Bộ chỉnh lưu có điều khiển - thiết bị, sơ đồ, nguyên lý hoạt động

Bộ chỉnh lưu có điều khiển được sử dụng để điều chỉnh điện áp đầu ra trong mạch điện xoay chiều được chỉnh lưu. Cùng với các phương pháp điều khiển điện áp đầu ra khác sau bộ chỉnh lưu, chẳng hạn như LATR hoặc biến trở, bộ chỉnh lưu có điều khiển cho phép đạt được hiệu suất cao hơn với độ tin cậy của mạch cao, điều này không thể nói đến đối với điều chỉnh bằng LATR hoặc điều chỉnh biến trở.

Sử dụng van điều khiển tiến bộ hơn và ít rườm rà hơn nhiều. Thyristor phù hợp nhất cho vai trò của van điều khiển.

Ở trạng thái ban đầu, thyristor bị khóa và có hai trạng thái ổn định: đóng và mở (dẫn điện).Nếu điện áp nguồn cao hơn điểm vận hành thấp hơn của thyristor, thì khi một xung dòng điện được đặt vào điện cực điều khiển, thyristor sẽ chuyển sang trạng thái dẫn điện và các xung tiếp theo được đặt vào điện cực điều khiển sẽ không ảnh hưởng đến dòng điện cực dương trong dù sao đi nữa, tức là mạch điều khiển chỉ chịu trách nhiệm mở thyristor chứ không đóng nó. Có thể lập luận rằng thyristor có công suất tăng đáng kể.

Để tắt thyristor, cần phải giảm dòng điện cực dương của nó để nó trở nên nhỏ hơn dòng điện giữ, điều này đạt được bằng cách giảm điện áp nguồn hoặc tăng điện trở tải.

Thyristor ở trạng thái mở có khả năng dẫn dòng điện lên đến vài trăm ampe, nhưng đồng thời, thyristor hoạt động khá quán tính. Thời gian bật của thyristor là từ 100 ns đến 10 μs và thời gian tắt dài hơn mười lần - từ 1 μs đến 100 μs.

Để thyristor hoạt động ổn định, tốc độ tăng điện áp anot không được vượt quá 10 — 500 V / μs, tùy thuộc vào kiểu linh kiện, nếu không, có thể xảy ra chuyển mạch sai do tác động của dòng điện dung qua các mối nối pn .

Để tránh chuyển đổi sai, điện cực điều khiển của thyristor luôn được nối với một điện trở, điện trở của nó thường nằm trong khoảng từ 51 đến 1500 ohms.

Ngoài thyristor, các loại khác được sử dụng để điều chỉnh điện áp đầu ra trong bộ chỉnh lưu. Thiết bị bán dẫn: triacs, disistor và lock-in thyristor. Dynistor được bật bằng điện áp đặt vào cực dương và chúng có hai điện cực, giống như điốt.

Triac được phân biệt bởi khả năng bao gồm các xung điều khiển ít nhất là so với cực dương, ít nhất là so với cực âm, nhưng tất cả các thiết bị này, như thyristor, đều bị tắt bằng cách giảm dòng điện cực dương xuống giá trị dưới dòng giữ. Đối với thyristor khóa được, chúng có thể được khóa bằng cách đặt một dòng điện phân cực ngược vào điện cực điều khiển, nhưng mức tăng khi tắt thấp hơn mười lần so với khi bật.

Thyristor, triac, dinistor, thyristor có thể điều khiển — tất cả các thiết bị này được sử dụng trong nguồn điện và trong mạch tự động hóa để điều chỉnh và ổn định điện áp và nguồn, cũng như cho mục đích bảo vệ.

Theo quy định, thyristor được sử dụng thay cho điốt trong các mạch chỉnh lưu có kiểm soát. Trong các cầu một pha, điểm chuyển mạch của diode và điểm chuyển mạch của thyristor là khác nhau, giữa chúng có sự lệch pha, điều này có thể được phản ánh bằng cách xem xét góc.

Thành phần DC của điện áp tải có liên quan phi tuyến tính với góc này vì điện áp nguồn vốn có dạng hình sin.Thành phần DC của điện áp tải được kết nối sau bộ chỉnh lưu điều chỉnh có thể được tìm thấy theo công thức:

Đặc tính điều khiển của bộ chỉnh lưu điều khiển bằng thyristor cho thấy sự phụ thuộc của điện áp đầu ra vào tải từ pha (vào góc bật) của cầu:

Với tải cảm ứng, dòng điện qua thyristor sẽ có dạng hình chữ nhật và ở một góc lớn hơn 0, dòng điện sẽ được rút ra do tác động của EMF tự cảm từ điện cảm của tải.

Trong trường hợp này, sóng hài cơ bản của dòng điện lưới sẽ bị dịch chuyển so với điện áp một góc nhất định. Để loại bỏ kẹp, một điốt 0 được sử dụng, qua đó dòng điện có thể được đóng lại và tạo ra độ lệch nhỏ hơn một nửa góc của cầu.

Để giảm số lượng chất bán dẫn, họ sử dụng một mạch chỉnh lưu có thể điều khiển không đối xứng, trong đó một cặp điốt thay thế một điốt trung tính và kết quả là như nhau.

Mạch khuếch đại cũng cho phép sử dụng thyristor. Đề án như vậy cho phép bạn đạt được hiệu quả cao hơn. Điện áp tối thiểu được cung cấp bởi điốt và điện áp tăng được cung cấp thông qua thyristor. Trong trường hợp mức tiêu thụ lớn nhất, các điốt luôn đóng và góc chuyển mạch của thyristor luôn bằng 0. Nhược điểm của mạch là cần thêm một cuộn dây biến áp.