190


Hình 2.158 : Mạch khống chế xung đơn giản
a) Sơ đồ nguyên lí; b) Dạng điện áp
Để
minh h
ọ
a ho
ạ
t
độ
ng hãy xét:
Ví d
ụ
: m
ạ
ch ch
ỉ
nh l
ư
u có kh
ố
ng ch
ế
có d
ạ
ng nh
ư
hình 2.158a v

ớ
i biên
độ

đ
i
ệ
n
áp xoay chi
ề
u
đầ
u vào là 30V,
đ
i
ệ
n tr
ở
t
ả
i là 15Ω, R
1
=1kΩ. Hãy xác
đị
nh lo
ạ
i tiristo
c
ầ
n thi

ế
t cho s
ơ

đồ
, tính dòng
đ
i
ệ
n và
đ
i
ệ
n áp m
ở
tiristo
đặ
t vào c
ự
c G xác
đị
nh
đ
i
ệ
n
áp kích m
ở

đặ

t vào anôt c
ủ
a tiristo.
Gi
ả
i:
ĐỂ
xác
đị
nh tiristo thích h
ợ
p cho m
ạ
ch, tr
ướ
c h
ế
t c
ầ
n l
ư
u ý
ở

đ
ây tiristo
ph
ả
i
đả

m b
ả
o luôn
đ
óng khi ch
ư
a có xung kích thích
đặ
t vào c
ự
c G. Ngh
ĩ
a là
đ
i
ệ
n áp
ch
ắ
n thu
ậ
n c
ủ
a nó (U
FxM
) ph
ả
i l
ớ
n h

ơ
n biên
độ
c
ự
c
đạ
i c
ủ
a
đ
i
ệ
n áp ngu
ồ
n (U
FxM

>30V); ch
ọ
n tiristo có U
FxM
= 50V. Bây gi
ờ
xét t
ớ
i
đ
i
ề

u ki
ệ
n dòng t
ả
i c
ự
c
đạ
i (I
p
).
Ứ
ng v
ớ
i
đ
i
ệ
n áp vào c
ự
c
đạ
i,
đ
i
ệ
n áp trên t
ả
i s
ẽ

là:
U
K
= e
v
- U
AK
do
đ
ó
t
AKv
p
R
UE
I
−
=
khi tiristo m
ở
,
đ
i
ệ
n áp gi
ữ
a c
ự
c anôt và katôt c
ủ

a tiristo U
AK

đ
i
ể
n hình là 1V, do
đ
ó có
th
ể
tính :
I
p
= (30V – 1V)/15Ω = 1,93A

191

Giá tr
ị
hi
ệ
u d
ụ
ng c
ự
c
đạ
i cho phép c
ủ

a dòng thu
ậ
n tiristo C6F là 1,6a. Nh
ư
v
ậ
y
dùng tiristo C6F trong tr
ườ
ng h
ợ
p này là thích h
ợ
p.
Để
xác
đị
nh
đượ
c
đ
i
ệ
n áp và dòng
c
ự
c G, c
ầ
n s
ử

d
ụ
ng
đặ
c tuy
ế
n Vôn-Ampe ngu
ồ
n kích thích c
ự
c G
ứ
ng v
ớ
i t
ừ
ng
độ

xung c
ủ
a tiristo C6F c
ă
n c
ứ
vào s
ổ
tay tra c
ứ
u bi

ế
t
ứ
ng v
ớ
i
độ
r
ộ
ng xung 20µs thì U
G

= 0,5v và I
G
= 0,1A.
Dòng kích m
ở
c
ự
c G c
ă
n c
ứ
vào s
ơ

đồ
nguyên lí b
ằ
ng

I
T
= I
G
+ I
RL
và I
RL
= U
G
/R
1
Do
đ
ó
I
T
= I
G
+ (U
G
/R
1
) = 001mA + (0,5V/kΩ = 0,51mA.
V
ậ
y
đ
i
ệ

n áp kích m
ở
c
ự
c G là U
G
0,5V dòng kích m
ở
c
ự
c G là I
T
: 0,51mA. Nh
ư

trên
đ
ã bi
ế
t tiristo s
ẽ

đ
óng khi dòng t
ả
i I
T
nh
ỏ
h

ơ
n dòng I
H
theo s
ổ
tay tra c
ứ
u
đố
i v
ớ
i
C6F thì I
H
= lmA. T
ừ
s
ơ

đồ
m
ạ
ch kh
ố
ng ch
ế
bi
ế
t e
v

= U
AK
+ I
H
R
1
=1v + (1mA.15Ω) =
1,015V. Nh
ư
v
ậ
y tiristo s
ẽ

đ
óng khi e
v
h
ạ
xu
ố
ng nh
ỏ
h
ơ
n 1,015V.
b - Mạch khống chế pha 90
0
(h.2.159)


