thiết kế và thi công mô hình mạch kích THYRISTOR trong thiết bị chỉnh lưu có điều khiển, chương 8 docx

Chương 8 :Một số mạch điều khiển
Thyristor tiêu biểu
1. Mạch điều khiển Thyristor dùng khâu lệch pha RC:

H.II.9a H.II.9b
Trong mạch này người ta dùng khâu lệch pha RC để điều
khiển góc lệch pha giữa điện áp Anot cung cấp cho Thyristor và
điện áp điều khiển U
GK
. Thật vậy điện áp Anot U
a
được đưa
vào cuộn dây sơ cấp máy biến áp của khâu lệch pha RC. Còn
điện áp ra của khâu này được đưa đến hai cực G và K của
Thyristor qua điện trở R
G
và diot D. Do đó ở nữa chu kỳ dương
của điện áp ra U
OD,
dòng điện điều khiển I
G
cùng pha và tỉ lệ
với U
OD
. Đồ thò biến thiên điện áp U
a
và dòng điện i
G
như hình
H.II.9b. Ta biết
 là góc lệch pha giữa U

a
và i
G
có thể được thay
đổi bằng cách thay đổi điện trở R của khâu lệch pha RC.
- Ưu điểm nhược điểm của mạch
- Ưu điểm:
+ Mạch đơn giản dễ lắp ráp
+ Linh kiện dễ thay thế
- Nhược điểm:
+ Mạch chỉ làm việc ở các nữa chu kỳ dương
+ Không làm việc trong các nữa chu kỳ âm
+ Khó điều chỉnh khâu lệch pha RC
+ Điện áp điều khiển chỉ thay đổi theo chiều
ngang
2. Mạch điều khiển Thyristor dùng điện áp một chiều và
khâu lệch pha RC:
H.II.10
Các điện trở R
1
, R
2
, R
G
dùng để hạn chế dòng điều khiển I
G
và điện áp điều khiển U
GK
hầu như không đổi. Trong mạch này
(H.II.10) người ta dùng thêm một nguồn điện một chiều E mắc

giữa điểm 0 của khâu lệch pha RC và cực K của Thyristor. Do
đó điện áp cung cấp cho mạch điều khiển Thyristor là:
U
ĐK
= E + U
Do
Ngoài ra khâu lệch pha RC của mạch điện này máy biến áp
được quấn sao cho điện áp thứ cấp U
AB
ngược pha với điện áp sơ
cấp U
a
và R = 1 / C không đổi. Do đó điện áp U
Do
có pha chậm
sau U
a
một góc không đổi.  = arctg RC = 2 arctg1 =  /2
Nếu U
a
= U
am
Sin t thì U
Do
= U
rm
Sin(t -  /2 ) = -U
rm
Cost
Và U

Đk
= E + U
Do
= E - U
rm
Cost, còn dòng điện điều khiển
I
G
có pha trùng với U
ĐK.
- Ưu nhược điểm của mạch
+ Mạch đơngiản dễ lắp ráp
+ Linh kiện dễ thay thế
- Nhược điểm:
+ Mạch chỉ làm việc ở các nữa chu kỳ dương
+ Góc mở chậm chỉ thay đổi từ 0 đến 180
0
+ Khó điều chỉnh khâu lệch pha RC
+ Điện áp điều khiển U
ĐK
chỉ thay đổi theo
chiều trục thẳng đứng.
1. Mạch điều khiển Thyristor dùng Transistor một mặt
ghép (UJT):
H.II.11a H.II.11b
Mạch H.II.11a Thyristor và Transistor một mặt ghép UJT
được cung cấp điện từ một nguồn điện xoay chiều chung Uac
qua một bộ chỉnh lưu hai nửa chu kỳ D1, D2. Điện áp ra bộ
chỉnh lưu này có dạng nhấp nhô như H.II.11b. Sau đó nhờ D
Z ,

điện áp U
d
được sang phẳng và điện áp U
a
cung cấp cho
Thyristor và Transistor UJT có dạng như đường cong
H.II.11b. Với dạng điện áp cung cấp U
a
như vậy, trong mỗi
nữa chu kỳ của điện áp Uac, Transistor một mặt ghép UJT có
thể mở một số lần, nhưng chỉ quan tâm đến hai lần mở của
nó.
- Lần mở thứ nhất khi U
a
= 0
Điện áp mở của UJT là U
M
= U
a
Khi U
a
= 0 thì U
M
= 0, lúc đó tụ C chưa nạp đủ, áp trên tụ U
C
>
U
M
. Khi UJT mở tụ C xã điện qua T và R
1

