(Đồ án hcmute) thiết kế, chế tạo bộ nghịch lưu 3 pha ứng dụng công nghệ mttp cho bộ sạc acquy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT IỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ NGHỊCH LƯU BA PHA ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MPPT CHO BỘ SẠC ACQUY GVHD: HOÀNG NGỌ VĂN SVTH: HOÀNG NGUYỄN HOÀI NAM MSSV: 13141514 SVTH: HUỲNH NGUYỄN DUY THANH MSSV: 13141624 SKL 0 9 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2018 an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ộ p – T o – Hạnh phú *** Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Hoàng Nguyễn Hoài Nam Họ tên sinh viên 2: Huỳnh Nguyễn Duy Thanh Ngành: Công nghệ Kỹ thu t iện tử - Truyền thông Giảng viên hướng ẫn: ThS Hoàng Ngọ Văn Ngày nh n ề tài: 5/10/2017 MSSV: 13141514 MSSV: 13141624 Lớp: 1314CLDT1 T: 0903.776.424 Ngày nộp ề tài: 19/1/2018 Tên ề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ NGHỊCH LƯU BA PHA ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MPPT CHO BỘ SẠC ACQUY C số iệu, tài iệu an linh kiện u: Gi o trình iện tử ơng suất, gi o trình Vi xử ý, atasheet Nội ung th ề tài: Thiết kế, thi ông mạ h MPPT, mạ h BOOST, mạ h nghị h ưu mơ hình pin mặt trời Sản phẩm: TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIÊU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ tên Sinh viên1: Hoàng Nguyễn Hoài Nam MSSV: 13141514 Họ tên sinh viên 2: Huỳnh Nguyễn Duy Thanh MSSV: 13141624 Ngành: Công nghệ Kỹ thu t iện tử - Truyền thông Tên ề tài: Thiết kế, hế tạo ộ nghị h ưu a pha ứng ụng ông nghệ MPPT ho ộ sạ a quy Họ tên Gi o viên hướng ẫn: ThS Hoàng Ngọ Văn NHẬN X T Về nội ung ề tài khối ượng th hiện: Ưu iểm: Khuyết iểm: ề nghị ho ảo vệ hay không? nh gi loại: iểm: B ng h : Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Gi o viên hướng ẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIÊU NHÂN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên 1: Hoàng Nguyễn Hoài Nam Họ tên sinh viên 2: Huỳnh Nguyễn Duy Thanh Ngành: Công nghệ Kỹ thu t iện tử - truyền thông MSSV: 13141514 MSSV: 13141624 Tên ề tài: Thiết kế, hế tạo ộ nghị h ưu a pha ứng ụng ông nghệ MPPT ho ộ sạ a quy Họ tên Gi o viên phản iện: NHẬN X T Về nội ung ề tài khối ượng th hiện: Ưu iểm: Khuyết iểm: ề nghị ho ảo vệ hay không? nh gi loại: iểm: B ng h : ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Gi o viên phản iện (Ký & ghi rõ họ tên) iii an LỜI CẢM ƠN Xin chân thành gửi lời cảm ơn hân thành ến với quý th y ô khoa tạo Chất ượng cao ã giảng dạy chúng em suốt thời gian học trường tạo iều kiện thu n lợi ể nhóm em th c ề tài Cảm ơn gia ình, mẹ ã nguồn ộng viên to lớn v t tinh th n ũng v t chất suốt thời gian họ hành, ể húng em ó ược s an tâm theo uổi ướ mơ s nghiệp ặc biệt cảm ơn th y Hoàng Ngọ Văn ã tạo iều kiện hướng dẫn chúng em cách học t p ũng nghiên ứu ể hoàn thành tốt án tốt nghiệp Cảm ơn ửa hàng quảng mơ hình hệ thống o Quang ạt ã hỗ trợ nhóm trình thi cơng Cuối xin chúc gia ình, ạn bè quý th y, cô nhiều sức khỏe thành công công việc Xin chân thành cảm ơn! Nhóm th c ề tài Hồng Nguyễn Hồi Nam Huỳnh Nguyễn Duy Thanh iv an MỤC LỤC NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ x DANH MỤC BẢNG BIỂU xi CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1 Mục t u n h n cứu Đố tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.5 Nhiệm vụ đề tài 1.6 Bố cục đồ án CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Công nghệ MPPT 2.2 Bộ biến đổ đ ện áp chiều 2.2.1 Khái niệm chung 2 Sơ đồ đẩy kéo 2.3 Thiết bị nghịch lƣu 2.3.1 Khái niệm chung v an 2.3.2 Nguyên tắc hoạt động nghịch lƣu pha cầu Sơ đồ nửa cầu dùng nguồn đô 1 Sơ đồ nguyên lý 2.3.2.1.2 Nguyên tắc hoạt động 2.3.2.1.3 Nguyên tắc tay cơng tắc có khí cơng tắc bán dẫn.11 2 Sơ đồ cầu 12 2 Sơ đồ nguyên lý 12 2.3.2.2.2 Nguyên tắc hoạt động 12 3 Đổ đ ện chiều đ ện xoay chiều pha dạng sin 13 2.3.3.1 Nguyên tắc tạo xun đ ều biến (đ ều chế độ rộng xun -PWM) 13 2.3.3.2 Nguyên tắc đ ều biến tạo đ ện áp s n dùn xun răn cƣa dạng đơn cực 15 2.3.4 Mạch nghịch lƣu pha 16 Sơ đồ nguyên lý 16 Đ ều chỉnh đ ện áp thiết bị nghịch lƣu 17 2.3.5.1 Khái niệm chung 17 Đ ều khiển cầu nghịch lƣu pha bằn phƣơn háp đ ều khiển theo b n độ 18 2.3.6.1 Nguyên tắc chung 18 2.3.6.2 Nguyên tắc hoạt động mạch 19 Đ ều khiển cầu nghịch lƣu pha bằn phƣơn pháp đ ều chế độ rộng xung theo hàm sin (Sin PWM) 20 2.3.7.1 Nguyên tắc chung 20 2.4 Giới thiệu linh kiện thiết bị 23 P n năn lƣợng mặt trời 23 2.4.2 Acquy 24 vi an 2.4.3 Cảm biến dòng ACS72 26 2.4.4 IC L298N 27 V đ ều khiển PIC 28 2.4.5.1 Tổng quan v đ ều khiển PIC 28 2.4.5.2 Giới thiệu PIC 16F886 29 2.4.5.3 Giới thiệu PIC 16F887 29 2.4.5.4 Giới thiệu DSPIC 30F4011 30 2.4.6 MOSFET 70N06 31 2.4.7 MOSFET IRF4905 31 2.4.8 LCD 20x4 32 2.4.9 OPTO TLP250 33 10 Độn DC 33 2.4.11 PS22056 34 2.4.12 LM2576 - 5V 35 2.4.13 LM7815 35 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 36 Sơ đồ khối hệ thống 36 3.1.1 Yêu cầu hệ thống 36 Sơ đồ khối chức năn khối 36 3.1.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống 37 3.2 Thiết kế, tính tốn hệ thống 37 3.2.1 Khối MPPT 38 3.2.1.1 Thiết kế mạch đo đ ện áp pin mặt trời acquy 39 3.2.1.2 Thiết kế mạch đo dòn đ ện sạc acquy 39 3.2.1.3 Thiết kế mạch sạc Acquy 40 vii an 3.2.1.4 Thiết kế mạch đ ều khiển độn 41 3.2.2 Khố tăn áp 42 3.2.3 Khối nghịch lƣu 42 3.2.4 Khối hiển thị 43 3.2.5 Khố v đ ều khiển 43 3.2.6 Khối nguồn 45 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 47 3 Lƣu đồ giải thuật 53 CHƢƠNG 4: THI CÔNG, LẮP ĐẶT HỆ THỐNG 63 4.1 Thi công mạch 63 1 Sơ đồ PCB thi công mạch MPPT 63 Sơ đồ PCB thi công mạch tăn áp 64 Sơ đồ PCB thi công mạch nghịch lƣu 67 4.2 Lắp đặt hệ thống 69 Sơ đồ nối dây tủ đ ện 69 4.2.2 Mạch đ ều khiển mạch động lực đ ều khiển độn 70 CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ, PHÂN TÍCH, TỔNG HỢP 72 5.1 Kết hoạt động mạch MPPT 72 5.2 Kết hoạt động mạch BOOST 73 5.3 Kết hoạt động mạch nghịch lƣu 74 CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN, HƢỚNG PHÁT TRIỂN 78 6.1 Kết luận 78 Hƣớng phát triển 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC 1: CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MẠCH MPPT 80 viii an PHỤ LỤC 2: CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MẠCH BOOST 93 PHỤ LỤC 3: CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MẠCH NGHỊCH LƢU 95 ix an LCD_DATA((UNSIGNED INT8)(VOLTAGE_BAT)%10 + 0X30); LCD_DATA('.'); LCD_DATA((UNSIGNED INT8)(VOLTAGE_BAT*10)%10 + 0X30); LCD_DATA(" V"); } VOID AUTO_CONTROL() { IF(VOLTAGE_SOLAR > VOLTAGE_SOLAR_1 && VOLTAGE_SOLAR < 36.0) { VOLTAGE_SOLAR_1 = VOLTAGE_SOLAR; OUTPUT_B(0X15); } IF(VOLTAGE_SOLAR < VOLTAGE_SOLAR_1 && VOLTAGE_SOLAR < 36.0) { OUTPUT_B(0X1A); VOLTAGE_SOLAR_1 = VOLTAGE_SOLAR; } IF(VOLTAGE_SOLAR VOLTAGE_SOLAR_1) >= 36.0 && VOLTAGE_SOLAR >= { 87 an OUTPUT_B(0X00); VOLTAGE_SOLAR_1 = VOLTAGE_SOLAR; } } VOID MANUAL_CONTROL() { IF(!INPUT(WEST)) { OUTPUT_B(0X15); } ELSE IF(!INPUT(EAST)) { OUTPUT_B(0X1A); } ELSE { OUTPUT_B(0X00); } } VOID CHARGING() 88 an { IF(VOLTAGE_SOLAR>=28.0) { DUTY = 625.0 - ((625.0 * 28.0) / VOLTAGE_SOLAR); } ELSE { DUTY = 625; } SET_PWM1_DUTY((UNSIGNED INT16) DUTY); } VOID HIENTHI_DUNGLUONG() { IF(VOLTAGE_BAT>=28.0) { LCD_GOTO_XY(2,11); LCD_DATA(" FULL "); } ELSE IF(VOLTAGE_BAT>=24.0 && VOLTAGE_BAT