Hình 2.159: Mạch khống chế pha 90
0

• Dòng kích m
ở
c
ự
c G
đượ
c l
ấ
y t
ừ
ngu
ồ
n cung c
ấ
p qua
đ
i
ệ
n tr
ở
R
1
N
ế
u R
1


đượ
c
đ
i
ề
u ch
ỉ
nh
đế
n giá tr
ị

đ
i
ệ
n tr
ở
nh
ỏ
thì tiristo s
ẽ
m
ở
h
ầ
u nh
ư

đồ
ng th

ờ
i v
ớ
i n
ử
a chu kì
d
ươ
ng
đặ
t vào anôt. N
ế
u R
1

đượ
c
đ
i
ề
u ch
ỉ
nh
đế
n m
ộ
t giá tr
ị
l
ớ

n thích h
ợ
p thì tiristo
ch
ỉ
m
ở

ở
n
ử
a chu kì d
ươ
ng lúc e
v

đế
n giá tr
ị
c
ự
c
đạ
i.
Đ
i
ề
u ch
ỉ
nh

đ
i
ệ
n tr
ở
R
1
trong
kho
ả
ng 2 giá tr
ị
này tiristo có th
ể
m
ở
v
ớ
i góc pha t
ừ
0 – 90
0
. N
ế
u t
ạ
i góc pha 90
0
mà I
G


không m
ở
tiristo thì nó c
ũ
ng không th
ể
m
ở

đượ
c b
ấ
t c
ứ

ở
góc pha nào vì t
ạ
i góc pha
90
0
dòng I
G
có c
ườ
ng
độ
l
ớ

n nh
ấ
t.
Đ
iôt
Đ
1

để
b
ả
o v
ệ
tiristo khi n
ử
a chu kì âm c
ủ
a
ngu
ồ
n
đ
i
ệ
n
đặ
t vào c
ự
c G.
T

ừ
hình 2.159 có th
ể
th
ấ
y r
ằ
ng trong kho
ả
ng th
ờ
i gian tiristo m
ở
, dòng I
G
ch
ả
y
qua R
1
, D
1
và R
t
. B
ở
i v
ậ
y khi tiristo m
ở

có th
ể
vi
ế
t:
e
v
= I
G
R
1
+ U
D1
+ U
G
+ I
G
R
1
; IGR1 = ev - U
D1
- I
G
R
1
- U
G


192


( )
tGGD1v
G
1
RIUUe
I
1
R −−−= (2-284)
• Ví d
ụ
v
ớ
i s
ơ

đồ
nguyên lí c
ủ
a m
ạ
ch kh
ố
ng ph
ế
pha nh
ư
hình 2-159,
đ
i

ệ
n áp
ngu
ồ
n xoay chi
ề
u có biên
độ
là 30V,
đ
i
ệ
n tr
ở
t
ả
i 15Ω. Xác
đị
nh kho
ả
ng
đ
i
ề
u ch
ỉ
nh c
ủ
a
R

1

để
có th
ể
m
ở
tiristo t
ạ
i b
ấ
t kì góc nào trong kho
ả
ng 5-90
0
. Bi
ế
t r
ằ
ng dòng m
ở
c
ự
c
G là 100µA, và
đ
i
ệ
n áp c
ự

c G là 0,5V.
Giải : t
ạ
i 5
0
thì e
v
= 30sin5
0
= 30. 0,0872 = 2,6V. áp d
ụ
ng bi
ể
u th
ứ
c (2-370) tính
đượ
c
:
R
t
= (2,6v - 0,7v - 0,5v - 100µA. 15)/1OOµA
R
1
= R
1min
= 1,4V/100µA =14kΩ
t
ạ
i 90

0
thì e
v
= 30
0
, sin90
0
= 30V t
ươ
ng t
ự
tính
đượ
c R
1
= R
1max
= 288kΩ
Nh
ư
v
ậ
y
để
góc m
ở
c
ủ
a tiristo có th
ể

m
ở
t
ừ
5
0
– 90
0
thì
đ
i
ệ
n tr
ở
R
1
ph
ả
i
đ
i
ề
u
ch
ỉ
nh t
ừ
14kΩ
đế
n 288kΩ.

