3. Nội dung các phần thuyết minh:
4.4.4 Khối công suất
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ
Hình 84 Sơđồ kết nối của PIC với thiết bị công suất Giới thiệu linh kiện :
Triac BT136:
Hình 85 Hình dạng thực tế, sơđồ mạch điện và kí hiệu lý thuyết Với:
Chân Miêu tả
2 3
Chân đầu cuối 2 Gate
Thông tin tra cứu nhanh:
Kí hiệu Miêu tả Max Đơn vị
VDRM IT(RMS)
ITSM
Điện áp ngắt mạch cực đại lặp lại. Dòng điện thuận RMS
Dòng điện thuận không lặp lại
600 4 25 V A A
Các thông tin cần biết về triac khi sử dụng:
- Điện áp phân cực thuận và nghịch.
- Dòng điện cực đại. - Dòng giữa IH.
- Áp cổng và dòng cổng kích khởi. - Tốc độ chuyển mạch.
Triac có thể được coi như SCR lưỡng cực vì nó có thể dẫn điện theo hai chiều. Từ cấu tạo, ta thấy Triac như được gộp bởi SCR PNPN dẫn điện theo chiều từ trên xuống dưới, kích bởi dòng cổng dương và một SCR NPNP dẫn điện theo chiều từ dưới lên, kích bởi dòng cổng âm. Hai cực còn lại T1 và T2 còn được gọi là hai đầu cuối chính.
Đặc tuyến V-I của Triac có dạng như sau:
Do đầu T2 dương hơn T1, để triac dẫn điện ta kích dòng cổng dương và khi đầu T2 âm hơn T1 ta có thể kích dòng cổng âm.
Thật ra, do sự tương tác của vùng bán dẫn, Triac được nảy theo 4 cách khác nhau, được trình bày bằng hình vẽ sau:
Hình 87 Các dạng nảy của Triac
Cách 1 và cách 3 nhạy nhất, tiếp theo là cách 2 và cách 4. Do tính dẫn điện
được cả hai chiều nên Triac được sử dụng phổ biến trong mạch điện xoay chiều. Sau
đây là một ứng dụng của Triac trong mạch điện xoay chiều:
Hình 88 Một ứng dụng của Triac trong mạch điện
Opto Moc3020:
Opto hay còn gọi là cách ly quang là linh kiện tích hợp có cấu tạo gồm 1 led và 1 photo diot hay 1 photo transitor. Được sử dụng đẻ các ly giữa các khối chênh lệch nhau về điện hay công suất nhu khối có công suất nhỏ với khối điện áp lớn.
Hình 89 cấu trúc bên trong của Opto Moc3020
Nguyên lý hoạt động:
Khi có dòng nhỏ di qua 2 đầu của led có trong opto làm cho led phát sáng. Khi led phát sáng làm thông 2 cực của photo diot, mở cho dòng điện chạy qua.
Tính toán và thiết kế
Khối công suất bao gồm: Triac MOC2030, OPTO BT136, Led hiển thị, điện trở 100Ω và 220Ω được kết nối như sơ đồ trên.
Điện trở 100Ω :
R100 = (Vcc - Vled1 – Vled2 )/ 10mA
Với Vled1 và Vled2 đều tiêu thụ điện áp để có thể phát quang là 2V và dòng tương ứng là 10mA. Điện áp Vcc là điện áp nguồn 5v :
R100 = (5 – 2 – 2)/ 10 = 100 Ω
Điện trở 220Ω :
R220 = (Vcc - Vled)/ 10mA
Với Vled tiêu thụ điện áp là 3V và dòng tương ứng là 10mA. Điện áp Vcc là điện áp nguồn 5v :
R220 = (5– 3)/ 10mA = 200Ω
Ta có thể chọn 220Ω vì trong thực tế không có điện trở 200Ω
R4 là điện trở hạn dòng vốn có trong mạch kích triac dùng MOC3020 Khi tải có tính cảm, ví dụ thường là động cơ, thì cần có R5 và C7 nhằm giảm thiểu độ biến động điện áp quá lớn (dv/dt) khi cắt tải khỏi lưới. MOC3020 chỉ có thể chịu được
tốc độ biến thiên điện áp tối đa khoảng hơn một chục Volt/micro giây. Nếu quá
ngưỡng đó thì sẽ không ổn. Khi tải là thuần trở, sự biến thiên của điện áp chỉ đơn thuần là sự thay đổi hình sin của điện áp lưới với tần số 50/60Hz, dv/dt trong trường hợp này là nhỏ, không cần R5 và C7. Khi tải có tính cảm, sự biến thiên điện áp đặc biệt
lớn khi cắt tải khỏi lưới, dv/dt vì thế có thể rất lớn, phải dùng R5 và C7 để hạn chế, đảm bảo trong dải cho phép của linh kiện.
