chương 3 thiết kế mạch công suất và mạch giao tiếp xuất

CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠCH CÔNG SUẤT VÀ MẠCH GIAO TIẾP XUẤT I.MẠCH CÔNG SUẤT Có hai phương pháp điều khiển lò nhiệt là: 1.phương pháp điều rộng xung 2.phương pháp điều khiển tuyến tính liên tục Trong việc điều khiển lò nhiệt theo phương pháp điều khiển tuyến tính liên tục có ưu điểm sau: + sai số nhỏ +có khả điều khiển nhiều đối tượng khác loại có chu kỳ điều khiển bé +có thể điều khiển tải cần nguồn điện áp cao Tuy nhiên phương pháp có nhược điểm là: +đòi hỏi phải có điều khiển đặc biệt Với đặc điểm lò nhiệt có quán tính lớn có chu kỳ điều khiển lớn nhiều lần so với chu kỳ áp lưới ,nên em sử dụng phương pháp điều rộng xung Phương pháp điều rộng xung : sử dụng công tắc điện để đóng ngắt nguồn điện cung cấp cho lò nhiệt Khi có tín hiệu điều khiển từ giao tiếp xuất Để dảm bảo cách ly tốt điện ta sử dụng ghép quang (OPTOTRIAC) Sơ đồ nguyên lý mạch theo hình sau: OPTOTRIAC HEATER Tín hiệu điều khiển AC(220) Chế độ đóng ngắt HEATER lò nhiệt thực theo phương pháp điều khiển độ rộng xung Đây phương pháp hiệu trường hợp đối tượng 20V điều khiển có quán tính lớn công suất cung cấp cho đối tượ2ngU 2điẹ ân lưới L1 Sơ đồ thiết kế mạch công suất: 10uH R 2 U M O C 3020 330 Q T R IA C C 1uF 330 U R R 1 K LO HOẠT ĐỘNG: p3.2 mức kích dẩn cho dòng qua chân dến chân kích TRIAC hoạt động cho áp xoay chiều cung cấp lò ,còn p3.2 không tích cực OPTO TRIAC không kích cho TRIAC triac ngắt áp cung cấp lò Vì muốn tăng độ nóng lò ta thay đổi cống suất lò cáchthay đổi thời gian kích Ton thông qua port P3.3 T Ton Phương pháp điều rộng xung với: Ton :thời gian kích dẩn đóng T ⇒khiển Khi công suất cung cấp :P= a*Pmax Với : a= TON T II.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘ RỘNG XUNG Phương pháp điều khiển độ rộng xung phương pháp thay đổi công suất từ nguồn điện cung cấp cách thay đổi độ rộng xung kích điều khiển công tắc điện tử minh họa hình sau: Heater T Udk AC t(s) swich Udk Ton Trong : TON thời gian triac dẫn T chu kỳ xung kích Từ dó ta có tỉ số truyền công suất chu kỳ dònh nghóa sau: a = TON/T Công suất cung cấp cho tải ứng với chu kỳ : P= a*PMAX Với PMAX :là công suất cực đại ứng với thời gian Triac dẫn TON=T Như thay đổi độ rộng xung T ON ta làm thay đổi tỷ số truyền công suất ,tức thay đổi lượng cung cấp cho tải Chu kỳ T phải dủ lớn cho Triac dẫn chúng dẫn chu kỳ lưới(f=50HZ) Khi nhiệt độ tăng ,thì TON phải giảm làm lượng cung cấp cho tải giảm nhiệt độ điều khiển đạt giá trò xác lập nhiệt độ đặt độ rộng xung T ON giảm đến giá trò xác lập ,điều dẫn đến lượng cung cấp cho tải xác lập Qua ta thấy phương pháp điều khiển độ rộng xung có ưu điểm sau: +Tỷ số biến đổi công suất tuyến tính theo nhiệt độ +Dễ tính toán khâu hiệu chỉnh +Mạch điều khiển đơn giảm dễ điều khiển III.THIẾT KẾ MẠCH GIAO TIẾP XUẤT Khâu giao tiếp xuất có nhiệm vụ nhận liệu điều khiển qua BUS 34 chân xuất tín hiệu điều khiển khối công suất Do coi thiết bò ngoại vi vi xử lý ,nó chiếm kênh Bus 34 chân Do tín hiệu điều khiển khối công suất phải giữ nguyên khoảng thời gian mà kit vi xử lý truy cập đến kênh ngoại vi khoảng thời gian vô nhỏ ta phải dùng IC 74LS573 để giữ trạng thái điều khiển ,đồng thời để biết trạng thái tín hiệu điều khiển hay mạch công suất Mạch thiết kế sau: VC C U /W R 11 L S /S O 20 D D D D D D D D Q Q Q Q Q Q Q Q LE O E 1 1 1 1 2 Q 2N 1711 VC C 2 C O N N TR B LK Q 2N 1711 JS2 2 VC C 1k VC C JS1 1 U 4A C S D D D D D D D D C O N N TR B LK R H C /L C C 1k ... sau: +Tỷ số biến đổi công suất tuyến tính theo nhiệt độ +Dễ tính toán khâu hiệu chỉnh +Mạch điều khiển đơn giảm dễ điều khiển III.THIẾT KẾ MẠCH GIAO TIẾP XUẤT Khâu giao tiếp xuất có nhiệm vụ nhận... liệu điều khiển qua BUS 34 chân xuất tín hiệu điều khiển khối công suất Do coi thiết bò ngoại vi vi xử lý ,nó chiếm kênh Bus 34 chân Do tín hiệu điều khiển khối công suất phải giữ nguyên khoảng... khoảng thời gian vô nhỏ ta phải dùng IC 74LS5 73 để giữ trạng thái điều khiển ,đồng thời để biết trạng thái tín hiệu điều khiển hay mạch công suất Mạch thiết kế sau: VC C U /W R 11 L S /S O 20 D D D