Hình 1.17: Đặc tính V- A của thyristor 1.3.3 ứng dụng của thyristor + ứng dụng của thyristor trong điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều.. Sơ đồ Hình 1.18: ứng dụng của thyristor tro
Trang 1giá trị cực đại cho phép Iđkmax (thường cỡ vài chục đến trên 100mA, tùy loại thyristor) thì đoạn OT1, OT’1, OT”1 trở thành OT2 nghĩa là đặc tính V- A của thyristor sẽ như đặc tính V- A của điôt
Hình 1.17: Đặc tính V- A của thyristor
1.3.3 ứng dụng của thyristor
+ ứng dụng của thyristor trong điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều
Sơ đồ
Hình 1.18: ứng dụng của thyristor trong điều khiển động cơ
DC: là động cơ điện một chiều
Dòng điện qua động cơ chỉ là dòng điện ở nửa chu kỳ dương và được thay đổi trị số bằng cách thay đổi mở kích của dòng điện IG khi thyistor chưa dẫn thì
Trang 2không có dòng điện qua động cơ Điôt dẫn điện nạp vào tụ qua điện trở R1 và biến trở VR Điện thế cấp cho cực G lấy trên tụ C và qua cầu phân áp R2, R3
Tụ nạp điện qua R1 và VR với hằng số thời gian là τ = C(R1 + VR)
Khi thay đổi trị số VR sẽ làm thay đổi thời gian nạp cho tụ tức là làm thay đổi thời điểm có dòng xung kích IG sẽ làm thay đổi thời điểm dẫn điện của Thyistor tức là thay đổi dòng điện qua động cơ và làm cho tốc độ của
động cơ bị thay đổi
Khi nguồn AC có nửa chu kỳ âm thì điôt D và thyristor đều bị phân cực ng−ợc điôt ng−ng dẫn, thyristor cũng ng−ng dẫn
Thyristor dùng với nguồn một chiều thì có thể báo động khi quá nhiệt, quá áp suất, thì nút ấn M bị nhấn Thyristor sẽ đ−ợc kích dẫn điện và duy trì trạng thái dẫn để cấp điện cho đèn và còi báo
1.3.4 Các thông số chủ yếu của thyristor
+ Trị số hiệu dụng định mức của dòng điện anôt I ahd đó là trị số hiệu dụng của dòng điện cực đại cho phép đi qua thyristor trong một thời gian dài khi thyristor mở
Khi thyistor dẫn điện thì VAK= 0,7V nên dòng điện thuận qua thyistor có thể tính theo công thức:
cc 0,7
a
L
I
R
−
= (1-17)
RL : tải thuần trở
VCC: điện áp qua thyristor
+ Dòng điện điều khiển kích mở I GT là dòng điện điều khiển IG gây mở thyristor
+ Điện áp ng−ợc cực đại U ngmax là điện áp giữa hai cực A và K cho phép đặt thyristor
+ Điện áp rơi định mức Δu a là điện áp giữa hai cực A và K khi thyristor mở
và đồng thời dòng điện bằng dòng điện định mức
Trang 3+ Thời gian phục hồi tính khoá là thời gian tối thiểu cần thiết để thyristor
phục hồi tính khoá
Bảng 1.3 Thyristor do hãng Toshiba, Nhật Bản chế tạo
Mã hiệu
SFOR1
SFOR3
SF1
SF2
SF2R5
SF3
SF5
SF10
SF16
SF100
SF300
SF1000
SF1500
SH2
SH16
SH80
SH150
SH400
0,1 0,3
1
2 2,5
3
5
10
16
100
300
1000
1500
2
16
80
150
400
0,1ữ 0,4 0,1ữ 0,6 0,1 ữ 0,4 0,1ữ 0,6 0,1 ữ 0,4 0,1ữ 0,6 0,1ữ 0,4 0,1 ữ 1 0,1ữ 1,2 0,4ữ 1,6 0,4ữ 1,6 2,5 ữ 4 2,5 ữ 4
0,1ữ 0,4 0,1 ữ 0,5 0,2 ữ 1,6 0,2 ữ 1,6 0,2 ữ 1,3
15
10
15 ữ 30
15 ữ 30
15 ữ 80
1.4 triac
Trang 41.4.1 Cấu tạo
Triac là linh kiện bán dẫn tương tự như hai thyristor nối song song ngược gồm hai cực và chỉ có một cực điều khiển
Hình 1.19: Triac
a, Cấu trúc bên trong
b, Hình vẽ cấu tạo
c, Ký hiệu
1.4.2 Nguyên lý làm việc
Theo cấu tạo của một triac được xem như hai thyristor ghép song song
và ngược chiều nên
Khi khảo sát đặc tính của triac người ta khảo sát như hai thyristor
+ Khi cực T2 có điện thế dương và cực G được kích xung dương thì triac dẫn
điện theo chiều từ T2 qua T1 như hình:1.20
+ Khi cực T2 có điện thế âm cực G được kích xung âm thì triac dẫn
điện theo chiều T1 đến T2 như hình: 1.21
c
b)
Trang 5+ Khi triac được dùng trong mạch xoay chiều công nghiệp khi nguồn ở nửa chu kì dương cực G cần được kích xung dương, còn khi nguồn ở nửa chu kì âm cực G cần được kích xung âm triac cho dòng điện qua được cả hai chiều Hình 1.22
1.4.3 Đặc tính volt-ampe của triac
Triac có đặc tính volt-ampe gồn hai phần đối xứng nhau qua điểm O hai phần này giống như đặc tuyến của hai SCR mắc ngược chiều nhau
Hình 1.23: Đặc tính V- A của triac Triac có thể mở trong 4 trường hợp:
Trang 6UGT1> 0 và UT1T2 > 0
UGT1< 0 và UT1T2 > 0
UGT1> 0 và UT1T2 < 0
UGT1< 0 và UT1T2< 0 Như vậy Triac thể mở theo hai chiều
Chiều thuận từ T2 đến T1 khi UT1T2 > 0 và tác dụng vào cực G một điện
áp dương UGT1 < 0
Chiều thuận từ T1 đến T2 khi UT1T2< 0 và tác dụng vào cực G một điện
áp âm UGT1 < 0
1.4.4 Mạch điều khiển
Để điều khiển được triac ta có sơ đồ như hình 1.24
Hình1.24: Sơ đồ mạch điều khiển triac
Mạch điều khiển gồm 1 biến trở (R) tụ điện C, triac và một điện trở phụ
Rp để giới han dòng điện điều khiển IG, điện áp cấp cho mạch là điện áp xoay chiều hình sin: u= Umsinωt
Giả thiết tại thời điểm ban đầu (ωt=0) tụ điện C đã phóng hết điện, và
điện áp trên nó UC= 0 thì khi u tăng theo chiều dương (u > 0) tụ điện C được nạp điện theo chiều dương qua điện trở R và Uc tăng theo quy luật hàm số mũ
có tốc độ tăng phụ thuộc vào R, điện trở R càng nhỏ thì dòng điện nạp càng lớn và tốc độ tăng của UC càng nhanh
Đồ thị biến thiên của u theo ωt như đồ thị hình 1.25
Trang 7Hình1.25: Dạng sóng của mạch điều khiển
Đồ thị hình 1.25 biểu diễn sự biến thiên của Uc theo ωt tương ứng với giá trị nhất định của R Tại góc pha ϕ0 Uc được nạp bằng điện áp chuyển đổi
Ucđ của triac D Triac D mở, tụ C phóng điện qua Rp, triac D và phần giữa G
và T1 điều đó tạo ra một xung dòng điện IG (đường cong 3 hình 1.25) và mở triac Triac D tiếp tục mở cho đến hết nửa chu kỳ dương của điện áp Ua tại góc pha ωt = π Điện áp u giảm đến 0 dòng điện qua triac Ia cũng giảm đến 0 vì tải thuần trở và u, Ia cùng pha Do đó triac khoá lại sang nửa chu kỳ âm của u Tụ
điện C được nạp theo chiều âm và Uc tăng
Tại góc pha ϕ = ϕ0 + π, điện áp Uc = Ucđ triac D mở tụ điện C phóng
điện qua điện trở Rp chiều dòng điện đi từ cực G của triac D, Rp về nguồn điều
đó tạo ra một xung dòng điện âm IG (đường cong 4 hình 1.25) và mở triac theo chiều từ T1 đến T2 triac tiếp tục mở cho đến hết chu kỳ âm, trong suốt thời gian mở của triac điện áp trên điện trở R1 bằng điện áp Ua (vì khi triac mở
Trang 8điện áp rơi trên nó rất nhỏ) Do đó điện áp UR trên R1 biến thiên theo ωt (như
đường 5 hình 1.25) từ đó rút ra giá trị hiệu dụng của điện áp uR trên tải R1
2 2 0
1 2
π ω π
= ∫ (1-18) Trong đó góc mở chậm ϕ0 phụ thuộc vào biến trở R của mạch điều khiển do đó bằng cách thay đổi biến trở R ta có thể thay đổi ϕ0 và thay đổi trị
số UR của điện áp trên tải Rt
0
2
0 0
sin 2 2
2
R
θ
ϕ
0
sin 2
R
π
1.4.5 ứng dụng của triac
Triac được ứng dụng trong một số mạch, điều chỉnh ánh sáng đèn điện, nhiệt độ lò, điều chỉnh chiều quay và tốc độ động cơ điện một chiều
1.4.6 Các thông số của triac
+ Điện áp định mức U đm: Đó là điện áp cực đại cho phép đặt vào triac theo chiều thuận hoặc chiều ngược trong thời gian dài
+ Dòng điện hiệu dụng định mức I đm: Đó là trị số hiệu dụng đinh mức cực
đại cho phép của dòng điện đi qua triac trong một thời gian dài
+ Dòng điện điều khiển triac: Đó là dòng điện điều khiển IG đảm bảo mở triac
+ Dòng điện duy trì I H: Đó là trị số tối thiểu của dòng điện anôt đi qua triac
để duy trì triac ở trạng thái mở
+ Điện áp rơi trên Triac Δu
Đó là điện áp rơi trên triac khi triac dẫn và dòng điện qua triac bằng dòng định mức
Bảng 1.4: Thông số chính của một vài loại Triac
Trang 9N¬i chÕ t¹o M· hiÖu U (V) I (A) Ig (mA) Ug (V) Liªn X« (cò) TC- 60
TC- 125 TC- 160
50÷ 1000
50÷ 1000
50÷ 1000
80
125
160
400
400
400
7
7
7 NhËt b¶n
TOSHIBA
NEC
SM2B41 SM12D41 SM150G13 SM300J13 SM300Q13
2AC3T 6AC5F, S 10AC6F, S 16AC6D1 25AC65 70AC10S 300AC12S
100
200
400
600
1200
300
500
600
600
600
1000
1200
2
12
150
300
300
2
6
10
16
25
70
300
50
50
50
50
200
300
Mü
GE
TI
SC245 SC60 TIC205A TIC215B TIC263D TIC263M
200÷ 500
200÷ 500
100
200
400
600
6
25
2
3
25
25
50
50
5
5
50
50
2,5 2,5
2 2,5 2,5 2,5 CHLB §øc BTA41- 200
BTA41- 600 BTA41- 700
200
400
700
40
40
50
50
50
50
1.5 c¸c phÇn tö logic c¬ b¶n
Trang 101.5.1 Mạch AND dùng điôt bán dẫn
+ Mạch điện và ký hiệu Hình 1.26
A và B là các tín hiệu đầu vào Mức thấp của tín hiệu đầu vào là 0 V, mức cao của tín hiệu đầu vào là 3V Z là tín hiệu đầu ra
Hình1.26: Cổng AND
+ Nguyên lý hoạt động Có 4 trường hợp khác nhau ở đầu vào
- Trường hợp 1:
Khi VA= VB= 3V, hai điôt DA và DB thông với nguồn E0= +12V qua
điện trở R0, chúng đều có điện áp phân cực thuận, chúng đều dẫn điện VZ=
VA + VD= 3 + 0,7= 3,7V
- Trường hợp 2:
Khi VA= 3V, VB= 0V DA và DB có đầu anôt nối chung Catôt của DB có
điện thế thấp hơn nên chắc chắn dễ dẫn điện hơn Một khi DB đã dẫn điện thì
VZ= VZ- VA= 0,7- 3= -2,3V
Vậy DA chịu phân cực ngược, nó ở trạng thái ngắt hở mạch, không phải dẫn điện như ta tưởng lúc thoạt đầu nhìn vào mạch điện Điện thế VZ= 0,7V gọi là điện thế ghim
- Trường hợp 3:
