Đề tài: Mô hình mạch kích sử dụng Thyristor

Thyristor còn gọi là SCR ( silixon-controller-rectifier) là loại linh kiện 4 lớp P-N đặt xen kẽ nhau. Có thể mô phỏng một Thyristor bằng hai transistor Q1, Q2 như H.I.1d. Transistor Q1 ghép kiểu PNP, còn Q2 kiểu NPN.Gọi 1, 2 là hệ số truyền điện tích của Q1và Q2. Khi đặt điện áp U lên hai đầu A &K của Thyristor, các mặt tiếp giáp J1 & J3 chuyển dịch thuận, còn mặt tiếp giáp J2 chuyển dịch ngược ( J2 mặt tiếp giáp chung của Q1 & Q2 ). Do đó dòng chảy qua J2...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài: Mô hình mạch kích sử dụng Thyristor ***** Đề tàiMô hình mạch kích sử dụng ThyristorNGU Y E N V A N B I E N T B D 4 7 @ G M A I L . C O M MO HINH MACH KICH SU DUNG THURITOR NOÄI DUNG Chöông 1 GIÔÙI THIEÄU SÔ LÖÔÏC VEÀ THYRISTOR I - Caáu taïo – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa Thyristor 1 - Caáu taïo Thyristor coøn goïi laø SCR (Sillcon – Controlled – Rectifier) laø loaïi linh kieän 4 lôùp P –N ñaët xen keõ nhau. Ñeå tieän vieäc phaân tích caùc lôùp baùn daãn naøy ngöôøi ta ñaët laø P1, N1,P2, N2, giöõa caùc lôùp baùn daãn hình thaønh caùc chuyeån tieáp laàn löôït töø treân xuoáng döôùi laøJ1, J2, J3. Sô ñoà caáu truùc, kyù hieäu, sô ñoà töông ñöông vaø caáu taïo cuûa thyristor ñöôïc trìnhbaøy H1 H.I.1a. H.I.1b H.I.1c H.I.1d A : Anoát K : catoát G : Cöïc ñieàu khieån J1, J3 : Maët tieáp giaùp phaùt ñieän tích J2 : Maët tieáp giaùp trung gian H.I.1a : Sô ñoà kyù hieäu cuûa SCR H.I.1b : Sô ñoà caáu truùc boán lôùp cuûa SCR H.I.1c : Sô ñoà moâ taû caáu taïo cuûa SCR H.I.1d : Sô ñoà töông ñöông cuûa SCR 2. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa thyristor: Coù theå moâ phoûng moät Thyristor baèng hai transistor Q 1, Q2 nhö H.I.1d.Transistor Q1 gheùp kieåu PNP, coøn Q2 kieåu NPN. Goïi α1, α2 laø heä soá truyeàn ñieän tích cuûa Q1vaø Q2. Khi ñaët ñieän aùp U leân hai ñaàuA &K cuûa Thyristor, caùc maët tieáp giaùp J1 & J3 chuyeån dòch thuaän, coøn maët tieáp giaùp J2chuyeån dòch ngöôïc ( J2 maët tieáp giaùp chung cuûa Q1 & Q2 ). Do ñoù doøng chaûy qua J2 laøIJ2 IJ2 = α1 Ie1 + α2Ie2 + Io. I0 : Laø doøng ñieän roø qua J2NGU Y E N V A N B I E N T B D 4 7 @ G M A I L . C O M Nhöng vì Q1 & Q2 gheùp thaønh moät toång theå ta coù: Ie1 = Ie2 = IJ2 = I. Do ñoù IJ2 = I = α1 I + α2 I + Io Suy ra => I = Io / [1-( α1 + α2 )] (1) Do J2 chuyeån dòch ngöôïc neân haïn cheá doøng chaûy qua noù, daãn ñeán α1, α2 cuøngñieàu coù giaù trò nhoû, I ≈ Io, caû hai transistor ôû traïng thaùi ngaét. Töø bieåu thöùc (1) ta thaáy raèng doøng ñieän chaûy qua Thyristor phuï thuoäc vaøo heä soátruyeàn ñieän tích α1 & α2. Moái quan heä giöõa α vaø doøng emiter ñöôïc trình baøy ôû H.I.2.Nhö vaäy khi α1 + α2 taêng daàn