- Khởi động bằng không khí nén: dùng cho động cơ tĩnh tại và
1- Cực kolectơ; 2 Đệm đồng; 3 Kolectơ (Ge); 4 Thân; 5 Nắp chụp; 6-
Kolectơ (Ge); 4- Thân; 5- Nắp chụp; 6- Emitơ; 7- Bazơ; 8- ống kim loại; 9- Thủy tinh
cách điện; 10- Cực emitơ; 11- Cực bazơ.
5.2.3. Thirixtor:
Hình 5.18. Sơ đồ Thirixtor. a- Cấu trúc 4 lớp; b- Sơ đồ ghép 2 transitor t−ơng đ−ơng.
Hình 5.19. Sơ đồ cấu tạo, ký hiệu quy −ớc và đặc tínhvôn - ampe của thirixtor.
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
146 Đ iệ n á p đi ện c ực đi ều Hình 5.20. Đặc tính điều khiển của Thirixtor.
Dòng điện cực điều ể
5.3. Cắt nối dòng điện bằng transitor
5.3.1. Các sơ đồ điều khiển
5.3.1.1. Sơ đồ cắt nối điều khiển bằng má vít cơ học:
Hình 5.21. Sơ đồ cắt nối dòng điện dùng transitor điều khiển bằng má vít cơ học.
a- Sơ đồ cắt nối; b- Đặc tính vôn-ampe t−ơng ứng.
)
Sơ đồ cắt nối dòng điện dùng transitor điều khiển bằng má vít cơ học (KK') nh− trên hình 5.21a. Hình 5.21b là đặc tính vôn-ampe của transitor và đặc tính tải biểu diễn quan hệ giữa dòng điện đi qua điện trở tải Rt và thế hiệu UEK của transitor, tức là It = f(UEK), ở đây:
t EK ng K t R U U I I − = = . Sơ đồ làm việc nh− sau:
+ Khi tiếp điểm điều khiển KK' đóng: UEB=0 --> IB=0 -->
Transitor (T) đóng. Điểm làm việc lúc này là điểm D - giao giữa đặc tính tải và đặc tính Vôn-Ampe của transitor.
+ Khi tiếp điểm KK' mở: UEB>0 --> Transitor (T) mở --> IB tăng lên --> Điểm làm việc dịch chuyển trên đặc tính tải đến giá trị lớn nhất của dòng IK t−ơng ứng với IB=IBmo (điểm M).
Sự tăng tiếp theo của IB không làm tăng IK vì IK bị giới hạn bởi điện trở tải Rt, do đó: i Kbh Bmo t ng t EKm ng Kbh K K I I ; R U R U U I I = = − ≈ = .
Hai điểm D và M xác định các trạng thái biên của transitor: đóng và mở hoàn toàn.
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
5.3.1.2. Sơ đồ cắt nối không có tiếp điểm điều khiển:
Sơ đồ cắt nối không có tiếp điểm điều khiển nh− trên hình 5.22.
Hình 5.22. Sơ đồ cắt nối không có tiếp điểm điều khiển.
Bộ phát lệnh PL có nhiệm vụ phát tín hiệu đ−a vào cực gốc B1 để điều khiển T1 đóng mở. Có nhiều loại phát lệnh khác nhau, nh−: quang điện, từ điện, hỗ cảm ...). Thông dụng nhất là bộ phát lệnh loại máy phát xoay chiều một pha rất nhỏ, tín hiệu lấy ra từ stator. Do tín hiệu phát ra nhỏ nên th−ờng phải qua một số tầng trung gian để khuyếch đại tín hiệu.
Khi rôto của bộ PL quay: hai đầu cuộn dây stator xuất hiện suất điện động xoay chiều làm thay đổi điện thế ở cực B1:
- Khi UE1B1 > 0 --> T1 mở --> RT1 (giảm) << R1 --> UE2B2≈ 0 --> T2 đóng. T2 đóng.
- Khi UE1B1 < 0 --> T1 đóng --> RT1 (tăng) >> R1 --> UE2B2 > 0 --> T2 mở cho dòng làm việc chạy qua điện trở tải Rt. T2 mở cho dòng làm việc chạy qua điện trở tải Rt.
Trong sơ đồ, T1 có vai trò khuyếch đại tín hiệu điều khiển transitor T2. Transitor T1 + Bộ PL có vai trò giống nh− má vít cơ học KK'.
