Sơ đồ khối
Phân tích chức năng
54 Khối Điều
Khiển
Khối cách ly
-Khối nguồn: chức năng của khối nguồn trong mạch chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn là cung cấp nguồn điện xoay chiều ổn định và phù hợp cho hệ thống, đảm bảo điện áp đầu vào ổn định và đáp ứng yêu cầu của mạch chỉnh lưu.
-Khối cách ly: Chức năng chính của khối cách ly trong mạch chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn là tạo ra một rào cản điện giữa các phần tử của mạch chỉnh lưu và mạch gốc, giúp bảo vệ hệ thống và tăng độ an toàn trong quá trình hoạt động.
-Khối điều khiển: Chức năng của khối điều khiển trong mạch chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn là điều khiển quá trình chỉnh lưu, biến đổi tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu một chiều và điều chỉnh điện áp đầu ra của mạch chỉnh lưu.
-Khối chỉnh lưu: biến đổi tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu một chiều bằng cách chỉ cho phép dòng điện chảy trong pha dương và loại bỏ phần âm, tạo ra nguồn điện một chiều ổn định và phù hợp cho hệ thống.
2.2.1 Khối nguồn
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn
- Chức năng: cung cấp nguồn điện xoay chiều ổn định và phù hợp cho hệ thống, đảm bảo điện áp đầu vào ổn định và đáp ứng yêu cầu của mạch chỉnh lưu
- Nguyên lý hoạt động: Nguồn điện lưới xoay chiều 220V qua biến áp hạ áp xuống 15V. Điện áp 15V xoay chiều qua cầu chỉnh lưu 1A làm biến đổi từ điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều.Khi qua IC ổn áp 7815 sẽ cho điện áp 15V ổn định.
Sau khối chỉnh lưu cầu điện ỏp 15V được cho qua tụ 2200àF để san phẳng điện ỏp tạo 55
điện áp ổn định cho IC ổn áp 7815 và mắc song với một tụ gốm để loại bỏ thành phần sóng hài của điện áp xoay chiều sau IC 7815 ta mắc song song với một led để báo mạch điều khiển có nguồn.
-Nguyên lý hoạt động của khối điều khiển trong mạch chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn là sử dụng thiết bị điều khiển như thyristor hoặc triac để điều khiển góc kích và điều chỉnh thời gian conduction. Điều này cho phép khối điều khiển kiểm soát và duy trì mức điện áp đầu ra của mạch chỉnh lưu theo yêu cầu của hệ thống.
2.2.2 Khối cách ly, khối công suất
Hình 2.2 MOC3020
- Có rất nhiều phương án cho khâu cách ly đó có thể dung phần tử cách ly quang biến áp xung hay với mạch công suất nhỏ chỉ cần dùng diot để chống ngược dòng.
- Trong phạm vi đề tài là ứng dụng với tải công suất trung bình và nhỏ để đáp ứng được tính gọn nhẹ và giá thành của mạch phương án sử dụng cách ly quang được chúng em quyết định sử dụng vì khá hiệu quả giá thành rẻ gọn nhẹ và cách ly an toàn giữa tải và mạch điều khiển từ các thông số trên chúng em quyết định sử dụng MOC 3020 để thực hiện khâu cách ly này.
-Nguyên lý hoạt động của MOC3020 dựa trên việc sử dụng ánh sáng để điều khiển transistor kháng nhau (triac). Ánh sáng từ LED được truyền qua đầu cách ly và kích hoạt phototransistor, từ đó kích hoạt triac để điều khiển tải. Quá trình này giúp cách ly điện giữa hai mạch và kiểm soát dòng điện chảy qua tải.
56
2.2.3 Khối điều khiển
Hình 2.3 Sơ đồ mạch điều khiển
Như ta đã biết để các van có thể mở đúng các thời điểm mong muốn, thì ngoài điều kiện phải đặt điện áp thuận thì trên điện cưc điều khiển và Catot phải có một điện áp điều khiển. Để có hệ thống các tín hiệu điều khiển xuất hiện đúng theo yêu cầu thì ta phải có một mạch điện để tạo ra các tín hiệu và được gọi là mạch điều khiển. Điện áp điều khiển phải đáp ứng các yêu cầu cần thiết như công suất, biên độ , thời gian tồn tại. Các thông số cần thiết của tín hiệu điều khiển đã được cho sẵn trong các tài liệu nghiên cứu về van.
Bộ phát xung điều khiển được chia làm hai nhóm:
Hệ thống điều khiển đồng bộ: Các xung ĐK xuất hiện đúng thời điểm cần mở van và lặp đi lặp lại mang tính chu kỳ.
57
Hệ thống ĐK không đồng bộ: Các xung ĐK không tuân theo giá trị của góc ĐK.
Ngày nay các mạch cổ điển như trên thường được thay thế bằng các IC tích hợp đầy đủ các khâu, với kết cấu nhỏ gọn, giá thành rẻ và đạt được độ chính xác rất cao. IC TCA 785 là một vi mạch như vậy, cơ sở lý thuyết của nó đã được giới thiệu ở phần trên.
-Nguyên lý hoạt động của khối điều khiển trong mạch chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn liên quan đến điều khiển góc kích của thiết bị điều khiển. Khối điều khiển tính toán và điều chỉnh góc kích để kiểm soát độ cao của điện áp đầu ra và điều chỉnh hiệu suất của hệ thống.
2.2.4 Mạch chỉnh lưu
Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch
Mạch chỉnh lưu có chức năng dùng để biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn một chiều nhằm cung cấp cho phụ tải điện một chiều.
Nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu:
Các Thyristor được mở theo xung điều khiển α ở các nửa chu kì: T1 mở khi u2
âm, T2 mở khi u2 dương. Các thyristor được mở theo góc kích xung α. Còn các van
58
được khóa theo nhóm khi T1 dãn thì T3 khóa khi T3 dẫn thì T1 khóa, khi T2 dẫn thì T4 khóa và ngược lại.
Đối với việc điều khiển điện áp một chiều ta có thể sử dụng vi mạch tích hợp TCA 785 để đơn giản mạch điều khiển.
Ưu điểm:
- Mạch đơn giản, ít khâu điều khiển.
- Tạo ra điện áp đối xứng.
- Chất lượng điện áp ra như mong muốn.
Nhược điểm :Giá thành đắt.
59