Thực tập vô tuyến đại cương - Bài 13

sơ đồ sử dụng các bộ ghép quang, thyristor và triacMục đích: Tìm hiểu cấu trúc nguyên lý hoạt động của các bộ ghép quang, Thyristor và Triac, các mạch ứng dụng của nó.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thực tập vô tuyến đại cương - Bài 13 Bµi 13 s¬ ®å sö dông c¸c bé ghÐp quang, thyristor vµ triacMôc ®Ých: T×m hiÓu cÊu tróc nguyªn lý ho¹t ®éng cña c¸c bé ghÐp quang,Thyristor vµ Triac, c¸c m¹ch øng dông cña nã. phÇn lý thuyÕt1. C¸c bé ghÐp quang (Opto- couplers) Trong hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn c«ng suÊt th−êng cã ®iÖn ¸p caokho¶ng 200V ÷ 380V, cã tr−êng hîp lªn tíi 660V hay 1000V. Trong khi c¸cm¹ch ®iÒu khiÓn th−êng l¹i cã ®iÖn ¸p thÊp nh− c¸c m¹ch ®iÖn tö t−¬ng tù, m¹chlogic, m¸y tÝnh hoÆc c¸c hÖ thèng ph¶i tiÕp xóc víi con ng−êi. §Ó t¹o ra sù c¸ch®iÖn gi÷a m¹ch ®iÒu khiÓn vµ m¹ch c«ng suÊt cã sù kh¸c biÖt lín vÒ ®iÖn ¸png−êi ta chÕ t¹o ra c¸c bé ghÐp quang.1.1. CÊu t¹o, nguyªn lý ho¹t ®éng cña c¸c bé ghÐp quang. Bé ghÐp quang gåm cã hai phÇn gäi lµ s¬ cÊp vµ thø cÊp - PhÇn s¬ cÊp lµmét diode lo¹i GaAs ph¸t ra tia hång ngo¹i, phÇn thø cÊp lµ mét quang transistorlo¹i Silic. Khi ®−îc ph©n cùc thuËn, diode ph¸t ra bøc x¹ hång ngo¹i chiÕu lªnquang transistor. Bé ghÐp quang ho¹t ®éng theo nguyªn lý: TÝn hiÖu ®iÖn ®iÒu khiÓn LEDhång ngo¹i (cßn gäi lµ phÇn ph¸t) t¹o thµnh tÝn hiÖu ¸nh s¸ng. TÝn hiÖu ¸nh s¸ng®−îc chiÕu vµo quang transistor (cßn gäi lµ phÇn nhËn) ®Ó t¹o thµnh tÝn hiÖu ®iÖn.1.2. §Æc tr−ng kü thuËt - Bé ghÐp quang ®−îc dïng ®Ó c¸ch ®iÖn gi÷a hai m¹ch ®iÖn cã ®iÖn ¸pc¸ch biÖt lín. §iÖn ¸p c¸ch ®iÖn gi÷a s¬ cÊp vµ thø cÊp th−êng tõ vµi tr¨m v«n ®Õn hµngngh×n v«n. - Bé ghÐp quang cã thÓ lµm viÖc víi dßng mét chiÒu, hay tÝn hiÖu xoaychiÒu cã tÇn sè cao. - §iÖn trë c¸ch ®iÖn gi÷a s¬ cÊp vµ thø cÊp cã trÞ sè rÊt lín th−êng tõ vµichôc ®Õn vµi tr¨m mªga «m ®èi víi dßng ®iÖn mét chiÒu. 236 - HÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn lµ tØ sè phÇn tr¨m cña dßng ®iÖn ë thø cÊp Icvíi dßng ®iÖn vµo ë s¬ cÊp IF. §©y lµ th«ng sè quan träng nhÊt cña bé ghÐp quangth−êng cã trÞ sè tõ vµi chôc phÇn tr¨m ®Õn vµi tr¨m phÇn tr¨m tuú lo¹i bé ghÐpquang.1.3. C¸c lo¹i bé ghÐp quang a) Bé ghÐp quang transistor (Opto transistor). Thø cÊp cña bé ghÐp quang nµy lµ mét Photo transistor lo¹i Silic. §èi víibé ghÐp quang transistor cã 4 ch©n th× transistor kh«ng cã cùc B (base), tr−ênghîp bé ghÐp quang transistor cã 6 ch©n th× cùc B (base) ®−îc nèi ra ngoµi nh−h×nh 13.1a. 1 1 4 6 5 2 2 3 4 3 H×nh 13.1a: C¸c bé ghÐp quang Transistor Bé ghÐp quang kh«ng cã cùc B cã −u ®iÓm lµ hÖ sè khuÕch ®¹i kh¸ lín,tuy nhiªn lo¹i nµy cã nh−îc ®iÓm lµ ®é æn ®Þnh nhiÖt kÐm. §èi víi bé ghÐp quang transistor cã cùc B, nÕu nèi gi÷a cùc B vµ cùc Emét ®iÖn trë th× lµm viÖc kh¸ æn ®Þnh víi nhiÖt ®é nh−ng hÖ sè truyÒn ®¹t gi¶m. b) Bé ghÐp quang Dalingt¬n - transistor. Bé ghÐp quang Dalingt¬n - transistor cã nguyªn lý nh− bé ghÐp quangtransistor nh−ng víi hÖ sè truyÒn ®¹t lín h¬n vµi tr¨m lÇn nhê tÝnh chÊt khuÕch®¹i cña m¹ch Dalington. Bé ghÐp quang lo¹i nµy lµ bÞ ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é rÊt lín, nªn th−êng®−îc chÕ t¹o cã ®iÖn trë gi÷a B vµ E cña transistor sau ®Ó æn ®Þnh nhiÖt. S¬ ®ånguyªn lý ®−îc tr×nh bµy ë h×nh 13.2a. 1 6 5 2 4 3 H×nh 13.2a: S¬ ®å nguyªn lý cña bé ghÐp quang Dalingt¬n - transistor. 237 c) Bé ghÐp quang Tiristo (OPTO -Tiristo). Bé ghÐp quang Thyristor cã s¬ ®å cÊu tróc nh− h×nh 13.3a oA 1 6 2 5 4 3 Go oK H×nh 13.3a: Ký hiÖu vµ s¬ ®å cÊu tróc cña OPTO - Thyristor. Bé ghÐp quang Thyristor cã cÊu tróc gåm cã 1 quang - diode vµ 2transistor m¾c theo s¬ ®å ®å nguyªn lý cña Thyristor. Khi cã ¸nh s¸ng hång ngo¹i LED ë s¬ cÊp chiÕu vµo quang diode th× sÏ cãdßng ®iÖn IB cÊp cho transistor NPN vµ khi transistor NPN dÉn sÏ ®iÒu khiÓntransistor PNP dÉn ®iÖn. Nh− vËy quang Thyristor ®· ®−îc dÉn ®iÖn vµ sÏ duy tr×tr¹ng th¸i dÉn ®iÖn mµ kh«ng cÇn kÝch liªn tôc ë s¬ cÊp. §Ó t¨ng kh¶ n¨ng chèng nhiÔu, ng−êi ta nèi gi÷a ch©n G vµ K mét ®iÖntrë tõ vµi KΩ ®Õn vµi chôc KΩ . d) Bé ghÐp quang Triac (OPTO - Triac) OPTO - Triac cã cÊu tróc ®−îc tr×nh bµy ë h×nh 13.4a. o T2 1 6 2 5 3 4 Go o T1 H×nh 13.4a: Ký hiÖu vµ cÊu tróc cña OPTO -Triac 238 Bé ghÐp quang Triac vÒ s¬ ®å cÊu tróc gåm 2 bé ghÐp quang Thyristorm¾c song song ng−îc nhau.1.4. øng dông cña bé ghÐp quang. C¸c bé ghÐp quang cã dßng ®iÖn ë s¬ cÊp cho LED hång ngo¹i kho¶ng10mA. §èi víi bé ghÐp quang transistor khi thay ®æi trÞ sè dßng ®iÖn qua LEDhång ngo¹i ë s¬ cÊp sÏ lµm thay ®æi dßng ®iÖn ra Ic cña photo transistor ë thøcÊp. Bé ghÐp quang cã thÓ dïng thay cho r¬le hay biÕn ¸p xung ®Ó giao tiÕpvíi t¶i th−êng cã ®iÖn ¸p cao vµ dßng ®iÖn lín. ...