c - Mạch khống chế pha 180
0

Hình 2.160: Mạch khống chế pha 180
0
M
ạ
ch kh
ố
ng ch
ế
pha 180
0

đ
i
ể
n hình trình bày trên hình 2.160. M
ạ
ch này t
ươ
ng
t
ự
nh
ư
m
ạ
ch kh
ố

ng ch
ế
pha 90
0

đ
ã bi
ế
t
ở
hình 2.15e ch
ỉ
khác là thêm vào
đ
iôt
Đ
2
và
t
ụ

đ
i
ệ
n C
1
. Kho
ả
ng n
ử

a chu kì âm c
ủ
a
đ
i
ệ
n áp
đặ
t vào, t
ụ
C
1

đượ
c n
ạ
p theo chi
ề
u âm
nh
ư
d
ạ
ng
đ
i
ệ
n áp trình bày trên hình 2.160: Quá trình n
ạ
p ti

ế
p di
ễ
n t
ớ
i giá tr
ị
c
ự
c
đạ
i
c
ủ
a n
ử
a chu kì âm. Khi
đ
i
ể
m c
ự
c
đạ
i c
ủ
a n
ử
a chu kì âm
đ

i qua
đ
iôt
Đ
2

đượ
c phân c
ự
c
âm (vì anôt c
ủ
a nó
đượ
c n
ố
i v
ớ
i t
ụ

đ
i
ệ
n C
1
có
đ
i
ệ

n th
ế
âm so v
ớ
i katôt). Sau
đ
ó t
ụ
C
1

phóng
đ
i
ệ
n qua
đ
i
ệ
n tr
ở
R
1
. Tùy theo giá tr
ị
c
ủ
a R
1
mà C

1
có th
ể
phóng h
ế
t (
đ
i
ệ
n áp
trên hai c
ự
c c
ủ
a t
ụ
b
ằ
ng 0), ngay khi b
ắ
t
đấ
u n
ử
a chu kì d
ươ
ng c
ủ
a ngu
ồ

n
đặ
t vào
tiristo, ho
ặ
c có th
ể
duy trì m
ộ
t
đ
i
ệ
n áp âm nh
ấ
t
đị
nh trên c
ự
c c
ủ
a nó cho mãi t
ớ
i góc
pha 180
0
c
ủ
a chu kì d
ươ

ng ti
ế
p sau
đặ
t vào tiristo. Khi t
ụ
C
1
tích

đ
i
ệ
n theo chi
ề
u âm
thì D
1
c
ũ
ng b
ị
phân c
ự
c ng
ượ
c và xung d
ươ
ng không th
ể


đư
a vào
để
kích m
ở
cho

193

tiristo. Nh
ư
v
ậ
y b
ằ
ng cách
đ
i
ể
u ch
ỉ
nh R
1
ho
ặ
c C
1
ho
ặ

c c
ả
hai có th
ể
làm tiristo m
ở

ở

b
ấ
t c
ứ
góc nào trong kho
ả
ng t
ừ
0 -180
0
c
ủ
a n
ử
a chu kì d
ươ
ng ngu
ồ
n
đ
i

ệ
n áp
đặ
t vào
tiristo.

Hình 2.161: Mạch khống chế pha với điôt chỉnh lưu
Trên c
ơ
s
ộ
s
ơ

đồ
nguyên lí
đơ
n gi
ả
n hình 2.160 có th
ể
thay
đổ
i
đ
ôi chút v
ề

k
ế

t c
ấ
u m
ạ
ch
để

đượ
c d
ạ
ng
đ
i
ệ
n áp ra trên t
ả
i theo ý mong mu
ố
n (h.2.161).
Đ
iôt D
3
đượ
c m
ắ
c thêm vào làm cho trên t
ả
i xu
ấ
t hi

ệ
n c
ả
n
ử
a chu kì âm c
ủ
a
đ
i
ệ
n
áp ngu
ồ
n cung c
ấ
p s
ự
kh
ố
ng ch
ế
ch
ỉ
th
ự
c hi
ệ
n
đố

i v
ớ
i n
ử
a chu k
ỳ
d
ươ
ng c
ủ
a ngu
ồ
n.

Hình 2162 : Mạch khống chế đảo mắc song song
Trên hình 2.162 trình bày s
ơ

đồ
hai b
ộ
ch
ỉ
nh l
ư
u có kh
ố
ng ch
ế
dòng tiristo m

ắ
c
song song ng
ượ
c chi
ề
u. B
ằ
ng cách m
ắ
c m
ạ
ch nh
ư
v
ậ
y có th
ể
th
ự
c hi
ệ
n kh
ố
ng ch
ế

đượ
c c
ả

n
ử
a chu kì d
ươ
ng l
ẫ
n chu kì âm. Trên
đ
ây m
ớ
i ch
ỉ
nêu nh
ữ
ng ví
đụ

đơ
n gi
ả
n
ứ
ng d
ụ
ng tiristo các m
ạ
ch ch
ỉ
nh l
ư

u có kh
ố
ng ch
ế
.

194

2.7.3. Vài dụng cụ chỉnh lưu có cấu trúc 4 lớp
a – Triac













Hình 2.163: Cấu trúc (a) sơ đồ tương đương (b) và đặc tuyến (c) của TRIAC

C
ấ
u t
ạ
o, s

ơ

đồ
t
ươ
ng d
ươ
ng và
đặ
c tuy
ế
n Vôn -Ampe c
ủ
a triac
đượ
c trình bày
trên hình 2.163. T
ừ

đ
ó có th
ể
th
ấ
y r
ằ
ng triac t
ươ
ng d
ươ

ng v
ớ
i hai tiristo m
ắ
c song
song ng
ượ
c chi
ề
u. Các c
ự
c c
ủ
a nó g
ọ
i là A
1
, A
2
và G.A
2

đ
óng vai trò anôt, A
1

đ
óng vai
trò catôt. Khi c
ự

c G và A
1
có
đ
i
ệ
n th
ế
(+) so v
ớ
i A
2
tiristo t
ươ
ng
đươ
ng Q
1
và Q
2
m
ở
,
khi
ấ
y A
1

đ
óng vai trò anôt còn A

2

đ
óng vai trò cat
ố
t. T
ừ

đ
ó th
ấ
y r
ằ
ng TRIAC có kh
ả

n
ă
ng d
ẫ
n
đ
i
ệ
n theo c
ả
hai chi
ề
u.


P
2



N
1

A
2

N
2


P
1


N
4

N
3


P
3

A

1

P
2



N
1

A
2

G

N
2


P
1


N
4

N
3



P
3

A
1

a) b)
c)

195




Hình 2.164: Khảo sát mạch khống chế dùng TRIAC qua mô phỏng
S
ơ

đồ
kh
ố
ng ch
ế
dùng TRIAC
đượ
c trình bày trên hình 2.164. Chú ý r
ằ
ng kí hi
ệ
u

quy
ướ
c c
ủ
a TRIAC là t
ổ
h
ợ
p c
ủ
a hai kí hi
ệ
u tiristo. Trong kho
ả
ng n
ử
a chu kì d
ươ
ng
c
ủ
a
đ
i
ệ
n áp
đặ
t vào,
đ
iôt

Đ
1

đượ
c ph
ầ
n c
ự
c thu
ậ
n,
đ
iôt D
2
phân c
ự
c ng
ượ
c và c
ự
c G
d
ươ
ng so v
ớ
i A
1
.
Đ
i

ề
u ch
ỉ
nh R
1
s
ẽ
kh
ố
ng ch
ế

đượ
c
đ
i
ể
m b
ắ
t
đầ
u m
ở
c
ủ
a TRIAC.
b- Về mặt cấu tạo
Đ
IAC hoàn toàn gi
ố

ng nh
ư
TRIAC nh
ư
ng không có c
ự
c kh
ố
ng ch
ế

G.
Đ
IAC
đượ
c kích m
ở
b
ằ
ng cách nâng cao
đ
i
ệ
n áp
đặ
t vào h
ạ
i c
ự
c. Kí hi

ệ
u m
ạ
ch và
đặ
c tuy
ể
n Vôn -Ampe c
ủ
a
Đ
IAC
đượ
c trình bày trên hình 2.165.

196


Hình 2.165: Kí hiệu và dạng đóng vỏ của ĐIAC; TRIAC
c –
Đ
i
ố
t b
ố
n l
ớ
p
Đ
i

ố
t b
ố
n l
ớ
p
đượ
c g
ọ
i là
đ
iôt SOV-lay, có c
ấ
u t
ạ
o t
ươ
ng t
ự
nh
ư
tiristo nh
ư
ng
không có c
ự
c kh
ố
ng ch
ế

G,
đượ
c kích m
ở
b
ằ
ng cách nâng
đ
i
ệ
n áp trên hai c
ự
c
đ
iôt
(v
ượ
t quá
đ
i
ệ
n áp m
ở
thu
ậ
n). Kí hi
ệ
u m
ạ
ch và

đặ
c tuy
ể
n Vôn -Ampe c
ủ
a
đ
iôt b
ố
n l
ớ
p
đượ
c trình bày trên hình 2.166 ;
đ
i
ệ
n áp m
ở
thu
ậ
n c
ủ
a
đ
iôt 4 l
ớ
p t
ươ
ng

ứ
ng vôi
đ
i
ệ
n
áp
đ
ánh th
ủ
ng thu
ậ
n c
ủ
a tiristo. Dòng c
ự
c ti
ề
u ch
ả
y qua
để

đ
iôt m
ở
g
ọ
i là dòng m
ở


(I
s
)

Hình 2.166: Kí hiệu mạch và đặc tuyến của điốt bốn lớp

Hình 2.167: Mạch dao động dùng điôt bốn lớp