a. Tỏc dụng
Khõu khuếch đại là khõu cuối cựng quan trọng trong hệ thống điều khiển. Khõu KĐX cú nhiệm vụ là khuếch đại tớn hiệu điều khiển đưa đến để điều khiển van bỏn dẫn cụng suất, đảm bảo cỏc tham số cơ bản như biờn độ, độ rộng, cụng suất. Một trong những nhiệm vụ cơ bản của KĐX là cỏch ly giữa mạch động lực và hệ thống điều khiển.
Khối khuếch đại xung cú tỏc dụng tăng dũng từ cổng AND đi ra( dũng từ cổng AND đi ra thường nhỏ) sau đú đi qua BAX để tạo được dũng điều khiển I2, ỏp điều chỉnh U2 cú biờn độ thớch hợp để mở thyristor.
Khõu BAX là loại biến ỏp đặc biệt trong đú điện ỏp đặt lờn phớa sơ cấp cú dạng xung hỡnh chữ nhật mà khụng phải một điện ỏp hỡnh sin. Điều này dẫn đến chế độ làm việc và tớnh toỏn BAX rất khỏc so với cỏc biến ỏp thụng thường.
Sơ đồ của một mỏy BAX:
BAXR R Dz D1 T1 R1 Un D2 D4 K G BAX b. Hoạt động
Sơ đồ một khúa Transistor T1 được điều khiển bởi một xung cú độ rộng tx. Khi T1 mở bóo hũa gần như toàn bộ điện ỏp nguồn Un được đặt lờn cuộn sơ cấp của mỏy biến ỏp xung. Điện ỏp cảm ứng bờn phớa thứ cấp cú cực tớnh dương mở Điốt D2 đưa dũng điều khiển vào giữa cực điều khiển và Catốt của thyristor T. Điốt D4 cú tỏc dụng làm giảm điện ỏp ngược đặt lờn giữa catốt và cực điều
khiển của thyristor T khi điện ỏp dương hơn điện ỏp anốt. Điều này đảm bảo an toàn cho tiếp giỏp G-K của thyristor khi T ở chế độ khúa.
Khi transistor T1 khúa lại dũng C-E của nú sẽ về bằng 0. Tuy nhiờn dũng qua cuộn sơ cấp BAX khụng thể bị dập tắt đột ngột được. Sức điện động tự cảm trờn cuộn dõy khi đú sẽ đảo chiều theo hướng chống lại sự sụt giảm này, nghĩa là cực tớnh sức điện động co dấu (-) ở phớa trờn và (+) ở phớa dưới. Sức điện động này cú thể rất lớn vỡ nú tỷ lệ với tốc độ giảm của dũng điện sơ cấp i1
là
dt di1
. Tuy nhiờn khi đú điốt D1 và điốt ổn ỏp Zener Dz sẽ mở tạo ra đường khộp kớn cho dũng điện i1. Dũng điện i1 sẽ suy giảm dần về 0 do tổn hao cụng suất trờn điện trở thuần của cuộn dõy và chủ yếu do tiờu hao năng lượng trờn D1 và Dz. Nhờ đú điện ỏp trờn cực E của Trasistor T1 được giữ ở mức Un + (UD1 + UDz).
Điện trở R mắc nối tiếp giữa nguồn và biến ỏp xung cú tỏc dụng hạn chế dũng từ húa BAX. Điện trở R được tớnh để đảm bảo dũng qua transistor T1 khụng bao giờ vượt quỏ dũng C lớn nhất cho phộp.
c. Tớnh toỏn cụ thể cho sơ đồ Với cỏc thụng số IG = 0,2A UGK = 5V
tx = 100às
Ta cú:
Diện tớch xung điều khiển U.tx =5.100 = 500(V.às). Với dũng điều
khiển yờu cầu IG = 0,2A theo bảng tra ta cú thể chọn loại BAX là loại IT235 với 2 cuộn dõy, cú tỷ số mỏy biến ỏp 1:1, điện cảm Lp = 3mH.
Dũng sơ cấp BAX : I1 = IG + Ià. Trong đú Ià là dũng từ húa của
BAX. Vỡ điện ỏp đặt lờn cuộn dõy BAX khụng đổi nờn dũng từ húa thay đổi theo tỷ lệ bậc nhất với thời gian.
Ià =
Lp t U1.
Như vậy Iàmax=
Lp t U1. x
Ta phải cú U1 = UGK + ∆UD = 5+1=6V
Vậy Iàmax=(6.100.10-6)/(3.10-3) = 200.10-3 = 0,2(A). ILmax =(30-6)/0,4 = 60 (Ω).
Theo sơ đồ tớnh toỏn thỡ transistor phải chọn loại cú dũng Icmax > 0,4A và hệ số khuếch đại dũng β =100. Khi đú dũng điều khiển Bazơ sẽ là 4mA là phự
hợp.
Chọn điốt ổn ỏp Dz với U= 12V, khi đú Ucmax =30+12+1=43(V). Chọn transistor T loại ST603 cú cỏc thụng số cơ bản sau:
UCE = 30V ; ICE = 800mV