4. Ph−ơng pháp nghiên cứu
3.3.1.4.Mạch tạo xung răng c−a đồng bộ
Trong thực tế muốn điều chỉnh Triac đóng mở (với một góc mở α nào đó) tự động theo yêu cầu của bài toán thì chúng ta cần phải tạo ra đ−ợc tín hiệu điện áp đồng bộ với tín hiệu điện áp đặt lên anôt-catôt của Triac. Để làm đ−ợc việc này ng−ời ta th−ờng tạo ra xung răng c−a đồng bộ (hay còn gọi là điều khiển thẳng đứng tuyến tính) đây là ph−ơng pháp hay đ−ợc sử dụng nhất ngoài ra ng−ời ta cũng có thể điều khiển theo nguyên tắc điều khiển thẳng đứng ARCCOS. Trong đề tài này tôi sử dụng ph−ơng pháp điều khiển thẳng đứng tuyến tính. Sơ đồ mạch tạo xung răng c−a đồng bộ nh− hình 3.6 sau:
Hình 3.6. Sơ đồ mạch tạo xung răng c−a đồng bộ
Hoạt động của mạch tạo xung răng c−a đồng bộ này nh− sau: nguyên lý
chung để tạo ra xung răng c−a là đầu tiên ta phải tạo ra đ−ợc xung vuông sau đó dùng mạch tích phân cho ra xung răng c−a. Trong đề tài này tôi thiết kế mạch tạo xung răng c−a có sử dụng bộ khuếch đại thuật toán TL082, nó gồm có 2 OA (U1A và U1B) đóng trong một vỏ, U1A(TL082) đ−ợc dùng trong mạch tạo xung vuông, U1B(TL082) dùng cho mạch tích phân tạo xung răng c−a.
Mạch tạo xung vuông: mạch gồm máy biến áp giảm áp và một bộ so sánh tín hiệu vào với mát, bộ so sánh ở đây là U1A(TL082). Khi có tín hiệu điện áp ở nửa chu kỳ d−ơng của tín hiệu xoay chiều vào đầu không đảo của U1A(TL082) lúc đó đầu vào không đảo sẽ d−ơng hơn đầu vào đảo nên đầu ra
của U1A(TL082) sẽ có tín hiệu xung điện áp bão hoà +9V (với giả thiết bộ so sánh này là lý t−ởng) thì tín hiệu vào đầu không đảo giảm dần đến lúc nhỏ hơn đầu vào đảo và âm dần khi đó đầu ra của U1A(TL082) lật trạng thái đến chế độ bão hoà âm (-9V) trong khoảng thời gian nào đó thì tín hiệu đầu vào không đảo d−ơng hơn đầu đảo, đầu ra của tín hiệu sẽ lật trạng thái và có tín hiệu xung điện áp d−ơng, quá trình lại tiếp tục lặp đi lặp lại nh− vậy. Sơ đồ dạng xung của mạch này nh− hình 3.7 sau:
Hình 3.7. Sơ đồ dạng xung vuông
Mạch tạo xung răng c−a: mạch gồm có một khâu tích phân, Diode chỉ cho tín hiệu d−ơng đi qua và một Tranzitor (Q2) để đóng mở, hoạt động của mạch này là khi có xung d−ơng qua Diode vào đầu không đảo của TL082(U1B) d−ơng hơn đầu vào đảo nên cho tín hiệu qua U1B(TL082) đồng thời nạp cho tụ C3 tín hiệu ra lúc này tăng dần tuỳ thuộc vào dung l−ợng của tụ lớn hay nhỏ, còn khi tín hiệu vào là xung âm sẽ đi vào cực B của Q2 khi đó Q2 sẽ mở cho dòng chảy qua khi đó tín hiệu ở đầu vào không đảo nhỏ hơn tín hiệu đầu đảo do đó xung ra sẽ giảm dần nh−ng nhờ có tụ C3 nên xung ra chỉ giảm
đến 0V thì tụ lại phóng. Do đó ở đầu ra ta sẽ nhận đ−ợc một chuỗi xung răng c−a.
Sơ đồ dạng xung đầu ra có dạng nh− hình 3.8 sau:
Hình 3.8. Sơ đồ dạng xung răng c−a
Tính toán lựa chọn các linh kiện trong mạch này nh− sau:
Độ rộng xung ra của mạch tích phân R6 - C3 và khuếch đại thuật toán U1B(TL082) là tx2 =(2,2ữ3)ìR6ìC3=(2,2ữ3)τ . Với τ là hằng số thời gian:
3 6 C R ì = τ , chọn τ =0,0005s=R6ìC3. Chọn C3 =222pF=0.222μF => = = KΩ F s R 22.52 222 , 0 0005 , 0 6 μ . Nh− vậy, chọn Ω = K R6 22 .
Chọn Tranzitor (loại PNP) mã hiệu 2SA564 có các thông số kỹ thuật sau:
IC = 100mA, β =250, PC = 250mW, Tj = 1250C.
Vì khuếch đại thuật toán U1A(TL082) có dòng làm việc là 1mA, dòng cực bazơ của Tranzitor là I IC IC mA mA
B 0,4 250 100 250= = = = β , R7 có tác dụng hạn chế dòng cho Tranzitor. Do đó, = = KΩ mA V R 9 1 9
lớn nhất của U1A(TL082), trên cơ sở đó chọn R7 =10KΩ. R8 có tác dụng hạn dòng cho U1A(TL082) chọn R8=10KΩ, chọn R5 =10KΩ.
Diode D3 cho xung d−ơng qua, chọn Diode D3 (loại 1N4001) có UD3 = 50V và Iđm = 1A.