Nghiên cứu, thiết kế bộ nguồn ups công suất nhỏ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ NGUỒN UPS CÔNG SUẤT NHỎ Sinh viên thực hiện: DƯƠNG ĐÌNH HÙNG Lớp 48K ĐTVT Giảng viên hướng dẫn: THS HỒ SỸ PHƯƠNG NGHỆ AN, 01  2012 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ 1.1 Tìm hiểu nguồn UPS 1.2 Khối Inverter 1.2.1 Khái niệm Inverter 1.2.2 Cấu tạo Inverter 1.3 Bài toán thiết kế 10 1.3.1 Số liệu hoạt động 10 1.3.2 Yêu cầu Inverter 10 Chương THIẾT KẾ MẠCH LỰC 11 2.1 Sơ đồ mạch lực 11 2.2 Tính chọn máy biến áp 11 2.2.1 Cấu tạo đặc điểm máy Biến áp 11 2.2.3 Vai trò máy Biến áp 13 2.2.4 Tính tốn thiết kế máy Biến áp 13 2.3 Tính tốn mạch van 18 2.3.1 Cấu tạo mạch van 18 2.3.2 Nguyên lý hoạt động mạch Full-bridge 18 2.3.3 Tính tốn chọn van 18 2.3.4 Tính chọn mạch đệm cho van 22 2.4 Thiết kế mạch lọc đầu 24 2.4.1 Tìm hiểu lọc tần số đầu nghịch lưu 24 2.4.2 Lựa chọn phương án lọc 26 Chương THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 30 3.1 Tìm hiểu phương pháp điều chế SPWM 30 3.1.1 Phương pháp điều chế độ rộng xung đơn cực 31 3.1.2 Phương pháp điều chế độ rộng xung lưỡng cực 32 3.2 Mạch điều khiển 32 3.2.1 Sơ đồ mạch điều khiển 33 3.2.2 Yêu cầu nhiệm vụ mạch điều khiển 33 3.3 Tổng quát vi điều khiển PIC16F877A 35 3.3.1 Tìm hiểu vi điều khiển PIC16F877A 35 3.3.2 Nhiệm vụ vi điều khiển PIC16F877A 43 3.4 Driver cho Mosfet 47 3.4.1 Tìm hiểu IC IR2103 mạch Bootstrap 47 3.3.2 Nguyên lý làm việc mạch trôi áp Bootstrap 51 3.5 Thiết kế mạch điều khiển ổn áp 51 3.5.1 Lựa chọn phương pháp điều khiển 51 3.5.2 Đặc điểm yêu cầu nhiệm vụ mạch điều khiển ổn áp 52 Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 54 4.1.Sử dụng phần mềm Proteus để mô hoạt động mạch 54 4.2 Kết thực nghiệm 55 4.2.1 Sơ đồ mạch thực 56 4.2.2 Đo thực nghiệm 57 KẾT LUẬN 61 PHỤ LỤC 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 Mục lục hình vẽ Hình 1.1.Sử dụng nguồn UPS cho tải số Hình 1.2 Một số sơ đồ UPS Hình 1.3 Sơ đồ khối Inverter Hình 1.4 Sơ đồ nghịch lưu hình tia Hình 1.5 Sơ đồ nghịch lưu hình cầu Hình 1.6 Phương pháp điều chế PWM Hình 1.7 Bộ lọc LC[1] Hình 1.7 Bộ lọc hai mắt cộng hưởng[1] Hình 1.8 Bộ lọc mắt cộng hưởng nối tiếp[1] Hình 1.9 Bộ lọc LC[1] Hình 2.1 Sơ đồ mạch lực cho Inverter Hình 2.2 Máy biến áp Hình 2.3 Lõi thép chữ E Hình 2.4 Các kích thước lõi thép Hình 2.5 Mạch Full-Bridge Hình 2.6 Ký hiệu Mosfet Hình 2.7 Hình ảnh IRF3205 Hình 2.8 Mạch đệm Hình 2.9 Lọc hai mắt cộng hưởng nối tiếp[1 Hình 2.10 Lọc mắt cộng hưởng nối tiếp[1] Hình 2.11 Lọc LC[1] Hình 2.12 Lọc LC.[1] Hình 3.1 Phương pháp điều chế SPWM Hình 3.2 Dạng sóng đầu theo phương pháp điều chế độ rộng xung Hình 3.3 Nguyên lý điều chế độ rộng xung đơn cực Hình 3.4 Nguyên lý điều chế độ rộng xung lưỡng cực Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển Hình 3.6 Tín hiệu điều khiển van Hình 3.7 Đồ thị điện áp hình sin tần số 50Hz Hình 3.8 Sơ đồ chân PIC16F877A Hình 3.9 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A Hình 3.10 Sơ đồ khối Timer2 Hình 3.11 Sơ đồ khối chuyển đổi ADC Hình 3.12 Thanh ghi T2CON Hình 3.13 Sơ đồ khối modul PWM Hình 3.14 Xung điều chế PWM Hình 3.15 Đồ thị điều chế PWM Hình 3.16 Đồ thị Hình 3.17 Lưu đồ chương trình điều khiển Hình 3.18 IC IR2103 Hình 3.19 Sơ đồ chân IC IR2103 Hình 3.20 Sơ đồ khối chức IC IR2103 Hình 3.21 Quan hệ logic chân vào Hình 3.22 Sơ đồ ngun lý mạch trơi áp BOOTSTRAP Hình 3.23 Sơ đồ nguyên lý mạch phản hồi Hình 4.1 Sơ đồ mơ Inverter Hình 4.2 Dạng xung điều khiển mosfet Hình 4.3 Dạng sóng đầu Hình 4.4 Mạch thực nghiệm board hàn Hình 4.5 Đo hiệu điện hiệu dụng C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 4.7 Đo hiệu điện hiệu dụng Hình 4.6 Thử nghiệm với tải bóng đèn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Lời nói đầu LỜI NĨI ĐẦU Hiện nhà nước ta đẩy mạnh phát triển điện lực Các nhà máy thủy điện, nhiệt điện xây dựng nhiều song chưa đáp ứng cầu sử dụng nhân dân Đây nguyên nhân gây nên tượng điện luân phiên nhiều địa phương Làm ảnh hưởng không nhỏ đến kinh tế sinh hoạt Để khắc phục vấn đề cần có thiết bị chuyển đổi điện tích trữ thành lương điện lưới Từ yêu cầu thực tế này,em tiến hành tìm hiểu, nghiên cứu chế tạo khối Inverter cho nguồn UPS Đồ án gồm chương phần phụ lục xoay quanh vấn đề lý thuyết việc chế tạo khối Inverter theo phương pháp điều chế SPWM Qua tiến hành thiết kế ngun lý mạch để mơ thi công mạch thật Mặc dù em cố gắng, song đồ án không tránh khỏi thiếu sót.Em mong quan tâm, bảo thầy giáo mơn Để hồn thành đồ án trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy Hồ Sỹ Phương nhiệt tình hướng dẫn bảo em hoàn cảnh Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày… tháng … năm 2011 Sinh viên thực Dương Đình Hùng Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 1: Tổng quan công nghệ Chương TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ 1.1 Tìm hiểu nguồn UPS Vào cuối kỷ 20, độ tin cậy cung cấp điện nước công nghiệp phát triển vào khoảng 99.9%, tương ứng khoảng thời gian điện năm mà phổ biến dạng điện vài phút Điều không thành vấn đề hệ thống chiếu sáng hệ thống điện cơ, tức với kỹ thuật tương tự (analog), chất lượng điện bao gồm hai tiêu quan trọng điện áp tần số.Nhưng hệ thống kỹ thuật số (Digital) vấn đề không đơn giản Đặc biệt với thiết bị lĩnh vực công nghệ thông tin ứng dụng từ công nghệ kỹ thuật số xem bước đệm quan trọng việc làm gia tăng sản phẩm, giảm thiểu chi phí sản xuất tạo ổn định bền vững cho xã hội.Độ tin cậy cung cấp điện hệ thống có máy tính cần phải tăng lên nhiều, điện dù vài mili giây có nguy hết thơng tin làm rối loạn q trình trao đổi liệu máy tính yêu cầu hệ thống kỹ thuật số phải khởi động lại Nguồn điện dự phòng UPS ( uninterruptible power supply ) nguồn dự phịng khoảng thời gian sau nguồn bị cố Nó thiết bị cung cấp điện có khả trì điện ổn định, bên cạnh UPS cịn có thêm chức chống xung , lọc nhiễu, ổn áp có khả quản trị lượng cho hệ thống Hình 1.1.Sử dụng nguồn UPS cho tải số Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 1: Tổng quan công nghệ Cấu trúc chung nguồn dự phòng khối Inverter biến đổi dòng điện chiều thành dòng điện xoay chiều cung cấp cho tải tiêu thụ Nguồn điện chiều lấy từ acquy , tùy theo điều kiện mà acquy nạp trực tiếp từ nguồn sau đấu nối trực tiếp vào mạng để sứ dụng, nạp acquy từ nguồn khác mạng Tùy vào cách đấu nối acquy với mạng điên mà ta có cơng nghệ ups khác Hình 1.2 giới thiệu số sơ đồ UPS ứng dụng rộng rãi Lưới Tải Bộ nạp điện a) Lưới Inverter Ác quy Sơ đồ UPS offline Bộ nạp điện Inverter Ác quy b) Sơ đồ UPS online Hình 1.2 Một số sơ đồ UPS 1.2 Khối Inverter Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tải C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 1: Tổng quan công nghệ 1.2.1 Khái niệm Inverter Inverter thiết bị chuyển đổi trực tiếp nguồn điện áp dòng điện chiều thành nguồn điện áp hay nguồn dòng điện xoay chiều 1.2.2 Cấu tạo Inverter Hình 1.3 Sơ đồ khối Inverter Quan sát sơ đồ khối ta thấy Inverter gồm có bốn phận nghịch lưu, mạch điều khiển, mạch lọc đầu ra, mạch phản hồi a Khối nghịch lưu Bộ nghịch lưu có nhiệm vụ chuyển đổi lượng điện chiều sang lượng điện xoay chiều để cung cấp cho tải xoay chiều Dựa vào tính chất tải, cấu tạo nghịch lưu hay tính chất nguồn cung cấp, nghịch lưu phân loại sau: - Phân loại nghịch lưu theo số lượng pha: + Nghịch lưu pha + Nghịch lưu ba pha + M-pha Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 4: Kết mơ thực nghiệm Chương KẾT QUẢ MƠ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 4.1.Sử dụng phần mềm Proteus để mô hoạt động mạch Từ sơ đồ mạch kết tính tốn, ta tiến hành mơ trình hoạt động mạch phần mềm Proteus Sơ Inverter xây dựng hình 4.1 12v U1 14 13 p0 p1 p2 p3 33 34 35 36 37 38 39 40 11 12 RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREF-/CAP1/INDX RA3/AN3/VREF+/CAP2/QEA RA4/AN4/CAP3/QEB RA5/AN5/LVDIN RA6/OSC2/CLKO RA7/OSC1/CLKI RB0/PWM0 RB1/PWM1 RB2/PWM2 RB3/PWM3 RB4/PWM5/KBI0 RB5/PWM4/KBI1/PGM RB6/KBI2/PGC RB7/KBI3/PGD RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2/FLTA RC2/CCP1/FLTB RC3/T0CKI/T5CLKI/INT0 RC4/INT1/SDI/SDA RC5/INT2/SCK/SCL RC6/TX/CK/SS RC7/RX/TD/SDO RD0/T0CKI/T5CKI RD1/SDO RD2/SDI/SDA RD3/SCK/SCL RD4/FLTA RD5/PWM4 RD6/PWM6 RD7/PWM7 RE0/AN6 RE1/AN7 RE2/AN8 RE3/MCLR/VPP AVDD AVSS 15 16 17 18 23 24 25 26 19 20 21 22 27 28 29 30 10 Q1 R2 C4 1k 4uF Q3 IRF3205 IRF3205 g1 g2 R4 C3 VCC 1k 4uF r2 r1 R1 10k C6 C5 4uF 4uF PIC18F4431 Q2 IRF3205 g3 12v Q4 R5 R3 12v D1 g1 D2 A g2 1N4148 1N4148 g3 C1 10 11 p1 12 HIN VC VB COM HO VS LO SD LIN 100nF U2 p0 IRF3205 1k g4 1k p2 10 g1 11 R1 g3 p3 12 HIN VC VB COM HO VS LO SD LIN IR2112 g4 U3 C D C2 100nF B TR1 L1 r1 g2 r3 1mH R2 g4 R6 IR2112 C7 +88.8 1uF AC Volts 10k r2 TRAN-2P2S Hình 4.1 Sơ đồ mô Inverter -Một số sai khác so với tính tốn: Do phần mềm khơng có IC IR2103 nên ta phải Ic Ir2112 Vì hai Ic có ngun tắc hoạt động khác nên muốn cho tín hiệu điều khiển xác tính tốn, ta phải dung đến bốn điều chế PWM => Thay vi điều khiển PIC 16F877A VĐK PIC 18F4431 Kết mô phỏng: 54 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 4: Kết mô thực nghiệm a)Nửa chu kỳ đầu b)Nửa chu kỳ sau Hình 4.2 Dạng xung điều khiển mosfet Hình 4.3 Dạng sóng đầu Nhận xét: - Mạch mơ chạy ổn định - Điện áp xoay chiều đầu có dạng hình Sin tương đối chuẩn Tần số ổn định 50Hz - 4.2 Kết thực nghiệm 55 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 4: Kết mô thực nghiệm 4.2.1 Sơ đồ mạch thực a Tiến hành thi công mạch điện - Chuẩn bị: + Linh kiện sơ đồ nguyên lý + Thiếc, mỏ hàn + Bo mạch hàn + Ắc quy + Đầu nối nguồn + Kìm cắt dây, kìm tuốt dây + Dây trần dẫn điện tốt b Tiến hành lắp mạch - Dựa vào sơ đồ nguyên lý, ta tiến hành hàn ghép nối linh kiện, ý số điểm: + Lắp chân mosfet IRF3205, Diode, IC, tụ phân cực + Chiều IC + Không hàn trực tiếp IC vào board, nên dùng đế để cách nhiệt + Hàn nhanh, để tránh gây hỏng linh kiện + Thiếc hàn phải ngấu để đảm bảo tiếp xúc điện tốt + Không hàn hàn lại nhiều lần làm cho linh kiện bị nóng - Sau hàn xong mạch dùng đồng hồ điện để kiểm tra mạch lại lần cuối + Kiểm tra mạch nối sơ đồ nguyên lý chưa + Kiểm tra thông mạch đoạn nối + Kiểm tra xem linh kiện cịn sống hay khơng + Vì điện áp 110V nguy hiểm cần phải cách điện cẩn thận 56 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 4: Kết mơ thực nghiệm Hình 4.4 Mạch thực nghiệm board hàn 4.2.2 Đo thực nghiệm Dưới kết mô đo máy sóng Oscillo a Trường hợp khơng tải Hình 4.5 Đo hiệu điện hiệu dụng Nhận xét: 57 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 4: Kết mô thực nghiệm + Mạch hoạt động ổn định, điện áp hiệu dụng có giá trị 110(V) + Biến áp phát tiếng rè nhỏ, sau khoảng thời gian chạy sờ vào biến áp thấy ấm + Các van làm việc khơng nóng(làm mát tự nhiên) + Dạng sóng điện áp có hình sin chưa đẹp - Nguyên nhân: + Biến áp có tiếng rè làm việc chất lượng biến áp không tốt, thép ép không chặt, dây quấn cịn lỏng lẽo Biến áp có tượng ấm nóng lên làm việc sóng hài bậc cao sinh bị lại làm suy yếu sơ cấp biến áp + Van khơng nóng dịng qua van nhỏ nên nhiệt sinh van nhỏ, tổn hao nhỏ + Dạng sóng điện áp có hình sin chưa đẹp chương trình điều khiển chưa tối ưu + Điện áp hiệu dụng có giá trị 110(V) điều có nghĩa mạch phản hồi điện áp thực ổn định điện áp tốt b Trường hợp có tải Thử nghiệm với tải trở bóng đèn sợi đốt (220V-10W) 58 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 4: Kết mô thực nghiệm Hình 4.6 Thử nghiệm với tải bóng đèn Hình 4.7 Đo hiệu điện hiệu dụng Nhận xét: + Bóng đèn sáng + Các van khơng nóng + Biến áp phát tiếng rè khơng tải, hoạt động lâu ấm lên nóng + Có tượng sụt áp khoảng 4(V) nằm dải điện áp cho phép + Điện áp có dạng sóng sin - Giải thích: + Bóng đèn sáng chứng tỏ có điện áp đặt lên tải + Hiện tượng biến áp giải thích + Khi mạch làm việc có tải xảy tổn hao biến áp trình chuyển đổi, mặt khác công suất nguồn cung cấp không đủ dẫn đến sụt áp tải, lượng áp sụt không đáng kể, nằm dãi điện áp quy định Mặt khác, vi điều khiển chúng em sử dụng chưa đủ mạnh cộng với chương trình điều khiển chưa thật tối ưu khiến cho điện áp đầu không ý muốn 59 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 4: Kết mô thực nghiệm Giữa kết mô phần mềm thực nghiệm có chênh lệch, ngun nhân mơ phần mềm phần tử linh kiện lý tưởng hóa nên dạng sóng số liệu lý thuyết tính tốn, cịn thực tế phần tử không tránh khỏi sai số, chất lượng không đồng dẫn đến khác biệt 60 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Kết luận KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu với hướng dẫn nhiệt tình thầy Hồ sỹ Phương, thầy cô khoa Điện Tử Viển Thông trường đại học Vinh Em hồn thành đồ án với kết tốt đẹp, trình làm đồ án em đúc kết kiến thức quan trọng trau dồi kĩ làm việc sau Em xin cảm ơn thầy cô, đặc biệt em xin cảm ơn thầy Hồ Sỹ Phương, trình thực thầy thân thiện giúp em hoàn thành tốt đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày … tháng… năm 2011 Sinh viên thực Dương Đình Hùng 61 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Phụ lục PHỤ LỤC Phụ lục Tập lệnh vi điều khiển PIC16F877A Thứ Tên lệnh Cú pháp lệnh Tác dụng tự ADDLW Lệnh f (0 k 255) Thực lệnh lấy giá trị k + (W), kết lưu W ADDWF Lệnh f,d (0 d 255, d∈[0,1]) Thực lệnh lấy (W)+(f), kết lưu W d = 0, f d = ANDLW Lệnh k (0 k 255) Thực lệnh lấy (W)+(f), kết lưu W Thự lệnh lấy gia trị ghi (W) and (f) ANDWF Lệnh f,d(0 d 127, d∈[0,1]) BCF BCF f,b(0 f 127, b 7) Xóa bit b ghi f BSF BSF f,b(0 f 127, b 7) Set bit b ghi f BTFSS BTFSS f,b Kiễm tra bit b ghi f, bit = lệnh (0 d 127, d∈[0,1]) BTFSC CALL thực hiện, bit = bỏ qua lệnh (0 d 127, d∈[0,1]) Bit b = lệnh thực hiện, b = bỏ qua lệnh CALL k (0 f 127) Gọi chương trình BTFSC f,b tiếp theo, bit b ∈ f Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 62 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Phụ lục 10 CLRF CLRF f (0 f 127) Xóa ghi f, set bit Z 11 CLRW CLRW Xóa ghi W, set bit Z 12 CLRWDT CLRWDT Reset Watchdog Timer, đồng thời reset Prescaler 13 COMF COMF f,d Đảo bit ghi f, (0 d 127, d∈[0,1]) kết lưu W d = 0, f d = DECF f,d Giảm (f) đơn vị, kết (0 d 127, d∈[0,1]) lưu W d = 0, f d = DECFSZ f,d Giảm (f) đơn vị, (f)≠0 (0 d 127, d∈[0,1]) lệnh thực 14 15 DECF DECFSZ ngược lại, kết lưu W d = 0, f d = 16 GOTO GOTO k(0 k 2047) Nhảy tới địa k 17 INCF INCF f,d Tăng giá trị lên đơn vị, kết lưu W d = 0, f d = (0 d 127, d∈[0,1]) 18 INCFSZ INCFSZ f,d (0 d 127,d∈[0,1]) k 255) Tăng (f) lên đơn vị, kết lưu W d = 0, f d = Thực phép k or (W), kết cất W 19 IORLW IORLW k(0 20 IORWF IORWF f,d Thực lệnh (W) or (f), kết (0 d 127, d∈[0,1]) lưu W d = 0, f d = Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 63 