đồ án điện tử công suất

Trong thực tế có rất nhiều những nơi đòi hỏi phải được cung cấp điện một cách liên tục như:phòng cấp cứu ở các bệnh viện ,phòng máy tính lưu trữ thông tin,…Nếu để mất điện kết quả sẽ không lường trước được.Yêu cầu đặt ra là phải cung cấp điện một cách liên tục.Trong mạng lưới điện có rất nhiều nguyên nhân có thể gây mất điện đột xuất như:sét đánh vào đường dây,vào trạm phân phối điện,máy phát điện;Cành cây rơi vào gây ngắn mạch và đứt dây;Sự hư hỏng trong hệ thống cung cấp;…

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Cộng hoà xã hội chủ nghĩa ViệtNam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH Độc lập-Tự do-Hạnh phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

ĐỀ TÀI:Thiết kế bộ nguồn cấp điện liên tục phần chỉnh lưu UPS

Các thông số kĩ thuật:

Công suất ra : 35 (KW)

Ura : 220 (VDC)Tần số (f) : 50 (HZ)

Thời gian lưu điện (t) : 50 phútLoại ắc quy lưu điện : axits loại kín

1

Lời nói đầu

Ngày nay trong các nhà máy công nghiệp hiện đại ,các thiết bị điện tử công suất ngày càng được sử dụng nhiều.Việc thay thế các phần tử động có tiếp điểm và kích thước lớn bằng các phần tử tĩnh không có tiếp điểm,kích thước nhỏ,công suất lớn đã làm cho các thiết bị máy móc công nghiệp phát triển lên một tầm cao mới Đó là nhiêm vụ của điện tử công suất

Sinh viên nghành tự động hoá không thể không biết về điện tử công suất nên việc học điên tử công suất là hết sức cần thiết.Trong quá trình học tập ở trên lớp do thời gian có hạn nên không thể tìm hiểu được nhiều về môn học quan trọng này,chính vì vậy làm đồ án môn học sẽ đã chúng em hiểu thêm được rất nhiều về môn học cũng như các bài toán thực tế

Trong quá trình làm đồ án này em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn: NGUYỄN VĂN ĐOÀI Thầy đã giúp đỡ và hướng dẫn rất tận tình giúp em hoàn thành được đồ án này

Mặc dù em đã cố gắng rất nhiều ,song không thể tránh khỏi thiếu sót và sai lầm nhất định.Em rất mọng nhận được sự góp ý và chỉ bảo tận tình của cácthầy cô trong bộ môn.Em xin trân thành cảm ơn

Quảng Bình ngày 12 tháng 02 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hữu Tuấn

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ

TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN LIÊN TỤC UPS

1 Cung cấp năng lượng điện cho những tải quan trọng:

Trong thực tế có rất nhiều những nơi đòi hỏi phải được cung cấp điện một cáchliên tục như:phòng cấp cứu ở các bệnh viện ,phòng máy tính lưu trữ thông tin,

…Nếu để mất điện kết quả sẽ không lường trước được.Yêu cầu đặt ra là phải cung cấp điện một cách liên tục

Trong mạng lưới điện có rất nhiều nguyên nhân có thể gây mất điện đột xuất như:sét đánh vào đường dây,vào trạm phân phối điện,máy phát điện;Cành câyrơi vào gây ngắn mạch và đứt dây;Sự hư hỏng trong hệ thống cung cấp;…

2 Yêu cầu và giải pháp dùng UPS:

Điều cần chú ý trước hết của những sự cố và những hậu quả của nó về phươngdiện :

An toàn cho con người

2

~ =

= ~acquy

Liên tục cung cấp điện

Chất lượng cung cấp điện

Phụ tải ưu tiên thông thường có các thiết bị điện tử nhạy cảm đòi hỏi việc cung cấp liên tục,yêu cầu một “Giao diện công suất” giữa nguồn cung cấp và tải,nó cung cấp một điện áp mà không có bất kì sự cố nào dù rất nhỏ ảnh

hưởng đến hệ thống cung cấp trong phạm vi sai số cho phép về biên độ và tầnsố.Bộ nguồn có chức năng làm việc tin cậy như vậy là UPS(Unteruptible power system)

3.Chức năng của UPS:

Hoạt động như một giao diện giữa hệ thống cung cấp và những tải nhạy cảm UPS cung cấp cho tải một năng lượng điện liên tục,chất lượng cao,không phụ thuộc mọi tình trạng của hệ thống cung cấp

UPS tạo ra một điện áp cung cấp tin cậy:

Không bị ảnh hưởng của những sự cố của hệ thống cung cấp , đặc biệt khi hệ thống cung cấp ngừng hoạt động

phạm vi sai số cho phép tuỳ theo yêu càu của thiết bị điện tử nhạy cảm

UPS có thể cung cấp điện áp tin cậy, đọc lập và liên tục thông qua các khâu trung gian:Acquy và chuyển mạch tĩnh

4.Phân loại UPS:

~ =

~ =

acquy

= ~ M G

~ =

=

~ =

F

acquychỉnh lưu/nạp

nghịch lưu

Lọc

Tải

UPS quay:

Sử dùng máy điện quay để thực hiện chức năng nghịch lưu

b UPS gián tiếp(off-line)và UPS trực tiếp(on-line):

Off –line UPS:

4 HTCC1

HTCC

~ = = ~

acquy

thong qua bộ lọc F mà không qua nghịch lưu

Không đáp ứng được với các phụ tải như:các trung tâm máy tính,tổng đài điện thoại,và không điều chỉnh được tần số

On-line UPS:

Việc cung cấp điện được liên tục trong phạm vi sai số cho phép của tần số và điện áp,không phụ thuộc vào trạng thái của HTCC hơn nữa trong hệ thống có chuyển mạch tĩnh nênkhông có sự cố,hỏng hóc nếu tải buộc phải được chyển trực tiếp về HTCC chính.Sơ đồ này dung cho công suất trung bình và

cao(>40KVA)

5.Các thành phần của UPS:

5HTCC

6.Nhiệm vụ và yêu cầu kĩ thụât đối với bộ chỉnh lưu:

Nhiệm vụ:Biến điện áp từ xoay chiều sang một chiều để:

Cung cấp cho nghịch lưu

Nạp thường trực cho acquy

Yêu cầu kĩ thuật:

Điện áp nguồn:220 VAC; tần số:f=50hz

Công suất: 35KW

Điện áp ra: 220 VAC

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN BỘ ẮC QUY CHO NGUỒN UPS

I Giới thiều chung về ắc quy.

Ăc-quy là loại bình điện hoá học dùng để tích trữ năng lượng điện và làm

nguồn điện cung cấp cho các thiết bị điện như động cơ điện, như bóng đèn, làm nguồn nuôi cho các linh kiện điện tử.v.v… Các tính năng cơ bản của ăc-quy: Sức điện động lớn ,ít thay đổi khi phóng nạp điện .Sự tự fóng điện bé nhất .Năng lượng điện nạp vào bao giờ cũng bé hơn năng lượng điện mà ăc-quy phóng ra Điện trở trong của ăc-quy nhỏ Nó bao gồm điện trở của các bản cực ,điện trở dung dịch điện fâncó xét đén sự ngăn cách của các tấm ngăngiữa các bản cực Thường trị số điện trở trong của ăc-quy khi đã nạp điện đầy

là 0.001Ω đến 0.0015Ω và khi ăcquy phóng điện hoàn toàn là 0.02Ω đến

0.025Ω Có hai loại ăc-quy là: ăc-quy a-xit (hay ăc-quy chì) và ăc-quy kẽm quy sắt kền hay ăc-quy cadimi-kền) Trong đó ăc-quy a-xit được dùng fổ biến

(ăc-và rộng rãi hơn

1.Cấu tạo của ăc-quy a-xit: Các bộ fận chủ yếu của ăc-quy a-xit gồm:

-Các lá cực dương làm bằng được ghép song song với nhau thành một bộ

chùm cực dương PbO2 Các lá cực âm làm bằng Pb được ghép song song với nhau thành một bộ chùm cực âm Bộ chùm cực âm và chùm cực dương đặt

6

đổ điện dịch vào bình và đầu cưc luồn qua Nút đậy để điện dịch khỏi đổ ra -Cầu nối bằng chì để nối tiếp các đầu cực âm của ngăn ăc-quy này với cực dương của ngăn ăc-quy tiếp theo.Quá trình biến đổi năng lượng của ăc-quy : Ăc-quy là nguồn có tính chất thuận nghịch ,nó tích trữ và giải phóng năng lượng dưới dạng điện năng Quá trình ăc-quy cung cấp điện năng cho mạch ngoài gọi là quá trình phóng điện ,quá trình ăc-quy được dự trữ năng lượng được gọi là quá trình nạp điện Ắc-quy a-xit.Loại ăc-quy này có bản cực dương

là đi-ô-xít chì ,các bản cực âm là chì, dung dịch điện phân là a-xit sunfuaric Phản ứng hoá học biểu diễn quá trình chuyển hoá năng lượng của ăc-quy :PbO2 + Pb + 2 SOH 42 ( 2OH ) ↔ 2PbSO4 + 4 2OH

a.Quá trình nạp điện cho ăc-quy : Khi đổ dung dịch a-xit sunfuric vào các ngăn của bình thì trên các bản cực sẽ sinh ra một lớp mỏng chì sunfat :

PbSO4 PbO + → + SOH 42 PbSO4 2OH

II Tính toán và lựa chọn cho ắc quy.

Căn cứ vào đầu ra của bộ chỉnh lưu độc lập nguồn dòng điện, ta có thể chọn được điện áp đầu vào đặt lên ắcquy

Dạng điện áp ra của bộ nghịch lưu độc lập nguồn dòng điện có dạng:

Ta có:

7

Với U=220V=> Ed=220/0,47=468V.

Nếu sử dụng một nguồn lớn 468V có một ưu điểm là dòng tiêu thụ sẽ nhỏ nhưng kích thước của bộ chỉnh lưu sẽ là rất lớn, cồng kềnh Để khắc phục điều này ta chỉ sử dụng một nguồn áp trung bình

Ed=180VDC để cung cấp cho ăcquy và chỉnh lưu Sau khi qua bộ chỉnh lưu sẽ

sử dụng một máy biến áp để nâng điện áp lên 220V xoay chiều phù hợp với tải

Ắcquy được chọn là loại ăcquy 12 Như vậy ta cần mắc 180/12=15 ắc quy mắcnối tiếp nhau

Tình toán dung lương của ắc quy

Với yêu cầu về công suất của UPS là 35KVA, U=220V ta cần sử dụng máy biến

áp Nếu coi hiệu suất của máy biến áp là 95% thì hiệu suất phía sơ cấp của máy biến áp nghịch lưu là:

Sngichluu==36,8 (KVA)

Do tổn hao của các van công suất của bộ biến đổi là không đáng kể do đó ta

có thể coi công suất đầu vào và đầu ra của bộ nghịch lưu là như nhau

Dòng điện cần thiết để lạp cho ắc quy là:

Do trong bộ ắc quy có nội trở trong do đó điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu đượctính như sau:

Ucl=Ud+Ut

Trong đó:

Ucl: điện áp đầu ra bộ chỉnh lưu

Ud: điện áp đặt trên hai đầu ắc quy Ud=180VDC

Ut: điện áp tổn hao do nội trở của ắc quy

Với loại ăcquy 12V ta tra được nội trở trong của ăcquy là r=0,09 Ω

Vậy nội trở trong của bộ ăcquy là: R=0,09*12=1,08 Ω

Điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu là: Ucl=180+194.1,08=389VDC

III Phương pháp nạp ăc quy và phương thức điều khiển nạp.

Phương pháp nạp cho ắc quy Có ba phương pháp nạp ắc qui là

ắc qui, bảo đảm cho ắc qui được no Đây là phương pháp sử dụng trong các xưởng bảo dưỡng sửa chữa để nạp điện cho ắc qui hoặc nạp sử chữa cho các

ắc qui bị Sunfat hoá Với phương pháp này ắc qui được mắc nối tiếp nhau

Nhược điểm của phương pháp nạp với dòng điện không đổi là thời gian nạp kéo dài và yêu cầu các ắc qui đưa vào nạp có cùng dung lượng định mức Để khắc phục nhược điểm thời gian nạp kéo dài, người ta sử dụng phương pháp nạp với dòng điện nạp thay đổi hai hay nhiều nấc

Phương pháp nạp với điện áp không đổi

Phương pháp này yêu cầu các ắc qui được mắc song song với nguồn nạp Hiệu điện thế của nguồn nạp không đổi Phương pháp nạp với điện áp không đổi có thời gian nạp ngắn, dòng nạp tự động giảm theo thời gian.Tuy nhiên dùng phương pháp này ắc qui không được nạp no Vì vậy nạp với điện áp không đổi chỉ là phương pháp nạp bổ xung cho ắc qui trong quá trình sử dụng

Phương pháp nạp dòng áp

Đây là phương pháp tổng hợp của hai phương pháp trên Nó tận dụng được những

ưu điểm của mỗi phương pháp

Đối với ắc qui axit: Để bảo đảm thời gian nạp cũng như hiệu suất nạp thì ta tiến hành nạp theo hai giai đoạn

Giai đoạn 1: nạp với dòng điện không đổi cho tới khi dung lượng ắcquy bằng 95% dung lượng định mức

Giai đoạn 2: nạp với áp không đổi cho tới khi ắcquy no thì dừng

Khi dung lượng của ắc qui dâng lên đến 90% lúc đó nếu ta cứ tiếp tục giữ ổn định dòng nạp thì ắc qui sẽ sôi và làm cạn nước Do đó đến giai đoạn này ta lạiphải chuyển chế độ nạp ắc qui sang chế độ ổn áp Chế độ ổn áp được giữ cho đến khi ắc qui đã thực sự no Khi điện áp trên các bản cực cuẩ ắc qui bằng với điện áp nạp thì lúc đó dòng nạp sẽ tự động giảm về không, kết thúc quá trình nạp

Phương pháp điều khiển nạp ăcquy

Sơ đồ khối của mạch điều khiển nạp ăcquy theo hai giai đoạn

CHƯƠNG III:

TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

I.GIỚI THIỆU CÁC PH ƯƠNG ÁN :

Để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều thì ta có thể dùng

bộ biến đổi có điều khiển hoặc không điều khiển hoặc điều khiển không đối xứng.Nhưng với yêu cầu về chất lượng và độ tin cậy của UPS thì ta có các phương án sau:

1.Chỉnh lưu cầu một pha điều khiển đối xứng:

T2T1

R

LE

0

Id

0 IT1,4

Giá trị trung bình của dòng điện qua tải:

GIá trị dòng thứ cấp máy biến áp: I2=1,11Id

Công suất biến áp

c.Nhận xét

 Ưu điểm : điện áp ngược đặt lên mỗi van trong sơ đồ nhỏ

 Nhược điểm : không dùng được cho tải có công suất lớn, nếu dùng gây ra hiện tượng công suất bị lệch pha Sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha dòng tải chảy qua hai van nối tiếp, vì vậy tổn thất diện áp và công suất trên van sẽ lớn Sơ đồ cầu một pha hợp với những tải vừa và nhỏ.

2 Sơ đồ chỉnh lưu 3 pha hình tia:

Giá trị trung bình của điện áp trên tải

Id  

2

d V

I

I 

2 max 2U

I

I 

GIá trị dòng thứ cấp máy biến áp: I2=0,58Id

Công suất biến áp

 Ưu và nhược điểm của chỉnh lưu tia 3 pha

*Ưu điểm : so với chỉnh lưu một pha thì chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện áp một chiều tốt hơn, biên độ điện áp đập mạch thấp hơn, thành phần sóng hài bậc cao bé hơn.

*Nhược điểm : sơ đồ chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện áp ra tải chưa thật tốt lắm, khi cần chất lượng điện áp ra tốt hơn thì dùng sơ đồ nhiều pha hơn.

3.Chỉnh lưu điều khiển đối xứng sơ đồ cầu 3 pha

a.Sơ đồ nguyên lý

T3 T6

T5 T2

E

L R

Uab Uac



G2 G6 G4 G2 G6 G4 G2

2 ,I I1

Uac

Uab

2 max 6U

Ung 

d

Giá trị trung bình của điện áp trên tải

GIá trị dòng thứ cấp máy biến áp: I2=0,816Id

Công suất biến áp

Nhận xét :

Điện áp chỉnh lưu là đường cong bám theo đường điện áp dây.dạng dòng điện giống hệt dạng điện áp khi tải thuần trở,và bị san phẳng khi L=

Giới hạn của sự liên tục dòng điện là:

Với sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển thì điện áp ra Ud ít đập mạch ( trong một chu kì đập mạch 6 lần ) do đó vấn đề lọc rất đơn giản, điện áp ngược lên mỗi van nhỏ, công suất biến áp nhỏ nhưng mạch phức tạp nhiều kênh điều khiển

II.Kết luận v à lựa chọn:

Qua phân tích 3 phương án trên ta nhận thấy, phương pháp chỉnh lưu cầu1 pha có ưu điểm là gọn nhẹ, tiết kiệm được linh kiện, van Mặc dù chất lượng điện áp chỉnh lưu không cao bằng sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha nhưng với công suất 35 kW thì có thể dùng sơ đồ một pha.Do đó ta quyết định chọn sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha Trong chỉnh lưu cầu 1 pha ta chọn phương án chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển đối xứng vì yêu cầu độ tin cậy cao,độ ổn định và

3 sin

2 2

TBV

I

2 max 6U

chất lượng điện áp cao Nếu dùng sơ đồ cầu 1 pha điều khiển không đối xứng thì sẽ tiết kiệm van hơn nhưng dảI điều khiển góc ỏ sẽ hẹp hơn.

Chương IV : THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH LỰC

I Yêu cầu đối với mạch điều khiển

- Mạch điều khiển là khâu quan trọng trong bộ biến đổi tiristor vì nó đóng vai trò chủ đạo trong việc quyết định chất lượng và độ tin cậy của bộ biến đổi Yêu cầu của mạch điều khiển có thể tóm tắt trong

6 điểm chính sau:

+ Yêu cầu về độ rộng của xung

+ Yêu về độ lớn của xung

+ Yêu cầu về độ dốc sườn trước của xung

+ Yêu cầu về sự đối xứng của xung

+ Yêu cầu về độ tin cậy

- Điện trở kênh điều khiển phải nhỏ hơn để tiristor không tự mở khi dòng rò tăng

- xung điều khiển ít phụ thuộc vào dao động nhiệt độ , dao động điện

áp nguồn

- cần khử được nhiễu cảm ứng để tránh mở nhầm

+ Yêu cầu về lắp ráp vận hành

- Thiết bị thay thế dễ lắp ráp và điều chỉnh

- Dễ lắp và mỗi khối có khả năng làm việc độc lập

II Nguyên lý chung của mạch điều khiển

1 Nhiệm vụ của mạch điều khiển :

Nhiệm vụ của mạch điều khiển là tạo ra các xung vào ở những thời điểm mong muốn để mở các Tiristor của bộ chỉnh lưu trong mạch động lực

Tiristor chỉ mở cho dòng điện chảy qua khi có điện áp dương đặt trên Anod

và có xung áp dương đặt vào cực điều khiển Sau khi tiristor đã mở thì xung điều khiển không còn tác dụng gì nữa, dòng điện chảy qua tiristor do thông số của mạch động lực quyết định

Mạch điều khiển có chức năng :

- Điều chỉnh vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ dương của điện áp đặt trên Anod – Catod của Tiristor

- Tạo ra được các xung đủ điều kiện mở tiristor độ rộng xung tx > 10 s

Độ rộng xung được xác định theo biểu thức:

tx= Trong đó Idt: dòng duy trì của Tiristor

di/dt: tốc độ tăng trưởng của dòng tải

Đối tượng cần điều khiển được đặc trưng bởi góc 

2 Cấu trúc của mạch điều khiển Tiristor

Hiệu điện áp uđk-urc được đưa vào khâu so sánh 1, làm việc như một trigơ

Khi uđk-urc = 0 thì trigơ lật trạng thái, ở đầu ra của nó ta nhận được một chuỗi xung dạng sinus chữ nhật ”

Khâu 2 là đa hài 1 trạng thái ổn định

Khâu 3 là khâu khuyếch đại xung

Khâu 4 là biến áp xung

Bằng cách tác động vào uđk có thể điều chỉnh được vị trí xung điều khiển, tức

là điều chỉnh góc 

3 Nguyên tắc điều khiển

Trong thực tế người ta thường dùng 2 nguyên tắc điều khiển: thẳng đứng tuyến tính và thẳng đứng “arccos” để thực hiện việc điều chỉnh vị trí xung trong nửa chu kỳ dương của điện áp đặt trên Tiristor

a Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính

Uđk-

T

dt di

/

Theo nguyên tắc này, người ta thường dùng 2 điện áp:

- Điện áp điều khiển Uđk là điện áp 1 chiều có thể điều chỉnh được biên độ

- Điện áp đồng bộ Urc có dạng răng cưa,đồng bộ với điện áp Anod-CatodTổng đại số của Urc + Uđk đưa đến đầu vào của một khâu so sánh Bằng cáchlàm biến đổi Uđk ta có thể điều chỉnh được thời điểm xuất hiện xung ra tức làđiều chỉnh được góc 

Khi Uđk = 0 ta có  = 0

Khi Uđk < 0 ta có  > 0

Quan hệ giữa  và Uđk như sau:

b Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos

0

Uđk

max

Theo nguyên tắc này cũng có 2 điện áp:

- Điện áp đồng bộ Urc vượt trước điện áp Anod-Catod Tiristor một góc bằng

/2 ( Nếu UAK = Asinwt thì Ur = Bcoswt)

- Điện áp điều khiển Uđk là điện áp 1 chiều có thể điều chỉnh được theo 2 hướng

Trên hình vẽ đường nét đứt là điện áp anốt – catốt tiristor, từ điện áp nàyngười ta tạo ra Urc Tổng đại số Urc + Uđk được đưa đến đầu vào của khâu sosánh

Khi Urc + Uđk = 0 ta nhận được một xung ở đầu ra của khâu so sánh :

4.Giới thiệu các khâu

a)Khuyếch đại thuật toán

p p

+

1 +

điều khiển và mạch lực ở đầu vào hệ điều khiển Do vậy mà khối đồng pha có thể dùng biến áp để cách li hoặc dùng phần tử otocupler (phototransistor).

- Trong khâu này ta chọn biến áp để cách li kết hợp với bộ khuếch đại thuật toán và diode chỉnh lưu để taọ ra xung đồng bộ

D2

D1 Ua

U2 U1 R3

R6 R5

+E

+

E

Uo+E

c Khâu tạo răng cưa:

Trong thực tế có rất nhiều mạch tạo ra Utựa Ví dụ:

- Mạch chỉ dùng diode, tụ điện và điện trở ghép lại với nhau như hình 1

- Mạch dùng transistor và các linh kiện điện tử khác như hình 2

- Mạch dùng khuếch đại thuật toán như hình 3

Hình 1

Hình 2

Sơ đồ mạch:

R5 VR1

+E

OA2

U3

DZ C1

-E +

+E

-R6

R4 D3

U2

Hình 3

ở sơ đồ hình 1 ta có một mạch tạo Utựa tương đối đơn giản, dễ lắp đặt, rẻ tiền nhưng có nhược điểm rất lớn là điện áp răng cưa trải dài quá 1/2 chu kì của điện áp lưới làm cho việc xác định góc điều khiển từ điện áp răng cưa rất khó khăn

ở sơ đồ hình 2 mạch cũng khá đơn giản, điện áp tựa cũng trải ra cả 1/2 chu

kì của điện áp lưới nhưng do đóng mở transistor ở vùng lân cận không nên mạch hoạt động kém tin cậy

ở sơ đồ hình 3 do khuếch đại thuật toán hoạt động có độ tin cậy cao nên tạo

ra tín hiệu Utựa có chất lượng rất tốt

d.Khâu so sánh

Để xác định được thời điểm cần mở Tiristo chúng ta cần so sánh hai tínhiệu Uđk và Urc Việc so sánh các tín hiệu đó có thể được thực hiện bằng KĐTTKĐTT có hệ số khuyếch đại vô cùng lớn, chỉ cần một tín hiệu rất nhỏ (cỡ

V) ở đầu vào, đầu ra đã có điện áp nguồn nuôi, nên việc ứng dụng KĐTT làmkhâu so sánh là hợp lý Các sơ đồ so sánh dùng KĐTT trên hình (2.b) và 2.c) rấtthường gặp trong các sơ đồ mạch hiện nay Ưu điểm hơn hẳn của các sơ đồnày là có thể phát xung điều khiển chính xác tại Uđk = Urc

c.

U3 U2

0 0

Udz

e.Khâu khuyếch đại xung

Với nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở Tiristo như đã nêu ở trên, tầngkhuyếch đại cuối cùng thường được thiết kế bằng Tranzitor công suât.Tầngkhuyếch đại cuối cùng bằng sơ đồ darlington như trên hình vẽ thường hayđược dùng trong thực tế ở sơ đồ này hoàn toàn có thể đáp ứng được yêu cầu

về khuyếch đại công suất, khi hệ số khuyếch đại được nhân lên theo thông sốcủa các tranzitor

D3

K

Đối với một số sơ đồ mạch, để giảm công suất cho tầng khuyếch đại vàtăng số lượng xung kích mở, nhằm đảm bảo Tiristo mở một cách chắc chắn,người ta hay phát xung chùm cho các Tiristo Nguyên tắc phát xung chùm làtrước khi vào tầng khuyếch đại, ta đưa chèn thêm một cổng và () với tín hiệuvào nhận từ tầng so sánh và từ bộ phát xung chùm

f.Khâu phát xung chùm điển hình

Trong thiết kế mạch điều khiển, thường hay sử dụng KĐTT Do đó để đồng dạng về linh kiện, khâu tạo chùm xung cũng có thể sử dụng KĐTT, như sơ đồ

R2R3

CUC

III.Thiết kế mạch điều khiển:

A.Tính toán các khâu :

1.Tính toán khối đồng pha

OA1

U2

R2

R1 Ua

-E

+ - +E

VR2 +E

D1

D2 U1

R0

Sơ dồ nguyên lý khâu đồng pha

Nguyên lý hoạt động của khối đồng pha:

Khi cấp nguồn 220V vào sơ cấp của biến áp đồng pha, phía thứ cấp củabiến áp được hạ áp Giả sử tại thời điểm ban đầu t = 0, nửa chu kỳ đầu điện ápdương đặt trên D1, D1 sẽ thông và D2 sẽ bị khoá, nửa chu kỳ sau tại thời điểm

t2=  điện áp xoay đảo dấu và thế dương được đặt vào anốt D2, D2sẽ thông và

D1bị khoá Vậy điện áp U1 là điện áp một chiều nửa hình sin

Điện áp U1 được đưa vào cửa dương của khâu so sánh OA1 để so sánh vớigiá trị điện áp đặt U0 được đưa vào cửa âm của OA1

Khi U1<U0 thì tại cửa ra của OA1 có U2=-Ubh

Khi U1>U0 thì tại cửa ra của OA1 có U2=+Ubh

Như vậy OA1 có nhiệm vụ so sánh điện áp nửa hình sin của U1 với U0 để tạo ratrên đầu ra một điện áp âm ,dương liên tiếp dạng xung vuông như hình vẽ

Tính toán khối đồng pha: