Đaịc tính khóa : (turn off) Giạ sử SCR đang dăn dòng tại Do đaịc tính tại hay moơt tác nhađn khách quan khác, dòng

VIII. 4 b Nhược đieơm :

b. Đaịc tính khóa : (turn off) Giạ sử SCR đang dăn dòng tại Do đaịc tính tại hay moơt tác nhađn khách quan khác, dòng

đaịc tính tại hay moơt tác nhađn khách quan khác, dịng anode giạm veă 0, áp VAK chuyeơn thành giá trị ađm như hình 1.4. Dịng anode cĩ giai đốn dăn đieơn ngược trước SVTH : HOAØNG TRĨNG LINH TRANG 31

khi chuyeơn sang tráng thái khĩa ngược tương ứng với vieơc giại phĩng các đieơn tích cụa các mơi nơi tích lũy trong chê đoơ dăn. Sau đieơn áp VAK dương được đaịt trở lái. Quá trình khĩa SCR cĩ hai yeđu caău quan trĩng:

+ Caăn cĩ thời gian đạm bạo taĩt toff đeơ SCR phúc hoăi khạ naíng khạ naíng khĩa trước khi đaịt áp dương trở lái. toff phú thuoơc chê táo và giạm khi trị sơ áp khĩa giạm.

toff =

[

]

[

]

toff là thođng sơ quan trĩng đeơ tính tốn mách taĩt SCR khi sử dúng ở nguoăn moơt chieău.

+ Cĩ giới hán tơc đoơ taíng du/dt cụa đieơn áp phađn cực thuaơn đeơ SCR khođng chuyeơn sang chê đoơ dăn. Cĩ theơ giại thích hieơn tượng này khi xét các tú đieơn mơi nơi. Dịng náp tú du/dt cũng chính là dịng kích SCR.

Giới hán du/dt cụa SCR phú thuoơc câu táo, taíng theo định mức áp cụa SCR. Mách RC nơi tiêp maĩc song song AK cụa SCR (snubber) cĩ theơ cại thieơn du/dt. RC maĩc song song GK cũng hán chê khạ naíng SCR tự kích do nhieêu từ ngồi (hình II.6).

SCR

C2 R2 ^C1

R1

Hình II.6 : Mách bạo veơ SCR khỏi các chê đoơ kích dăn khođng mong muơn

C2 =0.05 - 0.1 µ_{F ; R2 = 33 – 100 Ohm ; R1 taíng khi áp SCR}

taíng và/hay dịng tại giạm, từ 20 -100 Ohm ; C1 taíng khi dịng SCR taíng và hay áp SCR giạm, từ 0.1 – 0.5 µ_F.

5.

Bieơu dieên quan heơ áp dịng giữa hai coơng G và K. Đoơ sai leơch giữa các đaịc tuyên cụa các thyristor cùng lối đáng keơ. Hình dáng cụa đaịc tuyên thay đoơi nhieău theo nhieơt đoơ. Tređn hình vẽ cĩ các nhánh bieđn cụa các đaịc tuyên VA cụa lớp chuyeơn đoơi G-K. Đieơm làm vieơc cụa ngỏ nhaơp phại naỉm trong vùng xác định bởi các nhánh bieđn.

Cođng suât toơn hao ở coơng G bị giới hán bởi giá trị PG(AV)M tức cođng suât toơn hao trung bình cực đái. Thođng thường, các thyristor cụa các boơ biên đoơi đieơn đĩng ngaĩt tuaăn hồn và các xung dịng cũng đưa vào lớp coơng moơt cách tuaăn hồn. Giạ sử các xung này cĩ chieău roơng ψ _thì

giá trị cođng suât uG.iG tương ứng với xung đĩ là:

^ψ π ψ C(AV)^2. CM P P =

Tređn hình II.7a bieơu thị hai giá trị iGT giới hán cụa dịng đĩng cụa coơng, và uGT- giới hán cụa đieơn áp coơng. Hai giới hán này cho biêt vùng chứa giá trị cụa uG, iG mà ở đĩ vieơc kích đĩng SCR khođng đạm bạo thành cođng. Các giá trị đieơn áp và dịng coơng kích neđn được thiêt laơp trong vùng gách chéo tređn hình II.7a.

ωt

ψ=π/6 ψ=π/12

ψ

Hình II.7 : a. Đaịc tuyên V-A nhaơp cụa thyristor. b. Sơ đoă thay thê đơn giạn cụa mách coơng.

Nêu như ta sử dúng mách táo xung đieău khieơn như hình II.7b thì đường thẳng uG = u – iG caĩt ngang vùng gách chéo tređn. Giao đieơm cụa nĩ với đaịc tuyên ngỏ vào xác định các giá trị cụa iG, uG khi đĩng thyristor. Đeơ đĩng thyristor, khoạng đaău xung dịng kích phại cĩ trị đụ lớn. Dámg xung dịng thường sử dúng cho coơng cĩ dáng như hình II.7a.

0 H ì n h I I .8 : M a ïc h k h u e âc h đ a ïi v a ø c a ùc h l y U G B I E ÂN A ÙP X U N G + V c c S C R I G M A ÏC H K H U E ÂC H Đ A ÏI T Í N H I E ƠU Đ I E ĂU K H I E ƠN

Do tính chât cụa lớp nghịch khođng tơt neđn khođng được phép xuât hieơn đieơn thê ađm tređn nĩ dù rât nhỏ. Khi thyristor ở tráng thái nghịch, vieơc kích vào coơng G sẽ làm taíng dịng nghịch moơt cách vođ ích. Các xung đieău khieơn thường truyeăn đên thyristor nhờ biên áp xung. Nhieơm vú cụa nĩ là tách mách cođng xuât ra khỏi nguoăn táo xung kích. Khi sử dúng các biên áp xung, caăn phại giại quyêt vân đeă làm taĩt nhanh dịng từ hĩa khi xung bị ngaĩt (nêu khođng thì dịng từ khođng ngừng taíng leđn sau moêi laăn đưa xung vào) và vân đeă caăn bạo veơ lớp coơng cụa thyristor trước đieơn áp nghịch. Đeơ giại quyêt vân đeă tređn ta cĩ theơ sử dúng dịng mách vẽ ra ở hình II.8.

6.

Đaịc tính nhieơt :

Như các linh kieơn cođng suât khác, khi làm vieơc SCR tieđu tán naíng lượng và phát nĩng. Múc đích cụa tính tốn nhieơt cho SCR là kieơm tra nhieơt đoơ mơi nơi θj cụa tinh theơ bán dăn phại bé hơn giá trị cho phép θjmax, cĩ trị sơ từ 150 .. 200 0C. Vieơc giại bài tốn này bao goăm:

-Tính cođng suât tieđu tán trung bình tređn SCR trong chu kỳ T

∫

P ( ). ( ) v(t),i(t) là giá trị tức thời áp, dịng qua anode – cathode cụa SCR. Cĩ theơ tra tài lieơu cụa nhà sạn xuât, theo hai thođng sơ : trị sơ trung bình và dánh dịng đieơn hay tích phađn trực tiêp từ dịng, áp.

-Tính tốn truyeăn nhieơt từ tinh theơ bán dăn ra mođi trường xung quanh:

Bài tốn này cĩ theơ đơn giạn khi cho raỉng trong chê đoơ xác laơp, cheđnh leơch nhieơt đoơ tređn đường truyeăn θ1, θ2 tư leơ với cođng suât tieđu tán ∆P và thođng sơ đaịc trưng cụa mođi trường truyeăn – gĩi là đieơn trở nhieơt R12:

θ1 -θ2₌∆P.R12

Áp dúng vào tính tốn tạn nhieơt cho bán dăn cođng suât :

J

θ _- θ_A = ∆P. (RJC +RCH +RHA) với các trở nhieơt : + RJC: theơ hieơn khạ naíng tạn nhieơt cụa linh kieơn, cung câp bởi nhà sạn xuât, được cung câp trực tiêp hay thođng qua cođng suât định mức ∆P (kí hieơu Pdiss trong các tài lieơu tiêng Anh), xác định baỉng nhieơt đoơ mơi nơi cho phép θjmax

và nhieơt đoơ vỏ baỉng giá trị mođi trường qui định,là 250C. + RCH : đieơn trở nhieơt khi truyeăn từ vỏ cụa linh kieơn qua tạn nhieơt, giạm khi áp lực tiêp xúc, đoơ nhẵn beă maịt taíng. Người ta cịn cĩ lớp đeơm baỉng cao su đaịc bieơt vừa làm cách đieơn và taíng tiêp xúc, hay dùng keo (paste) sillicon làm kín các khe kở giữa hai beă maịt.

+ RHA:đieơn trở nhieơt khi truyeăn từ tạn nhieơt ra mođi trường xung quanh, là boơ phaơn chụ yêu cho tạn nhieơt heơ thơng, tư leơ nghịch với dieơn tích tạn nhieơt. Cĩ theơ giạm RHA khi làm đen beă maịt (taíng khạ naíng bức xá nhieơt), hay dùng quát đeơ tạn nhieơt cưỡng bức, ở các heơ thơng cođng suát rât lớn , nước được bơm qua tạn nhieơt đeơ giạm theơ tích boơ tạn nhieơt, tránh chốn choê.

Tíng tốn nhieơt thường được dùng cho bài tốn kieơm tra, khi chĩn sơ boơ SCR cĩ theơ sử dúng các giá trị trung bình hay hieơu dúng cụa dịng đieơn như sau:

Dịng làm vieơc trung bình I0 < Giá trị trung bình định mức IAVE hay

Dịng làm vieơc hieơu dúng IR < Giá trị hieơu dúng định mức IRMS.

Quan heơ giữa hai giá trị này là : IRMS =1.57 IAVE

Do dáng dịng qui định khi tính tốn định mức cho diode và SCR là chưnh lưu bán sĩng. Heơ sơ an tồn dịng thường chĩn từ 1.2 đên 2 laăn. Vieơc tính chĩn theo hieơu dúng thường cho kêt quạ phù hợp hơn vì dáng dịng mách đieơn tử cođng xuât thường ở dáng xung.

Sau khi chĩn giá trị định mức, khi thi cođng caăn phại kieơm tra nhieơt đoơ vỏ linh kieơn bán dăn , khođng được vượt quá 65..70 0C.

7.

Mách kích thyristor:

Trong các boơ biên đoơi cođng suât dùng thyristor và mách táo xung kích vào coơng đieău khieơn cụa nĩ caăn cách đieơn. Tuơng tự như các mách kích cho transistor, ta cĩ theơ sử dúng biên áp xung hoaịc optron, xem hình II.9

Hình II.9 : Sơ đoă kích baỉng optron K A G +Vcc U1

Xung hoăng ngối do diode D1(LED) phát ra làm photoSCR V1 đĩng táo đieău kieơn đeơ dịng kích vào coơng G cụa thyristor V. Mách caăn nguoăn rieđng cho mách coăng, do đĩ làm taíng giá thành và kích thuớc mách kích.

Mách kích dùng biên áp xung được vẽ tređn hình II.10. Sau khi tác dúng áp leđn mách coơng B cụa transistor Q1. Transistor Q1 dăn bão hịa làm đieơn áp Vcc xuât hieơn tređn cuoơn sơ câp cụa biên áp xung và từ đĩ xung đieơn áp cạm ứng xuât hieơn phía thứ câp biên áp . Xung tác dúng leđn coơng G cụa thyristor. Khi khĩa xung kích cho transistor Q1 bị ngaĩt dịng qua cuoơn sơ câp biên áp xung duy trì qua mách cuoơn sơ câp và diode Dm. 0 H ì n h I I .1 0 : M a ïc h k í c h s ư û d u ïn g b i e ân a ùp x u n g + V c c B I E ÂN A ÙP X U N G K G

Vieơc đưa xung kích dài vào coơng G làm taíng theđm toơn hao mác coơng, do đĩ cĩ theơ thay thê nĩ baỉng chuoơi xung.

Muơn vaơy xung đieău khieơn kêt hợp với tín hieơu ra cụa boơ phát xung vuođng qua mách coơng logic AND trước khi đưa vào coơng B cụa transistor Q1 (xem hình II.11).

B I E ÂN A ÙP X U N G K G + V c c B O Ơ T A ÏO X U N G ⁰ + V c c H ì n h I I .1 1 : M a ïc h k í c h x u n g r o ơn g s ư û d u ïn g b i e ân a ùp x u n g G N D 8.

Các linh kieơn khác trong hĩ thyristor :

1. Darlistor: Là lối SCR cĩ câu táo nơi taăng (cascade ) đeơ

taíng heơ sơ khuêch đái dịng IA/IG khi định mức dịng lớn và rât lớn ( vài traím đên vài ngàn ampe). Lúc đĩ, dịng kích văn ở vài ampe. Darlistor là teđn thương mái , nhái theo trandidtor nơi taăng là Darlington transistor. Moơt sơ nhà sạn xuât văn dùng teđn SCR hay Thyristor nhưnh chú thích là cực coơng được khuêch đái (Amplified gate thyristor).

Mách tương đương cụa TRIAC

Hình II.12 : Kí hieơu và sơ đoă tương đương các linh kieơn trong hĩ Thyristor.

2. Triac : là linh kieơn phoơ bieăn thứ hai cụa hĩ thyristor sau

SCR, cĩ mách tương đương là hai SCR song song ngược, được chê táo với dịng định mức đên hàng ngàn ampe. Mách tương đương hai SCR, song song ngược hồn tồn tương thích SVTH : HOAØNG TRĨNG LINH TRANG 37

với triac khi khạo sát lý thuyêt, neđn thường được dùng thay thê cho nhau trong các sơ đoă nguyeđn lý maịc dù trong thực tê chúng cĩ nhieău tính chât khác nhau.

Triac cĩ khạ naíng khĩa theo hai chieău, trở neđn dăn đieơn khi cĩ dịng kích và tự giữ tráng thái dăn cho đên khi dịng qua nĩ giạm veă khođng.

Triac cĩ theơ đieău khieơn baỉng dịng G –T2 cạ hai cực tính và hai chieău dịng đieơn tại làm sơ đoă đieău khieơn đơn giạn hơn mách tương đươg hai SCR rât nhieău.

Nhược đieơm rât quan trĩng cụa Triac là deê bị tự kích ở nhieơt đoơ mơi nơi cao và giới hán du/dt rât thâp, khĩ làm vieơc với tại cĩ tính cạm. Lúc đĩ, người ta văn phại dùng hai SCR song song ngược.