ứng dụng vi mạch tích hợp TCA785 trong điều khiển động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU..........................................................................................2
I.

Tìm hiểu về xen-xin và hệ thống xen-xin.................................3
1. Khái niệm.............................................................................3
2. Hoạt động của hệ thống xen-xin..........................................3

II.

Tìm hiểu về TCA 785...............................................................12
1. Đặc trưng của TCA 785.......................................................12
2. Kí hiệu và chức năng của TCA 785.....................................12
3. Các thông số của TCA 785..................................................14
4. Biểu đồ xung........................................................................17

III.

Tổng quan về thyristor..............................................................21
1. Cấu tạo của thyristor............................................................21
2. Đặc tuyến Volt – Ampere của thyristor...............................22
3. Các biện pháp mở thyristor.................................................22
4. Các biện pháp khóa thyristor..............................................23

Page1


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
LỜI MỞ ĐẦU.
Ngày nay trong hầu hết các ngành kinh tế, kĩ thuật, nhất là các ngành

công nghiệp đều áp dụng kĩ thuật tự động hóa. Có thể nói tự động hóa đã làm
thay đổi diện mạo nhiều ngành sản xuất, dịch vụ. Ở nhiều nước đã bắt đầu
xuất hiện các nhà máy không có công nhân, văn phòng không có giấy... Khắp
nơi đã xuất hiện các thuật ngữ như Thương mại điện tử, Chính phủ điện tử,
máy thông minh, thiết bị thông minh...
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kĩ thuật và công nghệ bán dẫn
điện, ngày nay điện tử công suất đã giữ một vai trò quan trọng trong kĩ thuật
điện nói chung. Môn học Điện tử công suất đã trở thành môn học quan trọng
bắt buộc đối với sinh viên các ngành kĩ thuật điện tự động hóa.
Điện tử công suất là công nghệ biến đổi điện năng từ dạng này sang
dạng khác trong đó các phần tử bán dẫn công suất đóng vai trò trung tâm.
Bộ biến đổi điện tử công suất còn gọi là bộ biến đổi tĩnh (static
converter) để phân biệt với máy điện truyền thống (electric machine) biến đổi
điện dựa trên nguyên tắc biến đổi từ trường. Điện tử công suất được ứng
dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện đại. Có thể kể đến
các ngành kĩ thuật mà trong đó có những ứng dụng tiêu biểu của các bộ biến
đổi công suất như: truyền động điện, giao thông đường sắt, nấu luyện thép,
gia nhiệt cảm ứng, điện phân nhôm từ quặng mỏ, trong rất nhiều thiết bị
công nghiệp và dân dụng khác... Trong những năm gần đây, công nghệ chế
tạo các phần tử bán dẫn công suất đã có những tiến bộ vượt bậc và ngày
càng trở nên hoàn thiện đã dẫn đến việc chế tạo các bộ biến đổi ngày càng
nhỏ gọn, nhiều tính năng và dễ sử dụng.
Trong thời gian thực tập tại Học viện kĩ thuật quân sự, em đã được học
cách ứng dụng các cảm biến xen-xin trong việc điều khiển các hệ thống bám,
đo vị trí góc quay và sai lệch góc trên khoảng cách nhất định. Đồng thời ứng
dụng vi mạch tích hợp TCA785 trong điều khiển động cơ điện một chiều kích
từ độc lập. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Chí Thanh và các thầy cô
trong bộ môn tự động đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện để em
hoàn thành thực tập với kết quả tốt nhất.
Hà Nội, ngày 21 tháng 12 năm 2011

Sinh viên thực hiện
Page2


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

NỘI DUNG THỰC TẬP:
Tìm hiểu về xen-xin và hệ thống xen-xin:

I.
1.

Khái niệm:

Xenxin (сельсин) là một máy điện xoay chiều loại nhỏ, được dùng trong
các hệ truyền động bám hoặc truyền đồng bộ để đo vị trí góc quay hoặc sai
lệch góc trên một khoảng cách lớn.
Thực chất, xenxin là một biến áp quay có số pha khác nhau trên cuộn
dây rôto và stato (thường là một pha và ba pha, bố trí lệch nhau 120 độ):
Xenxin theo cấu trúc được chia thành 2 loại:
- Xenxin tiếp xúc: Trong rôto có bố trí cuộn dây một pha hoặc ba pha.
Điện áp đưa vào (hoặc lấy ra) trên cuộn dây rôto phải thực hiện qua các vòng
tiếp xúc. Do sự thay đổi điện trở tiếp xúc này nên làm giảm độ chính xác và độ
tin cậy trong quá trình làm việc.
- Xenxin không tiếp xúc: Rôto được làm bằng lõi sắt từ và không bố trí
các cuộn dây trên nó. Các cuộn dây một pha hoặc ba pha đều được bố trí trên
stato. Độ chính xác và độ tin cậy cao hơn xenxin tiếp xúc nhưng có kích thước
và khối lượng lớn hơn.
2. Hoạt động của hệ thống xen-xin:
Để thực hiện việc đo sai lệch góc quay trên một khoảng cách lớn, các

xenxin được nối với nhau thành hệ thống xenxin. Có hai chế độ hoạt động
chính của hệ thống xenxin:
- Chế độ biến áp;
- Chế độ chỉ thị.
a. Hệ thống xenxin trong chế độ biến áp
Sơ đồ nối các cuộn dây của các xenxin trong chế độ biến áp thể hiện
trên hình 1-1

Page3


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

I1

XXphát

UKT

ΦKT

E2

XXthu

E1

E2

I3

E3

E3

I2

α

RH

Uy

Ey

E1

β

Hình 1-1. Hệ thống xenxin chế độ biến áp
Sơ đồ nối các cuộn dây trong chế độ này:
- Xenxin phát: Cuộn dây 1 pha được nối với điện áp kích thích xoay
chiều, trục rôto của xenxin được nối với trục quay điều khiển (trục chủ động –
trục đặt).
- Xenxin thu: Trục rôto được nối với trục quay được điều khiển (trục
chấp hành), trên cuộn dây 1 pha nhận được điện áp ra tỷ lệ với sai lệch góc
quay giữa trục chủ động và trục chấp hành.
- Các cuộn dây 3 pha của hai xenxin được nối từng cặp với nhau.
Nguyên tắc hoạt động
Điện áp

U KT

xoay chiều đặt vào cuộn dây 1 pha của xenxin phát tạo ra

từ thông đập mạch

Φ KT

, từ thông này cảm ứng trên các cuộn dây 3 pha các

sức điện động, tỷ lệ với góc quay

α

trục điều khiển:

e1 = kΦ KT cos α = Em sin ωt cos α

0
0
e2 = kΦ KT cos α − 120 = Em sin ωt cos α − 120

e3 = kΦ KT cos α − 2400 = Em sin ωt cos α − 2400

(
(

)
)

trong đó:

Page4

(
(

)
)

(1.1)


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
ω
α
k

- tần số của điện áp xoay chiều kích thích;
- góc quay trục điều khiển;
- hệ số tỷ lệ;

Em

- giá trị sức điện động lớn nhất, đạt được khi trục cuộn dây kích
thích trùng với trục cuộn dây của từng pha trong cuộn dây 3 pha.
Các sức điện động này tạo ra các điện áp trên các đầu ra cuộn dây 3
pha xenxin phát:

e12 = e2 − e1 e23 = e3 − e2 e31 = e1 − e3

,

,

Giá trị hiệu dụng các điện áp này:
 E1 = E cos α

0
 E2 = E cos α − 120

 E3 = E cos α − 2400

(
(

Ở đây

E

)
)

(1.2)

- giá trị hiệu dụng lớn nhất.

