Mạch chỉnh lưu dùng van là điôt tuy đơn giản nhưng chỉ cấp ra tải một điện áp xác định Ud = ksđU2, chỉ phụ thuộc vào mạch van và điện áp nguồn U2, không cho phép thay đổi hoặc giữ ổn định theo yêu cầu công nghệ của tải. Điều này do điôt luôn tự dẫn dưới tác động của chính điện áp nguồn xoay chiều gọi là mở tự nhiên. Nếu thay điôt bằng tiristo sẽ điều khiển được điểm dẫn của van theo ý muốn, vì để mở cần có đồng thời hai điều kiện: Thứ nhất, điện áp trên van phải dương, UAK > 0; thứ hai, có dòng điều khiển đủ mạnh tác động vào cực điều khiển của nó. Như vậy sử dụng điều kiện thứ hai ta khống chế được điểm mở tiristor theo ý muốn. Để thực hiện trong mạch điều kiện này người ta sử dụng khái niệm góc điều khiển (còn gọi là góc mở) được ký hiệu bằng . Quy ước về góc này như sau:
Góc điều khiển là góc tính từ thời điểm mở tự nhiên đến thời điểm tiristo được phát xung vào cực điều khiển để mở van. Thời điểm mở tự nhiên là thời điểm mà ở đó nếu van là điôt thì nó bắt đầu dẫn.
2.2. Chỉnh lưu có điều khiển một pha nửa chu kỳ.
* Nguyên lý hoạt động
Để mở Thyristor ở nửa chu kỳ dương, phải có một bộ phát xung đến mạch điều khiển. Khi thay đổi thời điểm phát xung, sẽ thay đổi điện áp chỉnh lưu.
Cũng như mạch chỉnh lứu không điều khiển, các thông số của chỉnh lưu có điều khiển ngoài việc thay đổi góc mở còn chịu tác động của phụ tải. Ta xét tính chất cảu phụ tải tác động đến các thông số của mạch chỉnh lưu có điều khiển.
Xét trong trường hợp tải thuần trở R
Giả sử thyristor được phân áp thuận ở bán kỳ dương. Trong thời gian nửa chu kỳ này, nếu bộ FX cấp một xung điều khiển (hình b) vào cực G thì thyristor sẽ thông, khi đó có điện áp đặt lên tải và có dòng trên tải (hình c). Dòng điện qua R có dạng của điện áp chỉnh lưu( dòng điện gián đoạn) (hình d)
Khi điện áp nguồn giảm về không thì thyristor khóa. Trạng thái này kéo dài suốt nửa chu kỳ âm. Tới nửa chu kỳ dương thyristor lại dẫn trở lại khi có xung điều khiển.
Góc kể từ thời điểm bắt đầu nửa chu kỳ dương đến thời phát xung gọi là góc mở thyristor. Thay đổi góc mở sẽ thay đổi khoảng thông ( ), do đó điện áp chỉnh lưu và dòng điện chỉnh lưuthay đổi.
Giản đồ điện áp và dòng điện chỉnh lưu tải R
Trong trường hợp thông thyristor với các góc mở khác nhau. Ta thấy: - Khi tăng góc mở thì khoảng thông thu nhỏ. Điện áp chỉnh lưu trung bình giảm (2 1 nên Ud2 < Ud1 hình a,b)
- Khi 0 thì thyristor dẫn dòng như đi ốt. Vậy chỉnh lưu không điều khiển có thể coi trường hợp riêng của chỉnh lưu có điều kiển với 0. Lúc này, điện áp chỉnh lưu trung bình là lớn nhất. Điện áp đặt lên thyristor như hình c.
Các biểu thức:
- Điện áp chỉnh lưu trung bình là:
Ud = .U 2 ) cos 1 ( 2 Khi thì Ud = 0 vì thyristor khóa Khi 0 thì Ud = U
2 , nghĩa là biểu thức chỉnh lưu có điều khiển trở lại biểu thức chỉnh lưu không điều khiển.
- Dòng điện chỉnh lưu trung bình: Id = R U R Ud . 2 ) cos 1 ( 2
- Dòng trung bình qua đi ôt là dòng trung bình qua tải ID = Id
- Điện áp ngược cực đại đặt lên thyristor là: Ungmax = 2.U 1,4.U
Câu hỏi ôn tập, bài tập
Bài 1: Vẽ sơđồ, trình bày nguyên lý hoạtđộng của mạch chỉnh lưu không điều khiển 1 pha nửa chu kỳ. Vẽ tín hiệu vào, ra của mạch.
Bài 2: Vẽ sơđồ, trình bày nguyên lý hoạtđộng của mạch chỉnh lưu không điều khiển 1 pha hai nửa chu kỳ. Vẽ tín hiệu vào, ra của mạch.
Bài 3: Vẽ sơđồ, trình bày nguyên lý hoạtđộng của mạch chỉnh lưu không điều khiển 3 hình tia. Vẽ tín hiệu vào, ra của mạch.
Bài 4: Vẽ sơđồ, trình bày nguyên lý hoạtđộng của mạch chỉnh lưu không điều khiển 3 hình cầu. Vẽ tín hiệu vào, ra của mạch.
Bài 5: Vẽ sơ đồ, trình bày nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu có điều khiển 1 pha nửa chu kỳ. Vẽ tín hiệu vào, ra của mạch.
Bài 6: Vẽ sơ đồ, trình bày nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu có điều khiển 1 pha hai nửa chu kỳ. Vẽ tín hiệu vào, ra của mạch.