Mach Dieu Khien

2.3. ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn ®iÒu ¸p mét chiÒu. 2.3.1. Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn. M¹ch ®iÒu khiÓn b¨m ¸p mét chiÒu cã nhiÖm vô x¸c ®Þnh thêi ®iÓm më vµ kho¸ van b¸n dÉn trong mét chu k× chuyÓn m¹ch. Nh ®· biÐt ë trªn, chu k× ®ãng c¾t van nªn thiÕt kÕ cè ®Þnh. §iÖn ¸p t¶i khi ®iÒu khiÓn ®îc tÝnh UT¶i = γ.U1 Trong ®ã: γ=

td t = d td + tk TCK

td, tk, Tck: Thêi gian dÉn, kho¸ van b¸n dÉn, chu k× ®ãng c¾t. U1: ®iÖn ¸p nguån mét chiÒu.

URC

U®k t

UT¶i γ

t1

t2

t3

t4

t5

t

H×nh 2.15. Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn ®iÒu ¸p mét chiÒu

M¹ch ®iÒu khiÓn cÇn ®¸p øng yªu cÇu ®iÒu khiÓn γ b»ng c¸c lÖnh theo mét nguyªn t¾c nµo ®ã. §Ó ®iÒu khiÓn γ víi chu k× ®ãng c¾t Tck kh«ng ®æi cÇn ph¶i ®iÒu khiÓn kho¶ng thêi gian dÉn cña van b¸n dÉn trong chu k× ®ãng c¾t. Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn thêi gian dÉn cña c¸c van b¸n dÉn trong ®iÒu ¸p mét chiÒu cã thÓ thùc hiÖn nh sau. T¹o mét ®iÖn ¸p tùa d¹ng ®iÖn ¸p r¨ng ca (hay ®iÖn ¸p tam gi¸c) víi mét tÇn sè f x¸c ®Þnh kh¸ cao. Dïng mét ®iÖn

145

¸p mét chiÒu (lµm ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn) so s¸nh víi ®iÖn ¸p tùa. T¹i thêi ®iÓm ®iÖn ¸p tùa b»ng ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn th× ph¸t lÖnh më hoÆc kho¸ van b¸n dÉn. H×nh 2.15 tr×nh bµy nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn bé ®iÒu ¸p mét chiÒu. §iÖn ¸p tùa Urc so s¸nh víi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k. T¹i c¸c thêi ®iÓm 0, t1, t2..... Urc = U®k sÏ ph¸t lÖnh më hay kho¸ van b¸n dÉn. T¹i c¸c sên lªn cña ®iÖn ¸p tùa Urc ph¸t lÖnh më van b¸n dÉn, t¹i sên xuèng cña Urc sÏ ph¸t lÖnh kho¸ van. Theo c¸ch ®ã c¸c van b¸n dÉn sÏ më t¹i 0, t2, t4..., vµ kho¸ t¹i t1, t3 t5... §é réng xung ®iÖn ¸p t¶i ®îc ®iÒu khiÓn khi ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k. Trªn h×nh 2.15 t¨ng U®k sÏ gi¶m γ vµ gi¶m ®iÖn ¸p ra. NghÜa lµ trong trêng hîp nµy U®k vµ Ut¶i nghÞch biÕn. 2.3.2. S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn.

T¹o tÇn sè

So s¸nh

T¹o xung khuÕch ®¹i

Van ®éng lùc

H×nh 2.16 S¬ ®å khè m¹ch ®iÒu khiÓn ®iÒu ¸p mét chiÒu.

M¹ch ®iÒu khiÓn ®iÒu ¸p mét chiÒu gåm 3 kh©u c¬ b¶n: Kh©u t¹o tÇn sè cã nhiÖm vô tao ®iÖn ¸p tùa r¨ng ca Urc víi tÇn sè theo ý muèn ngêi thiÕt kÕ. TÇn sè cña c¸c bé ®iÒu ¸p mét chiÒu thêng chän kh¸ lín (hµng chôc KHz). TÇn sè nµy lín hay bÐ lµ do kh¶ n¨ng chÞu tÇn sè cña van b¸n dÉn. NÕu van ®éng lùc lµ Tiristor tÇn sè cña kh©u t¹o tÇn sè kho¶ng 1-5 KHz. NÕu van ®éng lùc lµ Tranzitor lìng cùc, trêng, IGBT tÇn sè cã thÓ hµng chôc KHz. Kh©u so s¸nh cã nhiÖm vô x¸c ®Þnh thêi ®iÓm ®iÖn ¸p tùa b»ng ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn. T¹i c¸c thêi ®iÓm ®iÖn ¸p tùa b»ng ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn th× ph¸t lÖnh më hoÆc kho¸ van b¸n dÉn. §iÖn ¸p tùa d¹ng tam gi¸c cã hai sên lªn vµ xuèng, lÖnh më van ®éng lùc ë giao ®iÓm sên lªn, th× ë giao ®iÓm sên xuèng sÏ ph¸t lÖnh kho¸ van vµ ngîc l¹i.

146

Kh©u t¹o xung, khuÕch ®¹i cã nhiÖm vô t¹o xung phï hîp ®Ó më van b¸n dÉn. Mét xung ®îc coi lµ phï hîp ®Ó më van lµ xung cã ®ñ c«ng suÊt (®ñ dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn), c¸ch ly gi÷a m¹ch ®iÒu khiÓn víi m¹ch ®éng lùc khi nguån ®éng lùc hµng chôc v«n trë lªn. H×nh d¹ng xung ®iÒu khiÓn phô thuéc lo¹i van ®éng lùc ®îc sö dông. Van ®éng lùc lµ Tiristor, xung ®iÒu khiÓn cÇn cã lµ xung kim víi sên tríc dèc th¼ng ®øng nh ®· giíi thiÖu ë ch¬ng 1. Van ®éng lùc lµ Tranzitor, xung ®iÒu khiÓn cã d¹ng xung ch÷ nhËt ®é réng cña c¸c xung nµy b»ng ®é réng xung ®iÖn ¸p t¶i. 2.3.3. C¸c kh©u c¬ b¶n 1. Kh©u t¹o tÇn sè. Cã nhiÒu c¸ch t¹o ®iÖn ¸p tùa cã tÇn sè theo ý ®å cña ngêi thiÕt kÕ. Nh÷ng s¬ ®å t¹o ®iÖn ¸p tùa ®iÓn h×nh cã thÓ t¹o ra ba d¹ng ®iÖn ¸p nh h×nh 2.17. U

U

U

U®k t γ

t

Tck

γ Tck

a

b

t γ Tck c

H×nh 2.17 C¸c d¹ng ®iÖn ¸p tùa cña m¹ch ®iÒu khiÓn ®iÒu ¸p mét chiÒu

§iÖn ¸p tùa d¹ng tam gi¸c c©n nh h×nh 2.17a ®îc t¹o ra khi tÇn sè f=1/Tck cè ®Þnh. §é réng xung ®iÖn ¸p γ cã thÓ ®îc ®iÒu chØnh b»ng viÖc thay ®æi c¶ thêi ®iÓm më van b¸n dÉn ë sên lªn ®iÖn ¸p tùa vµ c¶ thêi ®iÓm kho¸ van b¸n dÉn t¹i sên xuèng ®iÖn ¸p tùa. S¬ ®å m¹ch t¹o ®iÖn ¸p tam gi¸c c©n nh thÕ nµy ®îc thùc hiÖn t¬ng ®èi ®¬n gi¶n. Tuy nhiªn viÖc t¹o ®iÖn ¸p cã c¶ hai c¹nh lªn vµ xuèng cïng biÕn thiªn nh h×nh 2.17a thêng ®îc thùc hiÖn b»ng m¹ch RC, h×nh d¹ng c¸c c¹nh ®ã phô thuéc vµo viÖc n¹p vµ x¶ tô. C¸c 147

®êng n¹p vµ x¶ tô nhiÒu khi kh«ng hoµn toµn lµ ®êng th¼ng tuyÕn tÝnh. C¸c ®êng cong Êy cã thÓ lµm cho quan hÖ gi÷a ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn víi kho¶ng dÉn γ kh«ng tuyÕn tÝnh. MÆc dï vËy, ®iÖn ¸p tùa d¹ng tam gi¸c c©n thêng hay ®îc dïng h¬n trong thùc tÕ v× lÝ do dÔ thùc hiÖn. §iÖn ¸p tùa d¹ng tam gi¸c vu«ng h×nh 2.17 b, c còng ®îc t¹o víi tÇn sè cè ®Þnh. Khi thay ®æi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn, cã mét c¹nh cña tam gi¸c lµ c¹nh gãc vu«ng, nªn thêi ®iÓm më (hay kho¸) theo c¹nh ®ã sÏ cè ®Þnh trong mét chu k×. Van b¸n dÉn chØ ®îc më (hay kho¸) theo c¹nh huyÒn cña tam gi¸c. S¬ ®å m¹ch ®iÖn tö t¹o ®iÖn ¸p vu«ng nh thÕ nµy thêng khã thùc hiÖn h¬n, v× trªn thùc tÕ t¹o c¹nh gãc vu«ng 900 kh«ng hoµn toµn chÝnh x¸c. Chóng ta xÐt mét sè s¬ ®å t¹o ®iÖn ¸p tùa cña kh©u t¹o tÇn sè. T¹o ®iÖn ¸p tam gi¸c b»ng dao ®éng da hµi. §iÖn ¸p tam gi¸c c©n cã thÓ ®îc t¹o bëi mét dao ®éng ®a hµi b»ng khuÕch ®¹i thuËt to¸n (K§TT) nh h×nh 2.18 a S¬ ®å dao ®éng ®a hµi b»ng K§TT A1 cã hai ®êng håi tiÕp. Håi tiÕp ©m vÒ V- b»ng m¹ch RC, håi tiÕp d¬ng vÒ V+ b»ng m¹ch chia ¸p R1, R2. Ho¹t ®éng cña s¬ ®å h×nh 2.18 a cã thÓ gi¶i thÝch nh sau: Gi¶ sö ®iÖn ¸p ra cña A1 ®ang d¬ng nhê håi tiÕp d¬ng mµ ®iÖn ¸p ra b»ng Ucc vµ kh«ng ®æi, lóc ®ã ®iÖn ¸p vµo cæng "+" cã trÞ sè: U V = U CC +

R2 R1 + R 2

(2.21)

R R3

C

V- +A1 V+ R1

+ A2

V+

Vt

R2 a

b H×nh 2.18 Dao ®éng ®a hµi b»ng K§TT

148

§iÖn ¸p vµo cæng "-" lµ ®iÖn ¸p n¹p tô, ®iÖn ¸p n¹p tô t¨ng dÇn ®Õn khi V+ = V-, t¹i t1 ®Çu ra lËt tr¹ng th¸i tõ d¬ng xuèng ©m, ®iÖn ¸p V+ ®æi dÊu tõ d¬ng xuèng ©m, ®iÖn ¸p trªn tô ®æi chiÒu n¹p tô. Chu k× dao ®éng cña m¹ch ®îc x¸c ®Þnh:

TÇn sè xung: 1 f =

 2. R1   T = 2.R.C. ln1 + R 2  

(2.22) (2.23)

T

Trêng hîp ®Æc biÖt R1 = 2R2 = R ta cã: T = 2.R.C.ln 2 = 2.R.C.0,69 R1 = R2 = R

T = 2.R.C.ln 3 = 2.R.C.1,1 = 2,2. R.C

§Ó phèi hîp trë kh¸ng gi÷a ®iÖn ¸p trªn tô víi t¶i bªn ngoµi cÇn dïng thªm khuÕch ®¹i A2. T¹o ®iÖn ¸p tam gi¸c b»ng tÝch ph©n sãng vu«ng. M¹ch t¹o ®iÖn ¸p tam gi¸c còng cã thÓ nhËn ®îc tõ bé tÝch ph©n xung vu«ng nh h×nh 2.19. Xung vu«ng cã thÓ t¹o b»ng nhiÒu c¸ch kh¸c nhau. TÝch ph©n xung nµy chÝnh lµ qu¸ tr×nh n¹p, x¶ tô. NÕu ®iÖn ¸p vµo kh©u tÝch ph©n kh«ng ®èi xøng cã thÓ xuÊt hiÖn sai sè ®¸ng kÓ. §iÖn ¸p tùa trªn h×nh 2.18b mang tÝnh phi tuyÕn cao. §iÖn ¸p tùa cã thÓ nhËn ®îc tuyÕn tÝnh h¬n nÕu sö dông s¬ ®å h×nh 2.19a. KhuÕch ®¹i A1 cã håi tiÕp d¬ng b»ng ®iÖn trë R1, ®Çu ra cã trÞ sè ®iÖn ¸p nguån vµ dÊu phô thuéc hiÖu ®iÖn ¸p hai cæng V+, V-. R2

C

R1 V+ _ V

+ -A1

R3

a

UA1

UA2 t

A +2

b

H×nh 2.19 Bé t¹o sãng ®iÖn ¸p vu«ng vµ tam gi¸c b»ng K§TT

§Çu vµo V+ cã hai tÝn hiÖu, mét tÝn hiÖu kh«ng ®æi lÊy tõ ®Çu ra cña A1, mét tÝn hiÖu biÕn thiªn lÊy tõ ®Çu ra cña

149

A2. §iÖn ¸p chuÈn so s¸nh ®Ó quyÕt ®Þnh ®æi dÊu ®iÖn ¸p ra cña A1 lµ trung tÝnh vµo V-. Gi¶ sö ®Çu ra cña A 1 d¬ng UA1 > 0, khuÕch ®¹i A2 tÝch ph©n ®¶o dÊu cho ®iÖn ¸p cã sên ®i xuèng cña ®iÖn ¸p tùa. §iÖn ¸p vµo V+ lÊy tõ R1 vµ R2, hai ®iÖn ¸p nµy tr¸i dÊu nhau. §iÖn ¸p vµo qua R2 biÕn thiªn theo ®êng n¹p tô, cßn ®iÖn ¸p vµo qua R1 kh«ng ®æi, tíi khi nµo UV+ = 0 ®Çu ra cña A1 ®æi dÊu thµnh ©m. Chu k× ®iÖn ¸p ra cña A1 cø lu©n phiªn ®æi dÊu nh vËy cho ta ®iÖn ¸p ra nh h×nh 2.19b. TÇn sè cña ®iÖn ¸p tùa ®îc tÝnh: f =

1

(2.24)

R 4.R3 .C. 2 R1

B»ng c¸ch chän c¸c trÞ sè cña ®iÖn trë vµ tô ®iÖn ta cã ®îc ®iÖn ¸p tùa cã tÇn sè nh mong muèn. T¹o ®iÖn ¸p tam gi¸c b»ng dao ®éng tÝch tho¸t. M¹ch dao ®éng tÝch tho¸t b»ng UJT (tranzitor ®¬n nèi) còng cã thÓ cho chóng ta mét ®iÖn ¸p tam gi¸c. +Ucc R2

Rt

UE R2 +Ucc

Rt

B2

E

R B B2

E

B1

C

U P

B2

t UB2 t

RB1

R1

C 0

R1

a

B1

UB1

0 b

t c

H×nh 2.20 M¹ch dao ®éng tÝch tho¸t a. s¬ ®å nguyªn lÝ, b. s¬ ®å thay thÕ, c c¸c ®­êng cong.

M¹ch ®iÖn h×nh 2.20 lµ mét m¹ch tÝch tho¸t c¬ b¶n, trong ®ã R1, R2 nhËn c¸c tÝn hiÖu xung. Tô C vµ ®iÖn trë Rt lµ m¹ch n¹p ®Ó t¹o ®iÖn ¸p tam gi¸c kh«ng tuyÕn tÝnh trªn tô C. Ho¹t ®éng cña s¬ ®å h×nh 2.20 nh sau: Khi míi ®ãng ®iÖn tô C ®¼ng thÕ, coi UE = 0, tranzitor ë tr¹ng th¸i kho¸. Tô C n¹p qua ®iÖn trë Rt lµm UE t¨ng ®Õn ®iÖn ¸p ®Ønh víi trÞ sè: 150

U P = U B + U EB =

R B! U CC + 0,6V R B! + R B 2

(2.25)

lóc ®ã ®ièt EB dÉn. Tô C x¶ nhanh qua ®ièt EB - RB - R1. Khi tô C x¶ tõ UP ®Õn ngìng díi Umin ®ièt EB ngng dÉn, tô n¹p trë l¹i b¾t ®Çu mét chu k× míi. TÇn sè dao ®éng cña m¹ch: 1

f = RT C ln

(2.26)

1 R B1 1− R B1 + R B 2

GÇn ®óng coi R B! ≈ 0,5 R B! + R B 2

(2.27)

lóc ®ã f =

1 1 = RT C ln 2 0,69 RT C

(2.28)

M¹ch t¹o ®iÖn ¸p tam gi¸c dïng IC566. M¹ch VCO (Voltage Control Osilator - m¹ch dao ®éng ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn ¸p) dïng IC 566 cã h×nh d¸ng cÊu tróc trªn h×nh 2.22. R

8

6

5

Schmitt Trigger Current Sources

3

4

C

7

1

H×nh 2.22 S¬ ®å cÊu tróc cña IC566

C¸c ch©n: 1. GND: Nèi ®Êt. 151

2. NC: Kh«ng dïng. 3. Square Ware Output: §Çu ra sãng vu«ng. 4. Triangle Ware Output: §Çu ra sãng tam gi¸c. 5. Modulation Input: §µu vµo ®iÒu chÕ> 6. R: Ch©n vµo nèi ®iÖn trë. 7. C: Ch©n vµo nèi tô. 8. +Ucc: Nguån nu«i d¬ng. M¹ch nguån dßng ®iÖn (current sources) cã t¸c dông gi÷ cho dßng ®iÖn n¹p tô C qua ®iÖn trë R cã trÞ sè æn ®Þnh. Dßng ®iÖn n¹p tô cã thÓ ®iÒu chØnh b»ng ®iÖn ¸p tùa vµo ch©n 5. §iÖn ¸p trªn tô khuÕch ®¹i ®Öm da ra ch©n 4 t¨ng theo hµm bËc nhÊt. M¹ch Trigger Schmitt cho ra d¹ng sãng ®iÖn ¸p h×nh vu«ng khuÕch ®ai ®Öm ®a ra ch©n 3. M¹ch khuÕch ®¹i ®Öm trong IC ®Ó khuÕch ®¹i sãng vu«ng vµ tam gi¸c, ®ång thêi phèi hîp trë kh¸ng ®Ó ®a tíi c¸c tÇng sau. +Ucc =12 V 100

10 K 6

5K

fmax = 8

2  12− 9  Hz  = 5000 −6  10.10 .0,01.10  12  3

3

5 7

4 1

0,01MF

fmax =

15 K 0

2  12− 11,9   = 170Hz −6  10.10 .0,01.10  12  3

H×nh 2.23 M¹ch vÝ dô t¹o sãng tam gi¸c b»ng IC566

Thay ®æi ®iÖn ¸p ®a vµo ch©n 5 lµm thay ®æi dßng ®iÖn n¹p tô C dÉn tíi thay ®æi tèc ®é n¹p tô. KÕt qu¶ lµ thay ®æi tÇn sè sãng vu«ng vµ tam gi¸c ra. Trong ®ã: R - ®iÖn trë vµo ch©n 6. C - tô ®iÖn nèi vµo ch©n 7 U5 - ®iÖn ¸p ch©n 5 - ch©n ®iÒu chØnh. TrÞ sè ®îc phÐp 152

3/4.Ucc < U5 < Ucc TrÞ sè ®iÖn trë R giíi h¹n: 2 kΩ < R < 20 kΩ. Trªn h×nh 2.23 vÏ mét m¹ch øng dông t¹o ®iÖn ¸p tam gi¸c. S¬ ®å t¹o ®iÖn ¸p tùa b»ng VCO IC 566, IC 4046, dîc dïng nhiÒu khi cÇn ®iÒu chØnh tÇn sè xung ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn ¸p. M¹ch dao ®éng dïng IC 567. IC 567 lµ lo¹i IC vßng kho¸ pha cã khèi dao ®éng CCO (Current Control Oscilator – dao ®éng t¹o xung ®îc ®iÒu khiÓn b»ng dßng ®iÖn). H×nh d¸ng cÊu tróc cña IC nµy ®îc m« t¶ trªn h×nh 2.24. 4

+Ucc R1

3

2 C2

Input detector

1MF

5 R1

6

A1

VCO

R2

8

Rt¶i

+ Quadrature phase detector

- A2

Uref 7

C1

C3

1 2.2MF

H×nh 2.24 S¬ ®å cÊu tróc IC 567

Chøc n¨ng c¸c ch©n: 1 - Output Filter C3 – ch©n nèi läc tô ®Çu ra. 2- Low Rass Filter C2 – ch©n nèi tô C 2 xuèng mass ®Ó läc tÝn hiÖu tÇn sè thÊp. 3 - Input – ch©n nhËn tÝn hiÖu ®Çu vµo. 4 - +Ucc – ch©n d¬ng nguån nu«i 4,75 – 10 V. 153

5 - Timing R1 – ch©n nèi ®iÖn trë gi÷a ch©n 5 vµ 6 ®Ó ®Þnh tÇn sè CCO. 6 - Timing R1, C1 – ch©n nèi tô läc xuèng mass, nh m¹ch läc ®Ó ch¹y æn ®Þnh tÇn sè cho m¹ch CCO. TÇn sè dao ®éng cã trÞ sè thay ®æi nh sau: 1,1 (2.29) Hz R.C 7 - Ground – nèi ®Êt (mass) ®Ó lÊy nguån nu«i cho IC. f=

8 - Output - ®Çu ra víi colector hë. Nguyªn lÝ t¹o xung cña IC nh sau: §iÖn trë R ë ch©n 5 vµ tô C ë ch©n 6 x¸c ®Þnh tÇn sè dao ®«ng cña m¹ch. f0 =

1,1 Hz R.C

(2.30)

TÝn hiÖu fo ®ång thêi ®a vµo hai khèi so pha vµ so ¸p vu«ng pha, chóng cïng nhËn tÝn hiÖu ë ®Çu vµo ch©n 3 ®Ó so víi tÝn hiÖu f0 do m¹ch dao ®éng trong IC t¹o nªn. Hai tô ®iÖn C1, C2 ë c¸c ch©n 1 vµ 2 cã t¸c dông läc xoay chiÒu tÇn sè thÊp ë ®Çu ra cña m¹ch so pha vµ so ¸p vu«ng pha. §iÖn trë R1, R2 trong IC ®îc xem lµ ®iÖn trë t¶i cho hai m¹ch nµy. Khi tÇn sè ®Çu vµo fv vµ tÇn sè dao ®éng f0 kh¸c nhau th× kh«ng cã dßng ®iÖn qua ®iÖn trë R2 trong IC. Lóc ®ã, kh«ng cã dßng qua R2 trong IC, ®iÖn ¸p vµo V+ cña OP-AMP so s¸nh sÏ cao h¬n ®iÖn ¸p chuÈnVref ë ®Çu vµo V-. M¹ch so s¸nh sÏ cho ra ®iÖn ¸p cao ë ch©n 8 Khi tÇn sè ®Çu vµo fv vµ tÇn sè dao ®éng f0 b»ng nhau th× cã dßng ®iÖn qua ®iÖn trë R2 trong IC t¹o sôt ¸p trªn nã. Lóc ®ã, ®iÖn ¸p vµo V+ cña OP-AMP so s¸nh sÏ thÊp h¬n ®iÖn ¸p chuÈnVref ë ®Çu vµo V-. M¹ch so s¸nh sÏ cho ra ®iÖn ¸p møc thÊp ë ch©n 8 M¹ch dao ®éng cã d¹ng xung vu«ng ë ch©n 5 vµ xung U5 tam gi¸c ë ch©n 6. Khi ch©n 5 cã ®iÖn ¸p møc cao, tô C n¹p, ch©n 6 cã ®iÖn ¸p t¨ng. Khi ch©n 5 cã ®iÖn ¸p møc thÊp, tô C x¶, ch©n 6 cã ®iÖn ¸p gi¶m, nh tm« t¶ trªn h×nh 2.25. U6 t H×nh 2.25 §­êng cong ®iÖn ¸p c¸c ch©n 5,6 IC 567

154

Mét s¬ ®å vÝ dô t¹o xung tam gi¸c giíi thiÖu trªn h×nh 2.26. +Ucc

4 X

3 2

8

IC 567 7

6

5

1

H×nh 2.26 S¬ ®å t¹o ®iÖn ¸p tam gi¸c b»ng IC 567.

T¹o ®iÖn ¸p tam gi¸c vu«ng. M¹ch t¹o ®iÖn ¸p tam gi¸c vu«ng cã thÓ t¹o ®îc tõ dao ®éng ®a hµi kh«ng ®èi xøng h×nh 2.27 H»ng sè thêi gian n¹p tô phô thuéc phÇn ®iÖn trë trªn VR. B»ng c¸ch thay ®æi vÞ trÝ con ch¹y cña biÕn trë, hai chiÒu n¹p tô cã hai trÞ sè ®iÖn trë kh¸c nhau. Tõ ®ã cã ®é dèc cña hai chiÒu n¹p tô kh¸c nhau. Hai c¹nh tam gi¸c cã ®é nghiªng kh¸c nhau. Khi vÞ trÝ con ch¹y n»m s¸t mÐp trªn cña h×nh vÏ n¹p tô theo chiÒu ®i lªn dµi h¬n, n¹p theo chiÒu ®i xuèng nhanh h¬n vµ ngîc l¹i. D2 VR D1

V+ VV+

A

+

V-

t

R1

C R2

a

b

H×nh 2.27 S¬ ®å m¹ch t¹o sãng tam

155

M¹ch t¹o sãng vu«ng vµ tam gi¸c b»ng IC555 ®îc giíi thiÖu trong nhiÒu tµi liÖu còng cã thÓ sö dông tèt trong trêng hîp nµy. 2. Kh©u so s¸nh. Trong ba kh©u ®iÒu khiÓn trªn, kh©u so s¸nh t¬ng tù nh c¸c kh©u t¬ng øng trong chØnh lu ë ®©y kh«ng giíi thiÖu chi tiÕt. T¬ng tù nh c¸c m¹ch so s¸nh thêng gÆp. Kh©u so s¸nh cña ®iÒu ¸p mét chiÒu sÏ x¸c ®Þnh thêi ®iÓm më vµ kho¸ van b¸n dÉn. §Çu vµo cña kh©u nµy gåm cã hai tÝn hiÖu, ®iÖn ¸p tùa (®iÖn ¸p tam gi¸c) vµ ®iÖn ¸p mét chiÒu lµm ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn. Mét trong nh÷ng s¬ ®å vÝ dô ®iÓn h×nh giíi thiÖu trªn h×nh 2.28a. vµ d¹ng ®iÖn ¸p vµo, ra trªn h×nh 2.28b. Tõ h×nh 2.28b, thÊy r»ng trong mçi chu k× ®iÖn ¸p tùa cã hai thêi ®iÓm ®iÖn ¸p tùa b»ng ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn. T¹i c¸c thêi ®iÓm ®ã, ®Çu ra cña kh©u so s¸nh ®æi dÊu ®iÖn ¸p. T¬ng øng víi c¸c thêi ®iÓm ®ét biÕn ®iÖn ¸p ®Çu ra cña kh©u so s¸nh cÇn cã lÖnh më hoÆc kho¸ van b¸n dÉn. U

U®k

Urc

t _ +

Uss

t

a. b. H×nh 2.28 M¹ch so s¸nh hai cæng b»ng K§TT

3. Kh©u khuÕch ®¹i. 156

M¹ch ®éng lùc nh ®· giíi thiÖu ë trªn cã thÓ thùc hiÖn b»ng hai lo¹i linh kiÖn kh¸c nhau. Do ®ã, viÖc thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn cho hai lo¹i linh kiÖn ®ã cã nh÷ng ®Æc ®iÓm h¬i kh¸c. Chóng ta thiÕt kÕ m¹ch khuÕch ®¹i cho hai lo¹i linh kiÖn ®ã. a. M¹ch khuÕch ®¹i cho ®iÒu ¸p mét chiÒu b»ng Tiristor. T1 kinh ®iÓn, ®iÒu ¸p mét chiÒu Trong c¸c s¬ ®å m¹ch b»ng Tiristor+cÇn cã hai lÖnh më vµ kho¸ van b¸n dÉn t¬ng C ®ét biÕn ®iÖn ¸p ra trªn h×nh 2.28b. øng víi c¸c thêi ®iÓm T

M¹ch khuÕch ®¹i cho2 Tiristor trong bé ®iÒu ¸p mét Zd D L thiÖu chiÒu h×nh U 2.29a giíi trªn h×nh 2.29b, c. C¸c xung 1 ®iÒu khiÓn cho hai thêi ®iÓm më vµ kho¸ van b¸n dÉn ®éng lùc cÇn hai m¹ch khuÕch ®¹i. NÕu sö dông s¬ ®å khuÕch ®¹i cã hai m¹ch khuÕch ®¹i gièng nhau nh h×nh 2.29b, th× cÇn cã bé ®¶o dÊu A2 sau kh©u so s¸nh. ¦u +15V BAX1D 2 T1 thiÕt kÕ ®iÓm cña s¬ ®å m¹ch nµy lµ ®¬n gi¶n trong viÖc nguån nu«i cho m¹ch, hai m¹ch khuÕch ®¹i cã linh kiÖn D1 gièng nhau Urc nªn ®¬n gi¶n khi chän linh kiÖn, do ®ã m¹ch nµy thêng hay chän h¬n. Uss R1 Tr1 A +1

M¹ch gi¶i thÝch dÔ dµng U®k khuÕch ®¹i h×nh 2.29c cã thÓ Tr2 vÒ nguyªn lÝ, theo ho¹t ®éng cña hai lo¹i tranzitor NPN, PNP ë sên lªn cña ®iÖn ¸p so s¸nh ph¸t lÖnh më T1, ë sên xuèng ph¸t lÖnh më T2. Tuy nhiªn viÖc thiÕt Tr4 kÕ nguån nu«i ®èi R2 Tr3 xøng lµm phøc t¹pA thªm m¹ch nguån vµ hai tranzitor kh¸c lo¹i R3 +2 BAX2 còng cã thÓ ®îc coi lµ nhîc ®iÓm. Víi nh÷ng lÝ do ®ã mµ R4 m¹ch nµy Ýt ®îc chän khi thiÕt D D kÕ. 4

3

+15V

T2

+15V BAX1D2

T1

D1 Urc

Uss

R1 Tr1

U®k

Tr2

R2 Tr3

Tr4 BAX2 D4

T2

D3

157

-15VvÝ dô b¨m ¸p dïng Tiristor H×nh 2.29. Mét sè s¬ ®å m¹ch

b. M¹ch khuÕch ®¹i cho van ®éng lùc lµ Tranzitor. Gièng nh m¹ch khuÕch ®¹i cña tiristor, m¹ch khuÕch ®¹i cho van ®éng lùc lµ tranzitor cã nhiÖm vô t¹o xung phï hîp ®Ó më tranzitor. Sù phï hîp ë ®©y lµ phï hîp vÒ c«ng suÊt vµ c¸ch li gi÷a m¹ch ®iÒu khiÓn víi m¹ch ®éng lùc (khi m¹ch ®éng lùc cã ®iÖn ¸p cao). Trªn h×nh 2.30 giíi thiÖu mét sè m¹ch khuÕch ®¹i ghÐp nèi gi÷a tÇng so s¸nh víi tÇng ®éng lùc. H×nh 2.30a dïng cho nh÷ng m¹ch cã ®iÖn ¸p nguån ®éng lùc U1 thÊp. H×nh 2.30b dïng cho nh÷ng m¹ch ®éng lùc cã ®iÖn ¸p nguån U1 cao, nhng m¹ch ®iÒu khiÓn cã ®iÖn ¸p cÊp nguån ®iÒu khiÓn (U®k) c¸ch li. H×nh 2.30c dïng cho nh÷ng m¹ch ®éng lùc cã ®iÖn ¸p nguån U1 cao, nhng m¹ch ®iÒu khiÓn kh«ng 158

cÇn ®iÖn ¸p cÊp nguån ®iÒu khiÓn c¸ch li, mµ sö dông trùc tiÕp ®iÖn ¸p nguån cÊp U1, trêng hîp nµy ®Ó b¶o vÖ bé ghÐp quang cÇn cã ®ièt æn ¸p Dz +U1

+U1 Un

Ld D0

Rd

U®k D0 Tq

Dq

R6

R6 Tr1

Tr1

Tr2

a.

b.

+U1 Un

Ld Rd

Dq R6

Tr2

Ld

D0

Rd Tq Tr1 Dz

Tr2

c.

H×nh 2.30 S¬ ®å tÇng khuÕch ®¹i cho b¨m ¸p tranzitor a. khuÕch ®¹i trùc tiÕp; b. c¸ch li b»ng ghÐp quang; c. ®iÒu khiÓn van ®éng lùc b»ng mét nguån

159