Tính toán các khâu điều khiển.

3.3.1.Tính toán khâu phát xung điều khiển khởi động.

- Ta cần tạo ra mạch phát xung điều khiển có tần số fđk= 2.fN

- Ở đây ta sử dụng mạch tạo dao động dùng Op-Amp là phổ biến hiện nay: Sơ đồ mạch:

Tần số dao động của mạch phù hợp với tần số xung mở Tiristor là: fđk = 2.fN = 2.30000 = 60000 (Hz)

Ta có chu kỳ xung của mạch là: T = 2.RC.ln + 1  2 2 1 R R Do đó ta chọn: R1= 1 kΩ và R2= 0,86 kΩ Khi đó: T = 2.RC = 1 / fdk = 1 60000 = 1,67.10-5 (s) Chọn R=1 kΩ => C = ) 2 1 ln( . 2 1 2 R R R T + = 5 3 3 3 1,67.10 0,86.10 2.10 .ln(1 2 ) 10 − + = 8,34 (nF)

Chọn khuếch đại thuật toán: do yêu cầu tạo ra xung có tần số điều khiển fđk = 60000 Hz nên ta cần phải chọn một IC có tốc độ nhanh. Do đó ta chọn IC LM318. IC này chỉ gồm một con trên một vỏ nên rất thích hợp với việc làm mạch tạo dao động:

3.3.2. Tính toán khâu chia xung và phân kênh.

T-Flip-Flop được tạo ra từ D-Flip-Flop bằng cách nối đầu ra Q với đầu vào D. Xung điều khiển được đưa vào đầu vào xung nhịp C của D Flip-Flop.

Chọn D-Flip-Flop là IC 4013

3.3.3.Chọn IGBT driver.

Với các thông số tính toán trong mạch lực , ta chọn Driver tích hợp trong IC VLA513-01R với các thông số :

Vcc =15V

VEE = -8V

Điện áp tín hiệu vào +7V VOH = 14V

3.3.4. Tính toán khâu phản hồi.

a. Biến đổi tín hiệu bằng biến dòng:

- Ta sử dụng biến dòng để tạo ra tín hiệu áp phản hồi điều khiển mạch. Chọn biến dòng loại AMC2-300 có các thông số:

+ Dòng vào: Ivao=300 A

+ Dòng ra: Ira = 5 A

- Tín hiệu ra khỏi biến dòng là tín hiệu áp hình sin, để tạo ra tín hiệu xung điều khiển ta cho tín hiệu này qua mạch so sánh sử dụng Comparator loại LM119 có các thông số sau:

+ Nguồn cấp: UCC= ±15V

+ Dòng vào lớn nhất: Imax= 11,5 mA

- IC này gồm có 2 con trong một vỏ nên rất thuận tiện cho việc thiết kế mạch điều khiển:

b.Tạo tín hiệu chặn xung điều khiển.

- Để tạo tín hiệu chặn xung điều khiển ta thực hiện như sau:

+ Khi có tín hiệu điện áp (dạng sin) phản hồi thì nó được chỉnh lưu qua mạch cầu Diode và được lọc bằng tụ. Nó tạo thành dòng chảy qua cực gốc phát của Trazitor làm cho Tranzitor dẫn ở trạng thái bão hòa, do đó tín hiệu Q sẽ ở mức thấp “0” logic ( VQ= 0,6 V). Ngược lại khi không có tín hiệu phản hồi thì tín hiệu Q sẽ ở mức cao ( VQ= 5 V).

+ Tiếp đó tín hiệu phản hồi được đưa vào mạch có thêm phần tử NOT và AND như hình vẽ: nếu không có tín hiệu phản hồi tương ứng với Q = “1” thì nó sẽ cho tín hiệu

xung điều khiển đi qua còn khi có tín hiệu điều khiển tương ứng với Q= “0” thì nó sẽ không cho tín hiệu xung điều khiển đi qua và như vậy tín hiệu điều khiển sẽ bị chặn lại.

+ Tính toán, lựa chọn cho khâu phản hồi như sau:

o Chọn cầu Diode chỉnh lưu loại 2KBP005 có các thông số như sau: Ung_D= 50 (V)

ID = 2 (A)

o Tranzitor loại ZTX300 và Diode loại 1N4448 có các thông số đã cho ở trên. o Các điện trở R1 = R2 = 1 kΩ và tụ bù C = 100 µF

3.3.5. Hệ thống điều khiển PLL.

Sơ đồ khối:

Phase Detector Bộ lọc thông

thấp

VCO

- Bộ lọc thông thấp: dùng để lấy tín hiệu tấn số thấp, lấy ra điện thế DC. Trong hệ thống này người ta thường dùng các bộ lọc qua bậc một để đảm bảo tính ổn định của hệ thống.

- Mạch VCO: có nhiệm vụ phát ra tần số tỉ lệ với điện áp ngõ vào. Đây là khối quan trọng nhất của hệ thống PLL vì nó quyết định tính ổn định của tần số.

f = 1 1

1

.( 8,34 )

R C + nF

Chọn R1 = 50 (kΩ) => C1 = 0,33(mF)