2. Cấu trỳc và hoạt động của cỏc khõu trong mạch điều khiển:
2.4. Khõu tạo xung răng cưa:
Hỡnh18:Sơ đồ tạo xung răng cưa
Cú nhiều phương phỏp tạo xung răng cưa như: Dựng Điụt kết hợp với nhiều cuộn dõy biến ỏp lệch pha nhau; dựng Điụt và tụ điện; Dựng Tranzitor và tụ điện; dựng khuếch đại thuật toỏn và tụ điện. Tuy nhiờn chỉ cú hai phương phỏp sau cựng là được dựng. Tuy thế, nhược điểm chung của cỏc sơ đồ tạo điện ỏp răng cưa dựng Tranzitor là sự phụ thuộc khỏ rừ thời điểm mở
====================================================== và khoỏ của cỏc Tran vào điện ỏp vào cực Bazơ, do vậy điện ỏp răng cưa cũng ớt nhiều bị ảnh hưởng. Mặt khỏc độ tuyến tớnh của răng cưa cũng khụng thật cao. Hiện nay mạch tạo răng cưa sử dụng OA ngày càng được ứng dụng rộng rói do khắc phục được cỏc nhược điểm trờn, hơn nữa giỏ thành của OA đó khỏ rẻ chứ khụng như trước nữa.
Hỡnh trờn là một sơ đồ tạo răng cưa cú dạng đi xuống dựng một OA.
Nguyờn lý hoạt động:
ở nửa chu kỡ khi điện ỏp đầu ra của xung vuụng là õm, điốt D3 dẫn. Sử dụng đặc điểm của OA là điện ỏp vào cửa đảo và khụng đảo bằng nhau ta cú điện thế của đầu vào đảo bằng 0V do điểm (+) nối với 0V. Lỳc đú sơ đồ mạch cho ta thấy:
- Điện ỏp trờn tụ C bằng điện ỏp ở đầu ra của OA2: uc=ub - Điện ỏp trờn điện trở R5 bằng điện ỏp điện ỏp ở đầu ra của
OA1(bỏ qua sụt ỏp trờn điụt Đ1); ur2=ua.
Thụng thường mạch thiết kế với điều kiện R5<< R6, dẫn đến ir6 <ir5 , nờn để đơn giản khi phõn tớch, cú thể bỏ qua dũng ir3 trong giai đoạn này. Như vậy dũng qua tụ điện iC bằng dũng ir2 vỡ dũng vào cửa (-) của OA vụ cựng lớn. Kết hợp những điều trờn ta cú:
1 1 1 Ua U
bh ub = uc = C ∫ic dt = C ∫iR5 dt = C ∫ R dt = C.R t.
5 5
Như vậy điện ỏp trờn tụ C cũng như đầu ra tăng trưởng tuyến tớnh. Khi điện ỏp này đạt trị số ngưỡng của điụt ổn ỏp Đ2 thỡ điện ỏp tăng tới trị số +Ubh
Ở nửa chu kỳ sau điện ỏp Ua>0 (OA1 bao hoà dương : Ua=+Ubh), điốt Đ1 khoỏ nờn dũng điện qua R5 bằng 0. Lỳc này dũng qua tụ C bằng dũng
====================================================== đi qua điện trở R6 , dũng điện này ngược chiều với dũng đi qua tụ V ở nửa chu kỳ trước cú nghĩa là tụ C phúng điện:
1 1 E E
ub = uc = U oa− C ∫iR6 dt =U oa − C ∫ R dt =U oa− C.R t
6 3 3
Do đú điện ỏp trờn tụ C,cũng như điện ỏp ra, giảm xuống tuyến tớnh.Khi điện ỏp giảm đến khụng rồi õm xuống thỡ điốt Đ2 dẫn theo chiều thuận như cỏc đi ốt thụng thường, giữ cho điện ỏp ở giỏ trị xấp xỉ 0V.
Từ đõy mạch trở lại trạng thỏi đầu và điện ỏp nhận được trong một chu kỳ lưới điện ỏp xoay chiều cú dạng răng cưa đi xuống.
2.5.Khõu so sỏnh (tạo xung điều khiển):
Để xỏc định thời điểm mở van IGBT ta sẽ so sỏnh 2 tớn hiệu là Utựa và Uđk.Ta sẽ dựng khuếch đại thuật toỏn để thực hiện nhiệm vụ này bởi vỡ những lý do sau:
+Tổng trở vào của OA rất lớn nờn khụng gõy ảnh hưởng tới cỏc điện ỏp đưa vào so sỏnh ,nú cú thể tỏch biệt hoàn toàn chỳng để khụng tỏc động sang nhau.
+Tầng vào của OA thường là khuếch đại vi sai, mặt khỏc số tầng nhiều nờn hệ số khuếch đại khỏ lớn. Vỡ thế độ chớnh xỏc so sỏnh cao, độ trễ khụng quỏ vài μs.
+Khõu so sỏnh dựng OA cũng cú 2 kiểu đấu cỏc điện ỏp là so sỏnh 2 cửa và so sỏnh 1 cửa.
======================================================
Hỡnh 19a: So sỏnh 1 cửa
Hai điện ỏp Utựa và Uđk được đưa tới cựng 1 cực của OA thụng qua 2 điện trở đầu vào R1,R2.
Cửa cũn lại, để tăng độ chớnh xỏc so sỏnh thỡ đấu qua điện trở R3=R1//R2 xuống đất.
Điểm lật trạng thỏi là Un=Up=0
Utua + Udk ⇒ Udk=- R2 ⇔ R1 R2 =0 .Utựa 1 + 1 R1 R1 R2
Biểu thức này cho thấy điện ỏp ra đảo ngược trạng thỏi thỡ 2 điện ỏp so sỏnh cần phải trỏi dấu nhau.
b)So sỏnh 2 cửa:
Uđk và Utựa tới 2 cực khỏc nhau của OA. Điện ỏp ra tuõn theo quy luật : Ura=Ko.(U+-U-) Với Ko là hệ số khuếch đại của OA
======================================================
Hỡnh 19b: So sỏnh 2 cửa
Điểm lật trạng thỏi ứng với Utựa=Uđk.
+Khi Utựa >Uđk thỡ U= Utựa- Uđk > 0 ⇒ Uso sỏnh =+Ura max. +Khi Utựa < Uđk thỡ U<0 ⇒ Uso sỏnh =-Ura max.
Như vậy cỏc điện ỏp đưa vào so sỏnh phải cựng dấu thỡ mới cú hiện tượng thay đổi trạng thỏi đầu ra.Và độ chờnh lệch tối đa giữa 2 cửa trạng thỏi khi làm việc khụng được vượt quỏ giới hạn cho phộp của loại OA đó chọn.
Kết luận: Ta sẽ sửdụng sơ đồso sỏnh 2 cửa.