CHƯƠNG I: VẤN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT DÙNG TRONG VIỆC ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ I.1 ĐIỀU KHIỂN TRANSISTOR: -Transistor được dùng để đóng cắt dòng điện có cường đ
Trang 1CHƯƠNG I:
VẤN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN CÁC LINH
KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
DÙNG TRONG VIỆC ĐIỀU
CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
I.1 ĐIỀU KHIỂN TRANSISTOR:
-Transistor được dùng để đóng cắt dòng điện có cường độ tương đối lớn Vậy chúng chỉ làm việc ở hai trạng thái:
-Trạng thái đóng (dẫn bão hòa) để đóng mạch điện
-Trạng thái mở (ngưng dẫn) để cắt mạch điện
Khi transistor hoạt động với thời gian dẫn bão hòa hay ngắt tương đối dài còn gọi là chế độ khóa của transistor
I.1.1 Chế độ khóa của Transistor.
-Transistor làm việc ở chế độ khóa như một khóa điện tử đóng mở mạch nhanh với tốc độ nhanh (10-9 s 10-6 s) do đó có nhiều đặc điểm khóa với chế độ khuếch đại
Transistor ở chế độ khóa thì điện áp đầu ra có hai trạng thái sau:
Vra=1 khi Vvào = 0
(I.1)
Vra = 0 khi Vvào= 1
- Chế độ khóa của transistor được xác định bởi chế độ điện áp hay dòng điện một chiều cung cấp từ ngoài qua một mạch phụ trợ (khóa thường đóng hay thường mở) việc chuyển trạng thái khóa thường đuợc thực hiện nhờ một tín hiệu xung có cực
Trang 2tính thích hợp tác động tới đầu vào Những đặc điểm chủ yếu của chế độ khóa được xét như hình I.1
HìnhI-1:Mạch khóa dùng Transistor
-Ban đầu khi Vvào =0, transistor ở trạng thái mở, dòng điện
ra Ic = 0 lúc không có tải Rt, khi transistor được coi là hở mạch
Vra= Vnguồn khi cho xung điều khiển có cực tính dương tới đầu vào Vvào = 1 transistor chuyển sang trạng thái đóng (bão hòa) điện áp ra thỏa mãn điều kiện ở (I.1) Vra = 0 ở trạng thái bão hòa để duy trì khả năng điều khiển và để tránh điện tích cực nền quá lớn, dòng điện cực nền ban đầu phải cao để chuyển sang trạng thái dẫn nhanh chóng, ở chế độ khóa dòng điện nền phải giảm cùng qui luật như dòng điện thu để tránh hiện tượng chọc thủng tiếp giáp BC
Trạng thái đóng mạch IB lớn
IC do tải giới hạn
Trạng thái hở mạch IB=0
+Vnguồn
RC
R3
Trang 3Hình I.2: Đặc tuyến transistor ở chế độ khóa.
I.1.2 MẠCH TRỢ GIÚP MỞ:
Hình I.3 :Mạch trợ giúp mở
Khi transistor chuyển từ trạng thái đóng sang trạng thái mở
Mạch trợ giúp mở gồm các phần tử C, D1, R1 Dòng điện tải là i, vì thời gian chuyển trạng thái rất ngắn nên xem I=const trong mỗi lần chuyển trạng thái
Ban đầu VCE = VCE bảo hòa 0, iC =I, iD = 0
t2
t1
i D
t
t
t
i D
I V
I
i C
0
0 0 V+
ic
Vvào
i1
D
D1 R1
C
Trang 4Khi cho xung áp tâm tác động vào cực nền của Transistor dòng IC giảm tuyến tính từ 1 xuống 0 trong khoảng thời gian t1 Nếu không có mạch trợ giúp mở iC + iD = I = const (I.2)
Vừa lúc iC bắt đầu giảm thì iD tăng lên ngay, D2 làm chuyển mạch tải
VCE = V+0,6V (I.3)
Nếu có mạch trợ giúp thì ta có: iC + I1 = I = const (I.4)
vừa lúc iC bắt đầu giảm tuyến tính thí i1 cũng bắt đầu tăng tuyến
tính tụ C được nạp điện
Khi t=t1 , iC= 0, VC(t1) = VCE << V
Sau t1, tụ điện C được nạp bằng dòng I
Cho đến khi VC = V lúc này diode D1 mới cho dòng chảy qua thời gian tổng cộng của quá trình chuyển trạng thái mở là t2 Trong thực tế người ta chọn C sao cho:
2t1 < t2 < 5t1
Trong đó:
T1 là thời gian cần thiết để iCgiảm từ I xuống 0, cho trong sổ tay tra cứu
(I.5)
C
ic I dt
C
I dt
dVc
V
t
V C I i
2 2
1
C
(I.7)
: đúng gần tính được C dung Điện
Trang 5I.1.3 MẠCH TRỢ GIÚP ĐÓNG:
Ta có sơ đồ mạch như sau
Hình I.4: Mạch trợ giúp đóng
-Mạch trợ giúp đóng gồm L1, D3, R2 có chức năng hạn chế sự tăng trưởng của dòng iC trong khoảng thời gian cần thiết để
VCE giảm từ giá trị V xuống VCE bão hòa = 0 cho trong sổ tay tra cứu
- Thời gian tổng cộng của quá trình đóng là :t
-Điện cảm L1 được tính gần đúng bằng biểu thức
8) -(I
.
t V
+Vn
Vv
T
D2
D1 R1
C
L1
R2 D3
thái mở sang trạng thái đóng
Trang 6Trong thực tế người ta chọn L1 sao cho:
2 tđ <t<5tđ Điện trở R2 có tác dụng hạn chế dòng điện do sức điện động tự cảm trong L1 tạo ra trong mạch L1,R2,D3 trong khoảng thời
gian t2 chuyển sang trạng thái mở T Như vậy phải thỏa mãn điều kiện:
Điện trở R1 có nhiệm vụ hạn dòng điện phóng của tụ C
Trong mạch CTR1 trong khoảng thời gian đóng t như vậy phải thỏa mãn điều kiện R1C>t
9) -(I
2 2
1 t R
L
