từ dương âm khơng để phối hợp với mạch phía sau mạch so sánh) Mặt khác, với trường hợp tổng hợp song song, tín hiệu quy ước điện áp đầu không nối mát so với điểm mát chung nên giá trị tín hiệu âm dương (thường hai điện áp uđk urc ngược dấu nhau) Hình 3.7 Mạch so sánh dùng KĐTT tổng hợp tín hiệu song song d Mạch sửa xung Để độ dài xung vào mạch khuếch đại xung phù hợp với khả máy biến áp xung, giảm nhẹ điều kiện làm việc cho transistor mạch khuếch đại xung giảm tổn hao công suất mạch điều khiển, đồng thời đảm bảo độ dài xung cần thiết theo yêu cầu mở tin cậy van chỉnh lưu, mạch so sánh mạch khuếch đại xung thường bố trí mạch thay đổi lại độ dài xung đầu mạch so sánh thường gọi mạch sửa xung Mạch sửa xung có nhiệm vụ đảm bảo thời điểm xuất xung đầu trùng với thời điểm xuất xung mạch so sánh độ dài xung cố định theo giá trị tính trước khơng phụ thuộc độ dài xung mạch so sánh Như xung mạch so sánh dài yêu cầu cần rút ngắn lại, cịn ngược lại phải tăng độ dài lên Trong thực tế, với sơ đồ tạo điện áp cưa, so sánh nêu độ dài xung mạch sửa xung thường lớn độ dài xung yêu cầu (khoảng 3,6 đến 10,8 độ điện tần số nguồn 50 Hz) nên mạch sửa xung thường thực rút ngắn độ dài xung Có số sơ đồ mạch sửa xung khác thường sử dụng mạch phát xung điều khiển chỉnh lưu, đưa hai sơ đồ đặc trưng ứng với hai trường hợp mạch so sánh dùng transistor (hình 3.8) dùng KĐTT (hình e Mạch phân chia xung Mạch phân chia xung có trường hợp dùng khâu đồng hóa tạo điện áp cưa, mạch so sánh, mạch sửa xung chung để phát xung cho hai nhiều van, đầu mạch sửa xuang ta có hai nhiều xung cách chu kỳ nguồn Các xung đầu mạch sửa xung phải tách hai nhiều đường xung riêng, đường xung chu kỳ nguồn có xung tương ứng với góc điều khiển tính tốn Để oặc thực nhiệm vụ người ta thường sử dụng phần tử logic thường mạch AND NAND, ssố trường hợp sử dụng mạch chốt Ở ta thiết kế hệ thống điều khiển nhiều kênh, kênh phát xung điều khiển thyristor nên khơng cần mạch phân chia xung, không thiết kế mạch phân chia xung f Mạch khuếch đại truyền xung Như phân tích chương 1, để khuếch đại công suất xung thường sử dụng tầng khuếch đại transistor mắc theo sơ đồ cực phát chung Để đạt độ xác cao thời điểm xuất xung so với lý thuyết, mạch so sánh mạch sửa xung thường tính tốn làm việc với dịng điện đầu nhỏ Do đó, khâu khuếch đại xung thường cần hệ số khuếch đại lớn, dùng tầng khuếch đại cần có transistor có hệ số khuếch đại dịng điện lớn thể đến hàng nghìn lần hơn) khó chọn transistor, cịn dùng nhiều tầng khuếch đại mạch lại cồng kềnh Biện pháp hữu hiệu dùng tầng khuếch đại dùng hai transistor mắc nối tiếp (còn gọi mắc Darlington) với transistor phía trước có dịng cực góp cơng suất nhỏ hệ số khuếch đại lớn transistor phía sau có dịng cực góp cơng suất lớn hệ số khuếch đại thường nhỏ Hai transistor mắc nối tiếp (hình 3.8) tương đương transistor có hệ số khuếch đại dịng điện xấp xỉ tích hệ số khuếch đại dịng hai transistor, nhờ việc chọn transistor cho mạch khuếch đại xung dễ dàng Việc truyền xung từ mạch phát xung đến cực điều khiển katôt thyristor có thể: truyền xung trực tiếp, sử dụng máy biến áp xung, sử dụng thiết bị cách ly phần tử quang bán dẫn Máy biến áp xung có nhược điểm kích thước cồng kềnh lại có nhiều ưu điểm: - Mạch điện đơn giản; - Đảm bảo cách ly điện mạch lực chỉnh lưu với mạch phát xung điều khiển, nên tăng độ an tồn, đơn giản hóa cho phần nguồn chiều cung cấp cho mạch phát xung; - Thuận lợi cho việc cấp xung điều khiển đồng thời cho nhiều van mắc nối tiếp song song (khi cần); - Có thể dùng máy biến áp xung để gửi xung thiết kế mạch điều khiển cho sơ dồ chỉnh lưu cầu ba pha; - Dễ dàng phối hợp điện áp điều khiển yêu cầu thyristor nguồn chiều cấp cho mạch phát xung (chọn tỷ số biến áp xung phù hợp) Xuất phát từ phân tích trên, ta ưu tiên chọn máy biến áp xung Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại xung dùng hai transistor mắc nối tiếp với máy biến áp xung (BAX) đầu biểu diễn hình 3.10 + U c c B D A 3X * * W D W 22 D G u đ k T r K u v T r Hình 3.10 Sơ đồ tầng khuếch đại xung dùng hai transistor mắc nối tiếp, truyền xung qua BAX Lưu ý: Trong số trường hợp, cần truyền xung với tần số cao (có thể đến KHz sử dụng mạch phát xung chùm) cần phải làm cho q trình giải phóng lượng từ trường BAX khóa transistor diễn nhanh, người ta thường nối tiếp thêm với D1 diode ổn áp điện trở sơ đồ hình 3.11 Hình 3.11 Mạch khuếch đại truyền xung có phần tử dập nhanh lượng từ trường máy biến áp xung transistor khóa: a) Dùng điện diode ổn áp; b) Dùng điện trở Hình 3.12 Mạch khuếch đại truyền xung có điện trở hạn chế giá trị nguồn cung cấp lớn yêu cầu Diode D2 sơ đồ có khơng, trường hợp khơng dùng D1 cần có D2 Về mặt lý thuyết, tỉ số máy biến áp xung lựa chọn tùy ý, phụ thuộc vào giá trị nguồn cung cấp chiều biên độ xung điều khiển yêu cầu thyristor, nhiên thực tế cho thấy tỉ số biến áp xung nên chọn khoảng từ đến Mặt khác, để mạch phía trước khâu khuếch đại xung làm việc ổn định, nguồn cung cấp thường nchọn nằm khoảng (12 15)V, đó, với thyristor nay, biên độ điện áp điều khiển thường (1,5 3)V, để sử dụng chung nguồn cung cấp thường nối thêm điện trở với cuộn sơ cấp máy biến áp xung sơ đồ hình 3.12 Giá trị điện trở hạn chế tính chọn cho biên độ điện áp xung đảm bảo giá trị yêu cầu Câu 3: - Vẽ sơ đồ nguyên lý, giới thiệu nêu nguyên lý hoạt động kênh phát xung có đồ thị minh họa Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý kênh phát xung 18 Thank You !!! 19 ... truyền xung Để thiết kế trọn vẹn kênh phát xung điều khiển van (hệ thống nhiều kênh), hai nhiều van (hệ thống kênh hệ thống ghép) ta tiến hành thiết kế phần mạch Tạm thời chỉnh thiết kế mạch phát... khiển thyristor nên không cần mạch phân chia xung, khơng thiết kế mạch phân chia xung f Mạch khuếch đại truyền xung Như phân tích chương 1, để khuếch đại công suất xung thường sử dụng tầng khuếch... thường sử dụng phần tử logic thường mạch AND NAND, ssố trường hợp sử dụng mạch chốt Ở ta thiết kế hệ thống điều khiển nhiều kênh, kênh phát xung điều khiển thyristor nên không cần mạch phân chia xung,