Hướng dẫn đồ án điện tử P5

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU ÁP MỘT CHIỀU. 1. Nguyên lý điều khiển. Mạch điều khiển điều áp một chiều có nhiệm vụ xác định thời điểm mở và khoá van bán dẫn trong một chu kỳ chuyển mạch van bán dẫn. Như đã biét ở trên, chu kỳ đóng cắt van nên thiết kế cố định. Điện áp tải khi điều khiển được tính UTải = α.U1α=td t = d t d + t k TCKTrong đó: td, tk, Tck: Thời gian dẫn, khoá van bán dẫn, chu kỳ đóng cắt. U1: điện áp nguồn một chiều. Mạch...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hướng dẫn đồ án điện tử P5 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU ÁP MỘT CHIỀU. 1. Nguyên lý điều khiển. Mạch điều khiển điều áp một chiều có nhiệm vụ xác định thời điểmmở và khoá van bán dẫn trong một chu kỳ chuyển mạch van bán dẫn. Nhưđã biét ở trên, chu kỳ đóng cắt van nên thiết kế cố định. Điện áp tải khi điềukhiển được tính UTải = α.U1 td t α= = d t d + t k TCK Trong đó: td, tk, Tck: Thời gian dẫn, khoá van bán dẫn, chu kỳ đóng cắt. U1: điện áp nguồn một chiều. Mạch điều khiển cần đáp ứng yêu cầu điều khiển α bằng các lệnhtheo một bguyên tắc nào đó. Để điều khiển α với chu kỳ đóng cắt Tck không đổi cần phải điềukhiển khoảng thời gian dẫn của van bán dẫn trong chu kỳ đóng cắt. Nguyên lý điều khiển thời gian dẫn của các van bán dẫn trong điềuáp một chiều có thể thực hiện như sau. Tạo một điện áp tựa dạng điện áp răng cưa (hay điện áp tam giác)với một tần số xác định nào đó. Dùng một điện áp một chiều (làm điện ápđiều khiển) so sánh với điện áp tựa. Tại thời điểm điện áp tựa bằng điện ápđiền khiển thì phát lệnh mở hoặc khoá van bán dẫn. URC Uđk t t1 t2 t3 t4 t5 UTải t Hình 10. Nguyên lý điều khiển điều áp một chiều 1 Hình 10. trình bày nguyên lý điều khiển bộ điều áp một chiều. Điệnáp tựa Urc so sánh với điện áp điều khiển Uđk. Tại các thời điểm 0, t1, t2.....Urc = Uđk sẽ phát lệnh mở hay khoá van bán dẫn. Tại các sườn lên của điệnáp tựa Urc phát lệnh mở van bán dẫn, tại sườn xuống của Urc sẽ phát lệnhkhoá van. Theo cách đó các van bán dẫn sẽ mở tại 0, t2, t4..., và khoá tại t1,t3 t5... Từ đó ta có điện áp tải như hình vẽ. Độ rộng xung điện áp tải được điều khiển khi điều chỉnh điện ápđiều khiển Uđk. Trên hình 10. tăng Uđk sẽ giảm α và giảm điện áp ra. Nghĩalà trong trường hợp này Uđk và Utải nghịch biến. 2. Sơ đồ khối mạch điều khiển. Tạo tần So sánh Tạo xung Van số động lực khuếch đại Hình 10. Sơ đồ khố mạch điều khiển điều áp một chiều. Mạch điều khiển điều áp một chiều gồm 3 khâu cơ bản: Khâu tạo tần số có nhiệm vụ tao điện áp tựa răng cưa Urc với tầnsố theo ý muốn người thiết kế. Tần số của các bộ điều áp một chiều thườngchọn khá lớn hàng chục KHz. Tần số này lớn hay bé là do khả năng chịutần số của van bán dẫn. Nếu van động lực là Tiristor tần số của khâu tạo tầnsố khoảng 1-5 KHz. Nếu van động lực là Tranzitor lưỡng cực, trường,IGBT tần số có thể hàng chục KHz. Khâu so sánh có nhiệm vụ xác định thời điểm điện áp tựa bằngđiện áp điều khiển. Tại các thời điểm điện áp tựa bằng điện áp điều khiểnthì phát lệnh mở hoặc khoá van bán dẫn. Điện áp tựa dạng tam giác, có haisườn lên và xuống. Lệnh mở van động lực ở giao điểm sườn lên, thì ở giaođiểm sườn xuống sẽ phát lệnh khoá van. Khâu tạo xung, khuếch đại có nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mởvan bán dẫn. Một xung được coi là phù hợp để mở van là xung có đủ côngsuất (đủ dòng điện và điện áp điều khiển), cách ly giữa mạch điều khiển vớimạch động lực khi nguồn động lực hàng chục vôn trở lên. Hình dạng xungđiều khiển phụ thuộc loại van động lực được sử dụng. Van động lực là Tiristor xung điều khiển cần có là xung kim vớisườn trước dốc thẳng đứng như đã giới thiệu ở chương 8. Van động lực là Tranzitor xung điều khiển có dạng xung chữ nhậtđộ rộng của các xung này bằng độ rộng xung điện áp tải. 2 3. Khâu tạo tần số. Có nhiều cách tạo điện áp tựa có tần số theo ý đồ của người thiếtkế. Những sơ đồ tạo điện áp tựa điển hình có thể tạo ra ba dạng điện áp nhưhình 10. U U U Uđk t t t α α α Tck Tck Tck c a b Hình 10. Các dạng điện áp tựa của mạch điều khiển điều áp một chiều Điện áp tựa dạng tam giác cân như hình 10. ... được tạo ra khi tầnsồ f-1/Tck cố định. Độ rộng xung điện áp α có thể được điều chỉnh bằngviệc thay đổi cả thời điểm mở van bán dẫn ở sườn lên điện áp tựa và cả thờiđiểm khoá v ...