. Khi xả hết điện U
C
=
0 thì UJT khoá lại, tụ C được nạp và áp trên tụ C tăng đồng thời
với điện áp U
a
. Lần mở thứ nhất này T không mở vì U
a
= 0,
nhưng nó làm cho U
c
tăng đồng pha với U
a
.
- Lần mở thứ hai xảy ra khi U
a
= U
Z
và tụ điện được nạp điện
đến U
c
= U
M
= U
Z
. Ở lần mở này tụ C xã điện qua T và R
1
gây
nên một xung điện áp U
G

ở cực khiển G của T và làm cho T mở
(U
a
= U
Z
> 0).
- Ưu nhược điểm của mạch.
+ Mạch làm việc cả hai nửa chu kỳ.
+ Thay đổi ngõ ra bằng chiết áp R.
+ Mạch làm việc không tuyến tính.
2. Mạch điều khiển Thyristor bằng điện áp:
Tương tự như mạch H.II.11a, ta thay transistor một mặt ghép
UJT bằng hai transistor khác loại Q
3
và Q
4
(loại NPN và PNP),
đồng thời thay biến trở chiết áp R bằng tầng khuếch đại áp dùng
transistor Q
1
, Q
2
được điều khiển bởi biến trở thay đổi điện áp
một chiều V
R
các dạng sóng ngõ ra cũng tương tự như H.II.11b.
Sau đây là sơ đồ nguyên lý của mạch:
H.II.12
+ Nguyên lý làm việc của mạch: Mạch kích Thyristor
(H.II.12) được cung cấp điện từ nguồn xoay chiều qua bộ chỉnh

lưu hai nửa chu kỳ. Điện áp ngõ ra của mạch là một dạng nhấp
nhô, do đó nhờ Diode Zener D
Z
san phẳng điện áp nhấp nhô
này, đồng thời ghim áp cho mạch điều khiển làm việc.
Tầng khuếch đại áp Q
1
làm việc được nhờ nguồn U
đk
thông
qua biến trở V
R
điều chỉnh điện áp. Các điện trở R
2
, R
6
phân cực
cho chân C và E của tầng khuếch đại Q
1
làm việc. Còn tầng
khuếch đại thúc Q
2
làm tăng điện áp ngõ vào để cung cấp cho
khối tạo xung Q
3
,Q
4
kích mở Thyristor. Các điện trở R
4
, R

5
tạo
nên một cầu phân thế cấp áp cho tầng tạo xung hoạt động. Điện
trở R
1
đóng vai trò giới hạn dòng cho mạch điều khiển.
Hai Thyristor khác loại Q
3
(PNP) và Q
4
(NPN) trong mạch
H.1I.12 thay thế cho transistor một mặt ghép UJT (H.II.11a) để
tạo ra đoạn đặc tính điện trở âm. Khi mạch được cấp nguồn Vcc
thì tụ C được nạp theo hàm mũ:
U
c
= Vcc. (1 - e
- (
t / RC
)
)
-Khi U
A
> U
C
, mặt tiếp giáp BE của Q
3
phân cực nghòch, có
dòng ngược rất nhỏ chảy từ A sang E.
-Khi U

c
>= U
đm
thì Q
3
chuyển sang làm việc ở vùng khuếch
đại, dòng I
CQ3
tăng dẫn đến I
BQ4
tăng, do đó I
CQ4
tăng theo.
Dòng I
CQ4
tăng dẫn đến I
CQ3
tăng nữa. Quá trình hồi tiếp dương
cứ thế phát triển và Q
3
, Q
4
chuyển sang trạng thái bão hoà một
cách nhanh chóng. Lúc này ta nhận được một xung ra trên R
7
.
- Ưu và nhược điểm của mạch
+ Mạch đơn giản dễ lắp ghép
+ Mạch làm việc cả hai nữa chu kỳ
+ Thay đổi ngõ ra bằng điều khiển điện áp

+ Mạch làm việc không tuyến tính