Các điện áp này đưa đến các cuộn dây 3 pha của xenxin thu. Dòng điện
trong các cuộn dây 3 pha của hai xenxin tạo ra do các điện áp này:

I1 =

E1
Z12

I2 =

;

Trong đó
giữa hai điểm

0

Z12

và

0*

E2
Z12

I3 =

;

E3
Z12

(1.3)

là tổng trở các cuộn dây 3 pha của 2 xenxin (tổng trở
).
Φ1 Φ 2 Φ 3

I1 I 2 I 3

Các dòng điện , ,
tạo nên từ thông biến thiên
, , trong
các cuộn dây 3 pha của xenxin thu. Các từ thông này sẽ tạo ra sức điện động
cảm ứng trên cuộn dây 1 pha của xenxin thu:

Page5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
 E1' = XI1 cos β

 '
0
 E2 = XI 2 cos β − 120
 '
0
 E3 = XI3 cos β − 240

(
(

trong đó

X

)
)
(1.4)

- điện trở cảm ứng, sinh ra do tác động tương hỗ giữa cuộn dây 3

pha và cuộn dây 1 pha của xenxin thu;

β

- góc quay trục rôto xenxin thu.

Sức điện động tổng cộng trên cuộn dây 1 pha của xenxin thu:
E y = E1' + E2' + E3'

(1.5)
÷

Kết hợp các công thức (1.1) (1.4), nhận được:
Ey =

3 XE
cos( α − β ) = E ym cos θ
2 Z 12

(1.6)

Điện áp trên hai đầu cuộn dây 1 pha của xenxin thu:
U y = U m cos θ

(1.7)

Đặc tính tĩnh của hệ thống xenxin hoạt động trong chế độ biến áp:
Từ công thức (1.7) thấy rằng, khi góc sai lệch

θ

giữa hai trục rôto của

θ = 00

xenxin phát và xenxin thu bằng không (
) thì điện áp sai lệch đầu ra là
lớn nhất. Đây là điều không mong muốn đối với một phần tử đo lường sai
lệch góc. Để đảm bảo cho điện áp đầu ra bằng không khi góc sai lệch bằng
không cần phải quay cơ khí một trong hai xenxin đi một góc ban đầu bằng
900

, khi đó:

(

)

U y = U m cos θ − 900 = U m sin θ

(1.8)
Page6


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Như vậy, điện áp đầu ra trong hệ thống xenxin chế độ biến áp tỷ lệ với
sai lệch góc quay giữa trục chủ động (nối với rôto xenxin phát) và trục chấp
hành (nối với rôto xenxin thu) theo quy luật hàm sin (hình 1-2).
θ

Từ hình 1-2, nhận thấy rằng, trong một chu kỳ của góc sai lệch , sẽ có
hai vị trí mà điện áp đầu ra hệ thống xenxin nhận được giá trị bằng không
θ = 00

θ = 180 0

θ = 00

(tương ứng với góc sai lệch
và
). Vị trí
được gọi là vị trí
cân bằng ổn định (vì điện áp đầu ra xung quanh điểm này có cực tính, được
sử dụng trong hệ truyền động bám, sẽ có xu hướng đưa góc sai lệch quay trở
θ = 180 0

lại giá trị bằng không); vị trí
được gọi là vị trí cân bằng không ổn
định (vì điện áp đầu ra xung quanh điểm này có cực tính, được sử dụng trong
hệ truyền động bám, sẽ có xu hướng tiếp tục đưa góc sai lệch rời khỏi điểm

này). Trong quá trình lắp đặt hệ thống xenxin cần phải căn chỉnh và hiệu
chuẩn để xác định được điểm cân bằng ổn định.
Uy

0

90

270

180

360

Hình 1-2. Đặc tính tĩnh hệ thống xenxin biến áp
Khi sai lệch góc

θ

là nhỏ, có thể coi như:

U y (θ ) = U m sin θ ≈ U mθ = K xxθ

(1.9)

và hàm truyền (hệ số truyền) của hệ thống xenxin:
K XX =

Uy

θ

[

V 0

]