ñeán 1 thì I taêng raát nhanh. Theo sô ñoà töông ñöôngcuûa SCR H.I.1d ta coù theå giaûi thích nhö sau: - Doøng IC1 chaûy vaøo cöïc B cuûa Q2 laøm cho Q2 α daãn vaø IC2 taêng, töùc IB1 cuõng taêng (IC2 = IB1) khieán Q1 daãn maïnh -> IC1 taêng vaø cöù tieáp dieãn nhö theá. Hieän 1 töôïng naøy goïi laø hoài tieáp döông veà doøng, taïo ñieàu kieän laøm taêng tröôûng nhanh doøng ñieän chaûy qua Thyristor. Ie - Doøng Ie1 taêng laøm cho α1 taêng (H.I. 0 2), coøn taêng Ie2 laøm cho α2 taêng. H.I.2 Cuoái cuøng thöcï hieän ñöôïc ñieàu kieän (α1 + α2) -> 1, caû hai transistor chuyeån sang traïng thaùi môû, luùc naøy noäi trôû giöõa A vaø K cuûa SCR raát nhoû. Vaäy muoán laøm cho Q1, Q2 töø traïng thaùi ngaét chuyeån sang traïng thaùi baõo hoaø(hay muoán môû Thyristor) chæ caàn laøm taêng IB2. Ñeå laøm ñöôïc vieäc naøy ngöôøi ta thöôøngcho moät doøng ñieàu khieån Iñk chaûy vaøo cöïc coång cuûa Thyristor, ñuùng theo chieàu IB2 treânH.I.1d.NGU Y E N V A N B I E N T B D 4 7 @ G M A I L . C O M II. Ñaëc tuyeán Volt - Ampere cuûa Thyristor: H.I.3 H.I.3 Ñaëc tuyeán Volt - Ampere cuûa Thyristor Ith max : Giaù trò cöïc ñaïi doøng thuaän Uth : Ñieän aùp thuaän Ung : Ñieän aùp ngöôïc Udt : Ñieän aùp ñaùnh thuûng Ing : Doøng ngöôïc. Io : Doøng roø qua Thyristor Idt : Doøng duy trì. ∆u: Ñieän aùp rôi treân Thyristor Ñeå giaûi thích ñöôïc yù nghóa vaät lyù cuûa ñöôøng ñaëc tuyeán Volt - Ampere Thyristor,ngöôøi ta chia ra laøm boán ñoaïn ñaùnh soá la maõ nhö H.I. 3b - Ñoaïn ( I) öùng vôùi traïng thaùi ngaét cuûa Thyristor. Trong ñoaïn naøy (α1 + α2 ) <1, coù doøng roø qua Thyristor I ≈ Io, vieäc taêng giaù trò U ít coù aûnh höôûng ñeán giaù trò doøngI. Khi U taêng ñeán giaù trò Uch (ñieän aùp chuyeån maïch) thì baét daàu quaù trình taêng tröôûngnhanh choùng cuûa doøng ñieän,Thyristor chuyeån sang trang thaùi môû. -Ñoaïn (II) öùng vôùi giai ñoaïn chuyeån dòch thuaän cuûa maët tieáp giaùp J2 (Q1, Q2chuyeån sang traïng thaùi baõo hoaø). ÔÛ giai ñoaïn naøy, moãi moät löôïng taêng nhoû doøng ñieänöùng vôùi moät löôïng giaûm lôùn cuûa ñieän aùp. Ñoaïn naøy ñöôïc goïi laø ñoaïn ñieän trôû aâm. -Ñoaïn (III) öùng vôùi traïng thaùi môû cuûa Thyristor. Trong ñoaïn naøy caû 3 maët tieápgiaùp J1, J2, J3 ñieàu ñaõ chuyeån dòch thuaän, moät giaù trò ñieän aùp nhoû coù theå taïo ra moätdoøng ñieän lôùn. Luùc naøy doøng ñieän thuaän chæ coøn bò haïn cheá bôûi ñieän trôû maïch ngoaøi,ñieän aùp rôi treân Thyristor raát nhoû. Thyristor ñöôïc giöõ ôû traïng thaùi môû chöøng naøo doøngIth coøn lôùn hôn doøng duy trì Idt.NGU Y E N V A N B I E N T B D 4 7 @ G M A I L . C O M - Ñoaïn (IV) öùng vôùi traïng thaùi cuûa Thyristor khi ta ñaët moät ñieän aùp ngöôïc leân noù(cöïc döông leân catoát, cöïc aâm leân Anod) ...