5.3.2. Các biện pháp đảm bảo cho transitor đóng tích cực và làm việc bình th−ờng khi nhiệt độ tăng: bình th−ờng khi nhiệt độ tăng:
Điều kiện làm việc tốt nhất của transitor ở chế độ khoá điện là
chuyển tiếp nhanh chóng và dứt khoát giữa hai trạng thái khoá và mở (bão hoà), trong điều kiện đó: công suất tiêu tán trong transitor sẽ nhỏ nhất.
Dòng điện chạy qua tiếp giáp koléctơ của transitor không chỉ phụ thuộc điện áp đặt lên tiếp giáp Emitơ-Bazơ (UEB) mà còn phụ thuộc vào số l−ợng các phần tử tải điện không cơ bản xuất hiện ở tiếp giáp koléctơ và sự khuyếhc tán các điện tích từ Emitơ vào Bazơ.
Những phần tử tải điện không cơ bản xuất hiện ở tiếp giáp koléctơ, tạo nên dòng ng−ợc koléctơ IKng, còn sự khuyếch tán các điện tích từ E sang B - tạo nên dòng koléctơ ban đầu IK0 = Ki.IEB(kht). Đây là những dòng không điều khiển đ−ợc, giá trị của chúng chủ yếu phụ thuộc nhiệt độ và tăng theo sự tăng nhiệt độ với quy luật hàm mũ.
ở điều kiện nhiệt độ thấp, tổng các dòng không điều khiển đi qua tiếp giáp koléctơ là: IK(tO)= IKng + Ki.IEB(kht) rất nhỏ, nên khi UEB=0 thì hầu nh−
không có dòng đi qua transitor --> transitor đóng hoàn toàn.
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
Tuy vậy khi nhiệt độ tăng, dòng IKng và dòng IEB(kht) tăng nhanh làm tăng dòng IK(tO) qua tiếp giáp koléctơ ngay cả khi transitor ở trạng thái đóng (tức khi UEB=0) --> làm cho transitor không đảm bảo cắt hoàn toàn dòng cực góp - -> tức là đóng không chặt hay không tích cực. Hơn nữa, dòng này còn gây tiêu tán công suất phụ đốt nóng thêm transitor --> làm cho những dòng điều khiển càng tăng lớn hơn, và đến lúc nào đó có thể đạt giá trị t−ơng đ−ơng với dòng qua transitor khi nó mở --> đốt nóng mạnh transitor và có thể làm transitor bị đánh thủng nhiệt gây h− hỏng.
Để khắc phục hiện t−ợng đó, đảm bảo cho transitor làm việc bình th−ờng ở trạng thái khoá, cần phải loại trừ hoàn toàn dòng qua tiếp giáp Emitơ theo h−ớng thuận (dòng khuyếch tán) hay chắc chắn hơn là tạo nên một dòng khoá nhỏ qua Emitơ theo h−ớng ng−ợc. Muốn vậy phải làm cho thế của Bazơ d−ơng hơn Emitơ khi transitor đóng.
Để đạt đ−ợc điều đó, trong các sơ đồ ng−ời ta th−ờng sử dụng những biện pháp trình bày d−ới đây.
5.3.2.1. Hồi tiếp bằng điện trở:
Để đảm bảo cho transitor đóng tích cực, ng−ời ta dùng thêm một điện trở Rht mắc nối tiếp giữa cực d−ơng của nguồn và cực E (hình 5.23a). Rht mắc nh− vậy làm cho cực B có điện thế d−ơng hơn so với cực E khi tiếp điểm KK' đóng, tức là làm cho UEB < 0.
Hình 5.23. Các sơ đồ hồi tiếp bằng điện trở (a) và điốt (b).
Ph−ơng pháp này có nh−ợc là: độ sụt áp ở hai đầu Rht không ổn định, vì khi làm việc dòng IK qua nó luôn luôn thay đổi.
5.3.2.2. Hồi tiếp bằng điốt:
Hình 5.23b là sơ đồ hồi tiếp bằng điốt. Đặc tính phi tuyến của điốt cho phép đảm bảo yêu cầu điện trở nhỏ khi dòng qua lớn và ng−ợc lại (điện trở động), nên độ sụt áp trên điốt ΔU ≈ const. Nhờ đó khắc phục đ−ợc nh−ợc điểm của sơ đồ dùng Rht.
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt