Khối khuếch đại xung cho transistor trong BXMC phức tạp hơn so với khối khuếch đại xung cho thyristor, điều này do:
- Thyristor là phần tử bán điều khiển nên chỉ cần một xung ngắn để van mở ra, sau đó không cần giữ xung này nữa. Với độ rộng xung điều khiển vài chục micro giây thì việc truyền xung ngắn cách ly thực hiện khá đơn giản bằng biến áp xung thông thường mà không có yêu cầu gì đặc biệt.
- Transistor là phần tử điều khiển hoàn toàn, vì vậy để mở van cũng cần xung điều khiển, nhưng xung này phải tồn tại chừng nào van còn phải dẫn, tức là độ rộng xung điều khiển phụ thuộc vào thời gian dẫn của van. Nếu điện áp phần lực thấp (dưới vài chục volt), không cần cách ly với mạch điều khiển vẫn dễ dàng thực hiện yêu cầu này. Tuy nhiên khi điện áp mạch lực cao và buộc phải cách ly nó với mạch điều khiển thì việc truyền xung công suất cách ly có độ rộng lớn là khó khăn, vì:
+ Nếu dùng biến áp xung sẽ đảm bảo cách ly, song do biến áp có tính chất vi phân nên làm giảm dần biên độ và công suất xung theo thời gian, vì thế có thể không đảm bảo mở tốt van trong suốt thời gian nó phải dẫn ở khu vực tần số làm việc dưới 1 kHz. Cần phải có các biện pháp phức tạp để khắc phục nhược điểm này.
+ Nếu dùng phương pháp cách ly bằng phần tử quang sẽ cho phép truyền cách ly xung có độ rộng tùy ý, song phần tử quang chỉ có thể truyền thông tin mà không có khả năng truyền công suất. Lúc đó buộc phải có thêm nguồn công suất sau phần cách ly để thực hiện tăng công suất đủ mở van, do đó mạch cũng sẽ phức tạp do có nhiều nguồn, mặt khác cũng làm tăng kích thước và tổn hao trong thiết bị. Hiện nay cả hai kiểu trên đều được nghiên cứu, chế tạo để ứng dụng trong thực tế, tuy nhiên phương pháp thứ hai dễ thực hiện hơn, vì vậy dưới đây chú trọng cách này hơn. Những vấn đề trên cho thấy khối khuếch đại xung là
phức tạp và sẽ gồm nhiều khâu gộp thành, thường có thể chia thành ba khu vực chức năng như hình 3.7.
Hình 3.7 Cấu trúc khối khuếch đại xung
1. Khâu cách ly bằng phần tử quang nhằm truyền thông tin về thời gian mở - khóa van, thường sử dụng hai loại là diode – transistor và diode – diode có khuếch đại sơ bộ.
2. Khâu phối hợp giữa thông tin về xung mở - khóa van và khâu khuếch đại công suất, có nhiệm vụ tạo ra dạng xung phù hợp theo yêu cầu của van lực cụ thể. Một số mạch của khâu này ở hình 3.8, cho ta thấy chúng đơn giản là các tầng khuếch đại trung gian dùng transistor ở chế độ khóa. Vì vậy cách tính toán vẫn tuân thủ luật đóng/ngắt transistor.
3. Khâu khuếch đại công suất với chức năng đơn giản là tăng công suất của dạng xung đã hình thành được ở khâu trước đó.
Hiện nay nhiều hãng công nghiệp đã chế tạo sẵn một số mạch điều khiển sơ bộ van “Drive” cho các loại transistor, chúng có khả năng điều khiển trực tiếp van với dòng xấp xỉ 100A, còn nếu sử dụng van lớn hơn cần bổ xung phần tăng công suất cho đủ yêu cầu.
Hình 3.8. Khuếch đại xung cho IGBT sử dụng Driver TLP250.
CHƯƠNG 4. MÔ PHỎNG MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Hình 4.1 Sơ đồ Mạch lực và mạch điều khiển bộ Buck 4.1 MẠCH ĐỘNG LỰC
Nhận xét: Với Kết quả thấy được.
KHI MỚI CẤP NGUỒN THÌ ĐIỆN ÁP TĂNG VỌT TỪ 0-16V. THỜI GIAN QUÁ ĐỘ RẤT NGẮN CHƯA ĐẾN 10-4s.
Điện áp dao động với biên độ giảm dần và dần dần đi đến ổn định ở giá trị 12V. Từ đây ta thấy nó giống với giá trị mà chúng ta đã đặt từ trước. Chứng tỏ hệ thống hoạt động tương đối ổn định và đạt các tiêu chuẩn đã đề ra. Dòng điện tương tự cũng giao động với biên độ giảm dần và dần dần đi đến ổn định ở giá trị 2A. Lúc mới bắt đầu hoạt động thì dòng điện tăng đột biến lên 2.5A (đạt giá trị yêu cầu Iripple=0.3xIL). Nhưng chúng ta cần phải có thêm thiết bị bảo vệ cho ắc quy trong trường hợp lúc khởi động có dòng điện lớn , nhiễu môi trường . Do giá trị dòng điện sau này ổn định và gần bằng giá trị đặt ban đầu là 2A nên có thể xem hệ thống vận hành tốt và cơ bản đáp ứng yêu cầu đề ra.
4.2 MẠCH ĐIỀU KHIỂN
4.2.1.Khâu phát xung
4.2.2. Khâu răng cưa
Kết quả mô phỏng khâu tạo điện áp răng cưa:
Kết quả mô phỏng khâu so sánh điện áp răng cưa với điện áp điều khiển.