(1.10)
Page7


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
θ

Như vậy, trong một giới hạn góc sai lệch nhỏ, hệ thống xenxin trong
chế độ biến áp có thể được xem như một khâu khuếch đại với hệ số truyền
K XX

b. Hệ thống xenxin 2 rãnh
Do hàm số truyền

K XX

của hệ thống xenxin là khá nhỏ, cũng như sai số
0,1

0,75

đo góc sai lệch của hệ thống xenxin là khá lớn (từ

đến
độ tùy theo cấp
chính xác của loại xenxin) nên trong thực tế thường dùng hệ thống xen xin 2
rãnh (hình 2-3).
Hệ thống xenxin 2 rãnh bao gồm rãnh sơ bộ vả rãnh chính xác. Trục
điều khiển và trục chấp hành của 2 rãnh này được liên hệ cơ khí với nhau qua
q

q >1

bộ giảm tốc cơ khí với tỷ số truyền là (
). Các điện áp đầu ra của rãnh
sơ bộ và rãnh chính xác được đưa vào cơ cấu chuyển mạch (hình 2-4). Phụ
thuộc vào giá trị điện áp tương ứng góc sai lệch mà cơ cấu chuyển mạch sẽ
đưa điện áp lấy từ đầu ra rãnh sơ bộ hoặc điện áp đầu ra rãnh chính xác đến
các thiết bị tiếp theo.

Page8


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
I1

UKT

Ucx

RH

Uss

RH

I3
qβ

qα

I2

q

q

I1

UKT

I3
I2

α

β

Hình 1-3. Hệ thống xenxin hai rãnh

Làm việc của xenxin rãnh sơ bộ tương tự như hệ thống xenxin một
rãnh. Đối với rãnh sơ bộ nhận được điện áp đầu ra:
U ySB (θ ) = U m sin θ ≈ U mθ = K XXSBθ

(1.11)

và hệ số truyền rãnh sơ bộ:
K XXSB =

U ySB

θ

Đối với rãnh chính xác, do

(1.12)
α CX = q.α SB

và

β CX = q.β SB

, do đó:

U yCX (θ ) = U m sin θ CX = U m sin ( α CX − β CX ) = U m sin ( qθ ) ≈ qU mθ

và hệ số truyền rãnh chính xác:
Page9

(1.13)


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

K XXCX =

U yCX

θ

= qK XXSB

(1.14)
q

Như vậy, hệ số truyền rãnh chính xác lớn gấp lần hệ số truyền rãnh
sơ bộ. Trong quá trình hoạt động, ban đầu khi góc sai lệch lớn, hệ thống làm
việc với điện áp sai lệch lấy từ rãnh sơ bộ và giảm dần góc sai lệch. Khi góc sai
lệch giảm đến một giá trị nào đó, thiết bị chuyển mạch sẽ làm việc và hệ thống
làm việc với điện áp lấy từ rãnh chính xác (hình 1-5). Do độ dốc đặc tuyến
q

rãnh chính xác lớn gấp lần đặc tuyến rãnh sơ bộ nên giá trị điện áp sai lệch
được tăng lên và hệ thống nhanh chóng khử bỏ góc sai lệch, thực hiện bám
đồng bộ.
Ucx Uss
90
q

o

Ucx
o
360

o

180

0

Uss

Hình 1-4. Đặc tính tĩnh rãnh sơ bộ và rãnh chính xác
U
Uss
Ucx

0

o

90

Hình 1-5. Chuyển đổi điện áp sai lệch từ rãnh sơ bộ sang rãnh chính xác

Page10


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Rõ ràng rằng, để thực hiện việc bám đồng bộ thì yêu cầu bộ chuyển
θ≤

mạch làm việc khi góc sai lệch

900
q

.

c. Hệ thống xenxin trong chế độ chỉ thị
Chế độ chỉ thị của hệ thống xenxin được dùng để quay đồng bộ và chỉ
thị giá trị góc quay trên một khoảng cách lớn (hình 1-6).
Trong chế độ chỉ thị, các cuộn dây 1 pha và 3 pha của xenxin phát và
xenxin thu được nối như sau:
- Các cuộn dây 1 pha của xenxin phát và xenxin thu được kích thích
bởi cùng một điện áp xoay chiều (trong hình12-6 là cuộn dây stato)
- Các cuộn dây 3 pha của 2 xenxin được nối với nhau từng đôi một
(trong hình vẽ là 3 cuộn dây rôto)
XXPhát

XXThu

~U KT

ΦKT

ΦKT

α

β

I1

0

0

I2
I3

Page11


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Hình 1-6. Hệ thống xenxin chế độ chỉ thị
Nguyên tắc hoạt động
Do cách nối dây của 2 xenxin như vậy nên sức điện động trên mỗi cặp
cuộn dây trong cuộn dây 3 pha là hiệu số các sức điện động đó trên từng cuộn
dây của xenxin phát và xenxin thu:

α +β
α −β
'
sin
∆E1 = E1 − E1 = E cos β − E cos α = 2 E sin
2
2


α + β

'

0
0
− 1200  ×
∆E2 = E2 − E2 = E cos β − 120 − E cos α − 120 = 2 E sin
 2



α − β

− 1200 
× sin
 2



α + β

'
0
0
− 2400  ×
∆E3 = E3 − E3 = E cos β − 240 − E cos α − 240 = 2 E sin
 2



α − β

− 2400 

× sin
2




(

)

(

)

(

)

(

)

(1.15)
Các sức điện động này sinh ra dòng cân bằng trong các cuộn dây 3 pha
trong rôto của 2 xenxin. Tác động tương hỗ của thành phần nằm ngang của
lực từ hóa tổng cộng của rôto và dòng từ thông stato của xenxin thu tạo ra
mômen điện từ đồng bộ. Khi góc sai lệch
mômen được xác định :
M ≈ M m sin θ ≈ M mθ

θ =α −β

có giá trị nhỏ, giá trị

(1.16)

Giá trị lớn nhất của mômen đồng bộ:
M m ≈ 0,7

E2 Xq
ω rq2 + X q2

(1.17)
rq

E

trong đó - giá trị lớn nhất sức điện động hiệu dụng trên 1 pha;
và
thuần trở và cảm kháng của cuôn dây rôto xenxin thu theo trục ngang.

Page12

Xq

-


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Mômen điện từ này làm quay rôto xenxin thu theo hướng đưa góc sai lệch về

giá trị bằng không, tức là làm đồng bộ vị trí rôto của 2 xenxin.

II.

Tìm hiểu về TCA 785:

TCA 785 là vi mạch tích hợp do hãng Siemens chế tạo, được dùng để
điều khiển các thiết bị chỉnh lưu, các thiết bị điều khiển dòng xoay chiểu. Đây
là vi mạch tích hợp thực hiện bốn chức năng của một mạch điều khiển: tề đầu
điện áp đồng bộ, tạo điện áp răng cưa đồng bộ, so sánh và tạo xung răng cưa.
1.

Đặc trưng của TCA 785:
- Dễ phát hiện việc chuyển qua điểm không.
- Phạm vi ứng dụng rộng rãi.
- Có thể dùng làm chuyển mạch điểm không.
- Tương thích LSL.
- Có thể hoạt động ba pha (3 IC s).
- Dòng điện ra 250 mA.
- Miền dốc dòng lớn.
- Dải nhiệt độ rộng.

IC điều khiển pha này có thể điều khiển được thyristo, triac,transisto.
Xung kích mở được các góc từ 00 - 1800. Ứng dụng tiêu biểu trong các mạch
chuyển đổi, cá bộ điều khiển AC và các bộ điều khiển dòng ba pha.
IC này thay thế cho các IC trước đây là TCA 780 và TCA 780D.
2.

Kí hiệu và chức năng của TCA 785:

Page13


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Hình 2-1:sơ đồ chân TCA 785

Page14


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Hình 2-2: Cấu trúc TCA 785

Chân
1

Kí hiệu
GND

Chức năng
Nối đất

2

Đầu ra 2 đảo

3

Đầu ra U

4

Đầu ra 1 đảo

5

VSYNC

Điện áp đồng bộ

6

I

Tín hiệu cấm

7

QZ

Đầu ra Z

8

VREF

Điện áp chuẩn

9

R9

Điện trở tạo mạch răng cưa

10

C10

Tụ tạo mạch răng cưa

11

V11

Điện áp điều khiển

12

C12

Tụ tạo độ rộng xung

13

L

Tín hiệu điều khiển xung ngắn, xung dài

14

Q1

Đầu ra 1

15

Q2

Đầu ra 2

16

VS

Điện áp nguồn nuôi

Page15


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
3.

Các thông số của TCA 785:
Thông số

Kí hiệu

Điện áp cung cấp

VS

Giá trị giới
hạn
Min
Max
- 0.5
18

Dòng điện ra tại chân 14, 15

IQ

- 10

400

Ma

Điện áp giới hạn

V6

- 0.5

VS

V

Điện áp điều khiển

V11

- 0.5

VS

V

Điện áp ngắn xung

V13

- 0.5

VS

V

Dòng điện vào đồng bộ

V5

- 200

±200

µA

Điện áp ra tại chân 14, 15

VQ

VS

V

Dòng ra tại chân 2, 3, 4, 7

IQ

10

Ma

Điện áp ra tại chân 2, 3, 4, 7

VQ

VS

V

150
125
18

0

Nhiệt độ tiếp giáp
TJ

Nhiệt độ cất giữ
Tstg
Trở nhiệt hệ thống – môi Rth SA
trường
•

- 55

Đơn vị
V

C
C
K/W
0

Dải hoạt động:
Điện áp cung cấp

VS

8

18

V

Tần số làm việc

F

10

500

HZ

Nhiệt độ môi trường

TA

-25

85

•

0

C

Đặc tính:
≤

≤



≤

8 VS 18;-25 C TA
Thông số

Kí
hiệu

≤



85 C ;f =50 HZ

Giá trị giới hạn
Min Typ Max
Page16

Đơn vị

Mạch
kiểm
tra


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Tiêu thụ dòng cung cấp
V11=0V
C10=47nF, R9=100KΩ
Chân đồng bộ 5
Dòng vào điện áp bù khi
R2 biến đổi

Chân điều khiển
Dải điện áp điều khiển
Điện trở vào

IS

4.5

T5 rms

30

∆V5
V11
R11

0.2

6.5

10

Ma

1

200

µa

1

30

75

Mv

4

15

V10

V
KΩ

1
5

Mô tả chức năng:

•

Tín hiệu đồng bộ có được qua trở kháng cao từ điện áp dây (V 5). Bộ
phát hiện điện áp không sẽ xác định các điện áp không và chuyển chúng đến
thanh ghi đồng bộ.
Thanh ghi đồng bộ này điểu khiển bộ tạo dốc (làm dốc xung tín hiệu
điều khiển), tụ C10 trong bộ tạo dốc đó được nạp với dòng cố định (xác định
bởi R9). Nếu điện áp dốc (điện áp răng cưa, tam giác) V 10 vượt quá điện áp

điều khiển V11 (góc mở ) thì tín hiệu điện chuyển thành dạng Logic phụ thuộc
vào độ lớn của điện áp điều khiển V 11 mà góc mở có thể được dịch chuyển
trong khoảng từ (00 1800)
Với mỗi ½ phần sóng một xung dương cứ 30s lại xuất hiện các đầu ra
Q1, Q. Giữ sự tồn tại xung có thể đạt 180 0 qua tụ C12. Nếu chân 12 nối mass cá
xung trong khoảng góc (00 => 1800) sẽ xuát hiện.
−−

−−

Q Q

Các đầu ra 1, 2 cung cấp tín hiệu ngược với Q1, Q2. Tín hiệu tại
+180 có thể được dùng điều khiển một bộ Logic ngoài có tại chân 3.
0

Một tín hiệu tương ứng với liên kết NOR của Q 1, Q2 có sẵn tại cửa Qz
(chân 7).
Cổng vào hạn chế có thể được dùng để loại trở hoạt động của các cổng
−−

ra Q1,Q2

−−

Q Q
1

,

2

.

Page17


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
−−

Chân 13 có thể dùng để mở rộng các đầu ra
rộng xung (1800 - ).

4.

Biểu đồ xung:

Page18

−−

Q Q
1

,

2

nhằm lấp đầy độ

Báo cáo thực tập tốt nghiệp

•

Phạm vi hoạt động :

Điện áp cung cấp

VS

8

18

V

Tần số hoạt động

F

10

500

Hz

Nhiệt độ môi trường

TA

-25

85

•

0

C

Những đặc trưng:
8 ≤VS ≤18 V; – 25 °C≤TA ≤85 °C; f = 50 Hz

Tham số

Kí
hiệu

Cung cấp tiêu thụ hiện thời
S1...S6 mở
V11=0V
C10=47nF, R9=100KΩ
Chân đồng bộ hóa 5
Dòng đưa vào
R2 thay đổi
Điện áp Mầm
Chân điều khiển 11
Phạm vi điện áp điều khiển
Nhập vào sự chống cự

Những giá trị giới hạn
Min.
Typ. Max.

IS

4.5

I5 rms
V5

30

V11
R11

0.2

6.5

30
15

Đơn
vị

10

mA

Kiểm
tra
mạch
1

200

µA

1

75

mA

4

V10 peak

V
K

1
5

• Đặc trưng:

8

≤ Vs ≤ 18 − 25 0 C ≤ T A ≤ 85 0 C

;

Tham số
Bộ biến đối
Dòng thay đổi
Điện áp max
Điện áp bão hòa trên tụ

;f=50 Hz

Kí hiệu Những giá trị giới hạn

I10
V10
V10

10
100
Page19

225

1000
V2-2
350

Đơn
vị

µA
V
mV

Kiểm
tra
mạch
1
1.6


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Biến trở
Thời gian hồi áp xung
răng cưa
Chân hãm chân 6
Chuyển mạch chân 7
Ngắt đầu ra
Cho phép đầu ra
Thời gian chuyển tín
hiệu
Dòng vào
V6=8V
Dòng vào
V6=1.7V
Sự chênh lệch của I0
R9=const
VS=12; C10=47nF
Sự chênh lệch I10
R9=const

VS=8V tới 18V
Sự chênh lệch của điện
áp thay đổi ở nửa chu kì
sau VS=const
Xung dài khi chân 13
được nối với S8
Xung ngắn ở (tại) đầu ra
Xung dài đầu ra
Nhập vào hiện thời
V13 = 8V
Nhập vào hiện thời
V13 = 1.7V
Chân đầu ra 2, 3, 4, 7
Dòng ngược
V0 = V s
Điện áp bão hòa
I0 = 2mA
•

R9
tf

3

300

KΩ
µS

1

1

2.5

500

5
500

V
V
µS
µA

1
1
1
1

150

200

µA

1

80

V6L

V6H
tr
I6H

4
1

-I6L

80

I10

-5

5

%

1

I10

-20

20

%

1

∆V10 max

3.3
3.3

±1

%

2
10

V
V
µA

1
1
1

100

µA

1

10

µA

2.6

2

V

2.6

V13H
V13L
I13H

3.5

2.5
2.5

-I13L

45

65

ICE0
Vsat

0.1

0.4

Những đặc trưng (tiếp):
8 ≤VS ≤18 V; – 25 °C ≤TA ≤85 °C; f = 50 Hz

Page20


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Tham số
Chân đầu ra 14, 15
Điện áp H đầu ra
-IQ = 250mA
Điện áp L đầu ra
IQ = 2mA
Độ rộng xung (xung
ngắn)
S9 mở
Độ rộng xung (xung
ngắn)
Với C12
Điều khiển điện áp trong
Điện áp tham khảo
Kết nối song song (có thể)
của 10 Ics
TC của điện áp tham khảo

Kí
hiệu

Những giá trị giới hạn
Min.
Typ.
Max.

Đơn
vị

Kiểm
tra
mạch

V14/15H

VS – 3

VS –2.5

VS-1.0

V

3.6

V14/15L

0.3

0.8

2

V

2.6

tp

20

30

40

µS

1

tp

530

620

760

µS/
nF

1

VREF

2.8

3.1

3.4

V

1

2x10-4

5x10-4

1/K

1

αREF

Page21


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

III.
1.

Tổng quan về thyristor:
Cấu tạo của thyristor:

Thyristor còn được gọi là SCR (Sillcon – Controlled - Rectifier) là loại
linh kiện 4 lớp P – N đặt xen kẽ nhau.
Sơ đồ cấu trúc, kí hiệu, sơ đồ tương đương và cấu tạo thyristor được
trình bày trong hình 3-1:

H.3.1a. H.3.1b

H.3.1c

A: anot
K: katot
G: cực điều khiển

Page22

H.3.1d


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
J1, J3: mặt tiếp giáp phát điện tích
J2: mặt tiếp giáp trung gian
H.3.1a : sơ đồ kí hiệu SCR
H.3.1b : sơ đồ cấu trúc 4 lớp SCR
H.3.1c : sơ đồ mô tat cấu tạo SCR
H.3.1d : sơ đồ tương đương SCR

2. Đặc tuyến Volt – Ampere của thyristor:

H.3.2 – Đặc tuyến volt-ampere của thyristor
Ith max

: giá trị cực đại dòng thuận

Uth

: điện áp thuận

Ung

: điện áp ngược

Udt

: điện áp đánh thủng

Ing

: dòng ngược
Page23


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
I0

: dòng rò qua thyristor

Idt

: dòng duy trì

∆U

: điện áp rơi trên thyristor
3.Các biện pháp mở thyristor:
III.1 Nhiệt độ:

Nếu nhiệt độ thyristor tăng cao, số lượng điện tử tự do sẽ tăng lên,
dẫn đến dòng điện rò I0 tăng lên. Sự tăng dòng rò này làm hệ số truyền điện
tích α1, α2 tăng và thyristor được mở. Mở thyristor bằng phương pháp này
thường không điều khiển được sự chạy hỗn loạn của dòng nhiệt nên thường
được loại bỏ.

III.2 Điện thế cao:

Nếu phân cực thyristor bằng một điện thế lớn hơn điện áp đánh
thủng Udt thì thyristor mở. Tuy nhiên phương pháp này sẽ làm thyristor bị
hỏng nên không áp dụng
3.3 Tốc độ tăng điện áp (du/dt):
Nếu tốc độ tăng điện áp thuận đặt lên Anod và Katot thì dòng điện
tích của tụ điện tiếp giáp có khả năng mở thyristor. Tuy nhiên dòng điện tích
lớn này có thể phá hỏng thyristor và các thiết bị bảo vệ. Thông thường tốc độ
tăng điện áp du/dt thường do nhà sản xuất quy định.
3.4Dòng điểu khiển cực G:
Khi thyristor đã phân cực thuận ta đưa dòng điều khiển dương đặt
vào hai cực G & K thì thyristor dẫn, dòng IG càng tăng thì Udt càng
giảm.

4.Khóa thyristor:
Khóa thyristor tức là trả nó về trạng thái ban đầu trước khi mở với
đầy đủ các tính chất có thể diều khiển được của nó. Có hai phương pháp khóa
thyristor:
Page24


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
-

Giảm dòng điện thuận hoặc cắt nguồn cung cấp.
Đặt điện áp ngược lên thyristor.
Quá trình khóa thyristor như sau:

Khi đặt điện áp ngược lên thyristor (H.3.3a) tiếp giáp J 1, J3 chuyển
dịch ngược, còn J2 chuyển dịch thuận. Do tác dụng của điện trường ngoài các
lỗ trống trong lớp P2 chạy qua J3 về catod và trong lớp N1 các lỗ trống chạy
qua J1 về anod tạo nên dòng điện ngược chạy qua tải, giai đoạn này tử t 0 - t1
(H.3.3b). Khi các lỗ trống bị tiêu tán hết thì J 1 và J3 (chủ yếu là J1) ngăn cản
không cho điện tích tiếp tục chảy qua, dòng điện bắt đầu được giảm xuống, từ
t1 – t2 gọi là thời gian khóa thyristor.
Thời gian khóa này thường kéo dài gấp 8 – 10 lần thời giàn mở.

Page25