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Phụ lục 21 RLF Dịch trái có nhớ, kết lưu W d = 0, f RLF f,d (0 d 127, d∈[0,1]) d = 22 RETURN RETURN Quay trở chương trình 23 RRF RRF f,d (0 d 127, d∈[0,1]) Dịch phải có nhớ, kết lưu W d = 0, f d = 24 SLEEP SLEEP Đưa PIC chế độ ngủ 25 SUBLW SUBLW k k - (W), kết cất W 26 SUBWF Lệnh f,d (0 d 127, d∈[0,1]) Lấy giá trị f –(W) 27 SWAP SWAP f,d Đảo bit thấp với bit cao, (0 d 127, d∈[0,1]) kết lưu W d = 0, f d = 28 XORLW XORLW k (0 29 XORWF XORWF f,d ) Lấy giá trị k XOR (W), kết cất W Thực lệnh (W) XOR f, kết lưu W d = 0, f d = 30 #DIFINE #DIFINE Thay chuỗi kí tự text1 text2 31 INCLUDE #INCLUDE Copy file vào vị trí INCLUDE gọi tên 32 CONSTANT Lệnh = Khai báo số, gặp kí tự name thay giá trị value Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 64 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Phụ lục 33 Lệnh = VARIABLE Giống lệnh giá trị số thay đổi qua trình thực thi 34 SET SET Gán giá trị cho tên biến, tên biến thực thi trình thực thi 35 EQU EQU Gán giá trị cho tên tên số tên số khơng thay đổi q trình thực thi 36 ORG ORG Định nghĩa địa chứa chương trình nhớ chương trình vi điều khiển 37 END END Kết thúc chương trình 38 _CONFIG Thiết lập bit điều khiển khối chức PIC chứa nhớ chương trình 39 PROCESSOR Lệnh Định nghĩa vi điều khiển sử dụng chương trình Phụ lục Code cho vi điều khiển PIC 16f877A #include // khai báo su dung vdk Pic 16f877a #device 16F877A*=16, ADC=8 //su dung contro 16bit, ADC 8bit #fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP,NOBROWNOUT #use delay(clock=20000000) //su dung thach anh 20Mhz Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 65 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Phụ lục // chuong trinh chinh void main() { const INT16 sin_wave[80]= {0,20,40,60,80,100,120,139,158,177,196,214,232,250,268, 284,301,317,333,348,362,376,389,402,414,426,437,447,456,465,473,480,487,493,498, 502,506,508,510,512,512,512,510,508,506,502,498,493,487,480,473,465,456,447,437, 426,414,402,389,376,362,348,333,317,301,284,268,250,232,214,196,177,158,139,120, 100,80,60,40,20}; int index=0; //khai bao bien index 8bit INT16 j; //bien j 16bit #bit TMR2IF = 0x0c.1 //dat ten bit 0x0c.1 setup_adc(adc_clock_internal); // setup_adc_ports(ALL_ANALOG); set_adc_channel(2); set_tris_c(0); //port C output OUTPUT_C(0); setup_timer_2(t2_div_by_1,245,1); //cai dat timer SETUP_CCP1(CCP_PWM); //su dung pwm1 set_pwm1_duty(0); SETUP_CCP2(CCP_pwm); //su dung pwm2 set_pwm2_duty(0); // -while (TRUE) { setup_ccp2(ccp_off); //tat pwm2 setup_ccp1(ccp_pwm); //bat pwm1 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 66 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Phụ lục while(index=1) { if(TMR2IF == 1) { j=sin_wave[index]*(256-read_adc())/32; index ; set_pwm2_duty(j); TMR2IF=0; } } } } Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 67 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn