3.3.1. Khâu khuếch đại xung – biến áp xung
Hình 3.12 Khuếch đại xung bằng biến áp xung Van T6-10 có các thông số: U đk= 6V; I đk= 70mA.
Chọn biến áp xung có tỉ số k = 2, vậy tham số dòng điện cuộn sơ cấp là:
𝑈1 = 𝑈2𝐵𝐴𝑋. 𝑘
𝐼1 =𝐼𝑔 𝑘
Trong đó điện áp thứ cấp máy biến áp xung được tính theo công thức:
𝑈2𝐵𝐴𝑋 = 𝑈đ𝑘 + ∆𝑈𝑑𝑖𝑜𝑡 𝑈1 = (𝑈đ𝑘+ ∆𝑈𝑑𝑖𝑜𝑡). 𝑘 = (3 + 0,5). 2 = 7 (𝑉). 𝐼1 =𝐼𝑔 𝑘 = 70. 10−3 2 = 0,035 (𝐴).
Nguồn công suất phải có trị số lơn hơn U1 để bù sụt áp trên điện trở vì vậy chọn ECS= 10 (V). Từ hai giá trị ECS và I1 chọn bóng T1 loại 2N3903 có tham số Uce = 40V; Icmax = 0,2A; βmin= 50.
R2 được chọn theo công thức:
𝑅2 >𝐸𝐶𝑆 𝐼𝑐𝑝 =
10
0,2= 50 (𝛺), 𝑐ℎọ𝑛 𝑅2 = 51 (𝛺).
Kiểm tra độ sụt áp trên điện trở R2 khi bóng dẫn dòng:
𝑈𝑅2 = 𝐼1. 𝑅2 = 0,035.51 = 1,79 (𝑉).
Điện áp còn trên biến áp xung phải là:
𝑈1 = 𝐸𝐶𝑆− 𝑈𝑅2 = 10 − 1,79 = 8,21 (𝑉).
Điện áp này lớn hơn 7V nên đạt yêu cầu. Tuy nhiên để tăng mạnh xung kích cho van vẫn có thể dùng thêm tụ C tăng cường điện áp.
Tần số xung chùm 10kHz tương ứng một chu kỳ xung là:
𝑇𝑥𝑐 = 1
𝑓𝑥𝑐 = 1
10. 103 = 100. 10−6 𝑠 = 100 (𝜇𝑠).
Khoảng cách giữa hai xung là tn= 0,5Txc = 0,5.100 = 50 (µs). Tụ C được chọn theo công thức:
𝐶 < 𝑡𝑛
3𝑅2 =
50. 10−6
3.51 = 0,33 (𝜇𝐹).
Chọn C = 0,33 µF.
Bóng T2 chọn loại BC108 có Uce= 20V; Icmax= 0,1 A; βmin= 110. Điện trở đầu vào có trị số: 𝑅1 ≤𝛽1𝛽2𝐸𝐶𝑆 𝑠𝐼1𝑚𝑎𝑥 = 50.110.10 1,2.0,2 = 229. 10 3 = 229 (𝑘𝛺), 𝐶ℎọ𝑛 𝑅1 = 220(𝑘𝛺).
3.3.2. Khâu tạo xung chùm
Hình 3.13 Mạch tạo dao động
Tần số dao động cần tìm là f = 10 kHz; tương ứng với chu kỳ máy phát là: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
𝑇 =1 𝑓 = 1 10. 103 = 0,1. 10−3(𝑠) = 100 (𝜇𝑠). Chọn tụ C có trị số 10 nF. Chọn R2 = 2R1 với giá trị thực thế chọn R1 = 5,1 kΩ và R2 = 10kΩ. Từ biểu thức tính chu kỳ dao động ở mục 3.2.4, ta có:
𝑇 = 2𝑡𝑥 = 2𝑅𝐶. ln (1 +2𝑅1 𝑅2 ) = 2𝑅𝐶. 𝑙𝑛2 Suy ra: 𝑅 = 𝑇 2𝑙𝑛2. 𝐶 = 100. 10−6 2𝑙𝑛2.10. 10−9 = 7,21. 103 (𝛺) = 7,21 (𝑘𝛺). Chọn R= 7,5 kΩ. b. Mạch trộn xung
Hình 3.14 Mạch tạo trộn xung
Chọn IC logic AND là 74LS08 có 4 phần tử AND trong một vỏ IC.
3.3.3. Khâu so sánh
Hình 3.15 Khâu so sánh
Lựa chọn OA loại TL082 có 2 OA trong một vỏ IC có điện áp nuôi Vccmax= ±18 V; chọn Vcc= ± 12 V.
Chọn R9 = R10 = 10 kΩ.
3.3.4. Khâu tạo điện áp tựa
Hình 3.16 Mạch tạo xung răng cưa hai nửa chu kỳ bằng OA Giả sử phạm vi điều chỉnh góc điều khiển khoảng 160˚, Urcmax = 10V. Tần số làm việc của lưới f lưới= 50 Hz.
Nguồn cấp cho OA là E = ± 12V => Chọn OA loại TL082 chứa hai OA trong một vỏ IC.
Thời gian tụ C phóng chính là khoảng thời gian tương ứng phạm vi điều chỉnh góc điều khiển α, nên với phạm vi điều khiển là 160˚ ta có thời gian phóng:
𝑡𝑝 =160°. 10𝑚𝑠
180° = 8,89 (𝑚𝑠).
Chọn điốt ổn áp BZX79 có UDz =10 V; Chọn tụ C = 220 nF;
Tính điện trở R3
Trong khoảng thời gian tp điện áp trên tụ giảm từ giá trị UDz xuống 0, nên ta có biểu thức:
𝑢𝐶(𝑡𝑝) = 𝑈𝐷𝑧− 𝐸
𝐶𝑅3. 𝑡𝑝 = 0
Suy ra điện trở R3 được tính bằng công thức:
𝑅3 = 𝐸
𝐶. 𝑈𝐷𝑧. 𝑡𝑝 =
12
0,22. 10−6. 10. 8,89. 10
−3= 48,5 (𝑘𝛺).
Chọn một điện trở 33 kΩ nối tiếp một biến trở 20 kΩ vào vị trí của R3. Tính điện trở R2
Thời gian để tụ C nạp điện là:
𝑡𝑛 =𝑇
2− 𝑡𝑝 = 10 − 8,89 = 1,11 (𝑚𝑠).
Điện áp bão hoà của OA là: Ubh = E – 1,5 = 12 – 1,5 = 10,5 V. Giả sử sụt áp trên điốt là 0,7 (V). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
𝑅2 ≤ 𝑈𝑏ℎ − 0,7 𝐶. 𝑈𝐷𝑧 𝑡𝑛 + 𝐸 𝑅3 = 10,5 − 0,7 0,22. 10−6. 10 1,11. 10−3 +48.51012 3 = 4,4(𝑘𝛺). Chọn R2 = 4,3 kΩ. 3.3.5. Khâu đông bộ
Hình 3.17 Mạch tạo điện áp đồng bộ.
Nhóm chỉnh lưu tia hai pha với hai điốt D1, D2 có điện áp vào là điện áp đồng pha với trị số hiệu dụng Udp= 11V, có điện áp ngược lớn nhất đặt lên van là:
𝑈𝑛𝑔 𝑚𝑎𝑥 = 2√2𝑈𝑑𝑝 = 2√2. 11 = 31,11 (𝑉).
Chọn điốt D1, D2 loại 1N4002 với tham số: Itb = 1 A; Ungmax = 100 V. Điện trở cho tải chỉnh lưu chọn R0 = 1 kΩ. Chọn điện trở R1 = 15 kΩ.
Để có phạm vi điều chỉnh góc điều khiển là 160˚, có nghĩa góc điều khiển nhỏ nhất phải là:
𝛼𝑚𝑖𝑛 = 0,5(180° − 160°) = 10°
Điện áp ngưỡng lúc này:
𝑈𝑛𝑔 = √2𝑈𝑑𝑝. 𝑠𝑖𝑛𝛼𝑚𝑖𝑛 = √2. 11. 𝑠𝑖𝑛10° = 2,70 (𝑉)
Nếu tính sụt áp trên điốt chỉnh lưu thì ngưỡng này phải giảm đi cỡ 0,7 V do đó Ung sẽ có giá trị xấp xỉ 1,7 V.
Chọn dòng qua phân áp (R5 + P1) là 1mA, tổng trở bộ phân áp:
𝑅∑ =𝐸
𝑖 =
12
1. 10−3 = 12 (𝑘𝛺).
Chọn phân áp gồm điện trở R5 = 11 kΩ và biến trở P1 = 2 kΩ.