Dispozitiv de comanda pe grila cu circuitul bAA145

Dispozitiv de comanda pe grila cu circuitul bAA145

1. Scopul lucrarii este studiul principiului de functionare a unui dispozitiv de comanda pe grila realizat cu circuitul specializat bAA145.

2. Consideratii teoretice

Rolul dispozitivului de comanda pe grila este sa dea un impuls de comanda pe poarta tiristorului, impuls ce are faza reglabila si amplitudinea in tensiune si curent in functie de tipul tiristorului comandat. De asemenea este necesara sincronizarea functionarii DCG-ului cu trecerea prin zero a tensiunii pe tiristorul comandat.

Fig.1 Schema bloc a circuitului bAA145

Circuitul, prezentat in figura1, se compune din urmatoarele blocuri: detectorul de nul, generatorul de rampa de tensiune, comparatorul, monostabilul (cu rol de memorare), blocul logic si doua etaje de iesire.

Detectorul de nul sesizeaza trecerile prin zero ale tensiunii de sincronizare limitand totodata semnalul la terminalul 9 la V_BE. La fiecare trecere prin zero a tensiunii de sincronizare, detectorul genereaza la terminalul 16 impulsuri cu amplitudinea de +8V (figura 2). Divizorul are rolul de a fixa o valoare potrivita pentru viteza de variatie prin zero a semnalului de sincronizare. Aceasta viteza este critica pentru functionarea corecta a circuitului.

O viteza mare de variatie nu permite declansarea circuitului, iar o viteza mica de variatie limiteaza performantele circuitului reducand intervalul de reglaj (control) pentru unghiul de aprindere. De asemenea, mai are un rol important, acela de limitare a curentului absorbit de circuit prin terminalul 9 de la circuitul extern ce asigura semnalul de sincronizare.

Fig.2 Semnalul la terminalul 16 V₁₆ pentru doua tipuri de semnal de sincronizare V_s

Generatorul de rampa incarca rapid capacitatea la +8V la fiecare impuls generat de detectorul de nul la terminalul 16 si o lasa sa se descarce lent prin catre tensiunea de -8V in perioada dintre doua impulsuri de trecere prin zero (durata acestei descarcari este de 10ms pentru un impuls de sincronizare de 50 Hz). Se obtine astfel pe, pe terminalul 7, o rampa de tensiune.

In timpul impulsului de trecere prin zero are loc, simultan cu incarcarea capacitatii si incarcarea capacitatii conectata la terminalul 2, pana la valoarea tensiunii de alimentare, stare echivalenta cu activarea monostabilului ("asteptarea" momentului de declansare a impulsului de aprindere). Rampa de tensiune de pe terminalul 7 se aplica intern pe intrarea neinversoare a comparatorului.

Comparatorul, alimentat intre +V⁺ si -8V are pe intrarea neinversoare semnalul triunghiular al generatorului de rampa iar pe intrarea inversoare tensiunea de comanda si reglaj a unghiului de conductie. Rampa de tensiune este descrescatoare si deci atat timp cat v₇>V₈ comparatorul nu este basculat si monostabilul ramane in starea de "asteptare". Reamintim ca aceasta stare a inceput in momentul ultimei treceri prin zero a tensiunii de sincronizare. Aceasta perioada de timp in care, desi exista semialternanta pozitiva sau negativa, tiristorul nu conduce, corespunde unghiului a "de aprindere", complementar - in raport cu semialternanta ce dureaza 10ms - unghiului j "de conductie". In momentul in care tensiunea v₇ = V₈, comparatorul isi schimba starea, monostabilul comuta, descarcand capacitatea (incarcata la aproximativ +V⁺ in timpul impulsului de trecere prin zero).

Monostabilul are in primul rand rolul de a fixa durata impusului de aprindere prin constanta de timp a grupului . Monostabilul este declansat de bascularea comparatorului. Saltul negativ care apare pe terminalul 2 trece spre terminalul 11 comandand locul logic de iesire. Acesta este momentul aparitiei la iesire a impulsului de aprindere (pe terminalul 14 sau pe terminalul 10).

Blocul logic si etajele de iesire au rolul de a distribui impulsul negativ furnizat de monostabil catre iesirea 14 (corespunzatoare semialternantei pozitive a semnalului de sincronizare) sau catre iesirea 10 (corespunzatoare semialternantei negative). Daca exista semnal (impuls) pe una din iesiri, pe cealalta iesire tensiunea este nula. Iesirile fiind de tip colector in gol, aparitia impulsurilor de aprindere este posibila numai prin legarea unor rezistente si la o tensiune pozitiva mai mare decat + 8V (de obicei aceasta este chiar tensiunea de alimentare pozitiva V⁺)

3. Partea practica a lucrarii

Partea experimentala a lucrarii consta in studierea schemei experimentate a DCG-ului cu bAA145 prezentata in figura 3. Se vor oscilografia si desena pe hartie milimetrica formele de unda ale semnalelor la urmatorii pini ai circuitului integrat: 2, 7, 9 10, 11, 14, 16 dupa cum urmeaza:

o      Se oscilografiaza semnalele de pe urmatorii pini ai circuitului: 9, 16, si 7. Se modifica viteza de variatie a semnalului de sincronizare (cu ajutorul rezistoarelor P₆ si P₇) urmarindu-se efectele pe care le are aceasta viteza de variatie asupra semnalelor de la pinii 16 si 7. Se vor explica aceste efecte si se vor fixa rezistoarele pe pozitia corespunzatoare unei functionari optime a circuitului.

o      Se fixeaza o sonda a osciloscopului la pinul 7 si se modifica rezistenta rezistorului semireglabil P₄ de la 0 la valoarea maxima. Se va urmari si explica efectul pe care-l are P₄ asupra semnalului 7. De asemenea, se fixeaza P₄ pe pozitia corespunzatoare unei functionari optime a circuitului.

o      Se stabileste ca referinta semnalul de la pinul 9 (tensiune de sincronizare). Se oscilografiaza pe rand semnalele de la pinii 2, 11, 10 si 14 odata cu modificarea valorii potentiometrului P₁.

o      Se fixeaza o sonda a osciloscopului la pinul 11 si se modifica rezistenta rezistorului semireglabil P₄ de la 0 la valoarea maxima. Se va urmari si explica efectul pe care-l are P₄ asupra semnalului 11. Se repeta aceasta operatie, dar cu oscilografierea semnalelor de la pinii 10, respectiv 14. Se fixeaza din P₄ o durata a impulsurilor de comanda cuprinsa in intervalul (0,3 ms, 3 ms).

4. Intrebari de verificare si control

Precizati care sunt elementele de circuit care modifica forma tensiunii in dinte de ferastrau (rampa de incarcare respectiv descarcare a condensatorului C₅) la pinul 7 al circuitului integrat.

Care sunt elementele de circuit ce stabilesc durata impulsului de comanda pe poarta tiristorului?

Care este influenta vitezei de variatie a tensiunii de sincronizare asupra functionarii DCG-ului?

Fig.3 Schema experimentala pentru studiul DCG-ului cu bAA145