Thiết kế mạch nạp Ắc quy 12V-80A tự động

Mục lục: CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ 1.1.Ứng dụng của ácquy 1.2.Ácquy axít 1.2.1. Cấu tạo của bình ácquy axít 1.2.2.Quá trình hóa học trong ácquy axít 1.3.Ácquy kiềm 1.3.1.Cấu tạo của ácquy kiềm1.3.2.Quá trình hóa học trong ácquy kiềm 1.4.Sự khác nhau giữa ácquy axít và ácquy kiềm 1.5.Các thông số cơ bản của ácquy 1.5.1.Sức điện động của ácquy 1.5.2.Dung lượng của ácquy 1.6.Đặc tính phóng nạp của ácquy 1.6.1.Đặc tính phóng của ácquy 1.6.2.Đặc tính nạp của ácquy 1.7.Các phương pháp nạp ácquy tự động 1.7.1.Phương pháp nạp dòng điện 1.7.2.Phương pháp nạp điện áp 1.7.3.Phương pháp nạp dòng áp CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH CÔNG SUẤT 2.1.Các mạch chỉnh lưu 2.1.1.Mạch chỉnh lưu tiristor hình tia ba pha 2.1.2.Mạch chỉnh lưu có điều khiển cầu ba pha đối xứng 2.1.4.Mạch chỉnh lưu có điều khiển cầu một pha không đối xứng 2.2.Chọn mạch chình lưu phù hợp Mạch chỉnh lưu có điều khiển cầu một pha không đối xứng 2.3.Tính toán các thông số với mạch đã chọn 2.4.Mạch bảo vệ Tiristor.2.5.Tính toán máy biến áp CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO MẠCH ĐIỀU KHIỂN 3.1.Yêu cầu và nguyên tắc điều khiển 3.1.1.Mục đích và yêu cầu 3.1.2.Nguyên tắc điều khiển 3.2.Các linh kiện điện tử sử dụng trong mạch. 3.3.Sơ đồ khối và chức năng 3.3.1.Khâu đồng pha 3.3.2 Khối tạo xung đồng bộ 3.3.3.Khối tạo điện áp răng cưa3.3.4.Khối phản hồi dòng điện3.3.5.Khối phản hồi điện áp3.3.6.Khối chuyển mạch nạp 3.3.7.Khối tạo xung chùm 3.3.8. Khối khuyếch đại xung và biến áp xung 3.4.Mạch điều khiển 3.4.1.Dạng điện áp 3.4.2.Nguyên lý hoạt động của sơ đồ 3.5.Khối nguồn nuôi mạch điều khiển

1 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ 1.1.Ứng dụng ácquy - Ácquy nguồn điện dược tích trữ lượng điện dạng hóa - Ácquy nguồn điện chiều cung cấp cho thiết bị điện công nghiệp đời sống ngày: động điện chiều, bóng đèn, mạch điện tử, cho động khởi động Trong thực tế có nhiều loại ácquy thường gặp hai loại sau: ácquy axit ácquy kiềm Hình: Cấu tạo acquy Hình: Cấu tạo cực acquy 2 Vâu cực Chất tác dụng Cốt cực 1.2 Ácquy axit 1.2.1 Cấu tạo bình ácquy axit Bình acquy gồm vỏ bình, cực, ngăn dung dịch điện phân · Vỏ bình: Vỏ bình ácquy axit chế tạo nhựa êbônit anphantonec hay caosu nhựa cứng Để tăng độ bền khả chịu axit cho bình, chế tạo người ta ép vào bên bình lớp lót chịu axit polyclovinyl, lớp lót dày khoảng 0,6mm Phía vỏ bình tùy theo điện áp danh định ácquy mà chia thành ngăn riêng biệt vách ngăn ngăn cách ngăn kín ch ắc Ở đáy ngăn có sống đỡ khối cực tạo thành khoảng trống đáy bình mặt khối cực, nhờ mà tránh tượng chập mạch cực chất tác dụng bong rơi xuống đáy gây lên · Bản cực, phân khối cực khối cực: Bản cực gồm cốt hình lưới chất tác dụng Cốt đúc h ợp kim chì(Pb)-antimion(Sb) với tỷ lệ (87 – 95)%Pb (5 – 13)%Sb Phụ gia antimon thêm vào có tác dụng tăng thêm độ cứng, giảm han gỉ cải thiện tính đúc cho cốt Cốt để giữ chất tác dụng phân phối dòng điện khắp bề mặt cực Điều có ý nghĩa quan trọng cực dương điện trở chất tác dụng (oxit chì) lớn nhiều so với điện trở chì nguyên chất, tăng chiều dày cốt điện trở ácquy nhỏ Chất tác dụng chế tạo từ bột chì, axit sunfuric đặc khoảng 3% muối axit hữu cực âm, cực dương ch ất tác dụng chế tạo từ oxit chì Pb3O4, PbO dung d ịch axit sunfuric đặc Phụ gia muối axit hữu cực âm có tác dụng tăng độ xốp, độ bền chất tác dụng, nhờ mà cải thiện độ thấm sâu dung dịch điện phân vào lòng cực đồng th ời ện tích thực tế tham gia phản ứng hóa học tăng lên Các sau chất đầy chất tác dụng ép lại, sấy khô thực trình tạo cực, tức chúng ngâm vào dung dịch axit sunfuric lỗng nạp với dòng điện chiều trị số nhỏ Sau trình vậy, chất tác dụng cực dương hoàn toàn trở thành PbO2 (màu gạch xẫm) Sau cực dương đem rửa, sấy khô lắp ráp · Tấm ngăn: Các cực âm dương lắp xen kẽ với cách điện v ới ngăn để đảm bảo cách điện tốt ngăn đ ược làm rộng so với cực Các ngăn có tác dụng chống chập mạch cực âm dương, đồng thời để đỡ cực khỏi bị bong rơi sử d ụng acquy Các ngăn phải chất cách điện tốt, bền, dẻo, chịu axit có độ xốp thích hợp để ngăn cản chất điện phân thấm đến cực · Dung dịch điện phân Dung dịch điện phân bình acquy loại dung dịch axit sunfuric đ ược pha chế từ axit nguyên chất với nước cất theo nồng độ quy định tùy thuộc vào điều kiện khí hậu mùa vật kiệu làm ngăn Nồng độ dung d ịch axit sunfuric g=(1,1 - 1.3)g/cm3 Nồng độ dung dịch điện phân có ảnh hưởng lớn đến sức điện động acquy 1.2.2.Quá trình hóa học ácquy axít Trong acquy thường xảy hai q trình hóa học thuận ngh ịch mà đ ặc trưng là qua trình nạp phóng điện Khi nạp điện, nhờ nguồn điện nạp mà mạch điện tử chuy ển động từ cực dương đến cực âm – dòng ện n ạp In Khi phóng điện, tác dụng suất điện động riêng acquy, điện tử chuyển động theo hướng ngược lại tạo thành dòng điện phóng Ip Khi acquy nạp no, chất tác dụng cực d ương PbO2 t ại cực âm chì xốp Pb Khi phóng điện, ch ất tác dụng hai cực trở thành sunfat chì PbSO4 có dạng tinh thể nhỏ Khi nạp điện cho acquy xảy phản ứng: - Ở cực dương: PbSO4 - 2e + 2H2O = PbO2 + H2SO4 + 2H+ (1.1) - Ở cực âm: PbSO4 + 2e + 2H+ = Pb + H2SO4 (1.2) - Toàn trình xảy ác quy n ạp điện là: 2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4 (1.3) Kết tạo thành điện cực Pb điện cực PbO2 Sự phóng điện acquy xảy nối hai điện cực Pb PbO2 vừa thu với tải, lúc hóa dự trữ acquy chuy ển thành điện Ở điện cực xảy phản ứng ngược (1.1) (1.2), nghĩa acquy xảy phản ứng ngược (1.3) Acquy cung cấp dòng điện hai điện cực trở lại thành PbSO4 ban đầu 1.3.Acquy kiềm 1.3.1.Cấu tạo ácquy kiềm Acquy kiềm loại acquy mà dung dịch điện phân dùng acquy dung dịch kiềm KOH NaOH Tùy theo cấu tạo cực acquy kiềm chia làm ba loại: -Loại acquy Sắt (Fe) – Niken (Ni) -Loại acquy Cadimi (Cd) – Niken (Ni) -Loại acquy Bạc (Ag) – Kẽm (Zn) Trong ba loại loại thứ ba có hệ số hiệu dụng đ ơn vị tr ọng lượng đơn vị thể tích lớn hơn, giá thành lại cao phải sử dụng khối lượng bạc chiếm tới 30% khối lượng chất tác dụng, loại dùng Acquy kiềm có cấu tạo tương tự acquy axit, tức gồm dung d ịch điện phân, vỏ bình, cực,… Bản cực acquy kiềm chế tạo thành dạng thỏi không th ỏi Giữa cực ngăn ebonit Chùm c ực d ương chùm cực âm hàn nối chùm cực acquy axit đ ể đ ưa vấu cực cho acquy Các chùm cực đặt bình điện phân ngăn cách với vỏ bình lớp nhựa vinhiplat Loại acquy dùng cực dạng thỏi thỏi m ột hộp làm thép bề mặt có khoan nhiều lỗ: f = 0.2 ¸ 0.3mm dung dịch thấm qua Nếu acquy sắt – niken hộp cực âm chứa sắt đặc bi ệt khiết, cực dương hỗn hợp 75%NiO.OH 25% bột than hoạt tính Loại acquy kiềm dùng cực khơng phân thỏi, c ực đ ược ch ế t ạo theo kiểu khung xương, đem chất tác dụng có cấu trúc xốp m ịn đ ể ép vào lỗ nhỏ cực 1.3.2.Quá trình hóa học ácquy kiềm Giống acquy axit, q trình hóa acquy kiềm q trình thuận nghịch Nếu cực acquy kiềm sắt niken phản ứng hóa h ọc xẩy acquy sau: Trên cực dương: Ni(OH)2 + KOH + OH- = Ni(OH)3 + KOH Trên cực âm: (1.4) Fe(OH)2 + KOH = Fe + KOH + 2OH (1.5) Như trình nạp điện, sắt hidroxit cực âm bị phân tích thành sắt nguyên tố anion OH - Còn cực dương, Ni(OH) chuyển hóathành Ni(OH )3 Chất điện phân KOH xem khơng tham gia vào phản ứng hóa học mà đóng vai trò chất dẫn điện, sức điện động acquy không phụ thuộc vào nồng độ chất điện phân Sức điện động acquy xác định dựa trạng thái chất tác dụng cực Thông thường acquy kiềm nạp điện hoàn toàn sức điện động đ ạt khoảng 1,7 đến 1,85V Khi acquy phóng điện hồn toàn sức điện động acquy 1,2 đến 1,4V Như điện phóng điện acquy kiềm thấp h ơn acquy axit Nếu acquy axit điện phóng điện bình qn 2V acquy kiềm 1,2V Hiện nhà thiết kế, chế tạo chưa dừng lại kết đạt được, người ta chế tạo acquy kiềm nhỏ nhẹ, có thơng số kĩ thuật acquy axit 1.4.Sự khác ácquy axít ácquy kiềm Cả hai loại acquy có đặc điểm chung tính chất t ải thuộc loại dung kháng sức phản điện động Nhưng chúng có số đặc điểm khác biệt sau : Acquy axit - Khả tải không cao, Acquy kiềm - Khả tải lớn dòng dòng nạp lớn đạt điện nạp lớn tải Inmax = 20%C10 đạt tới: Inmax = 50%C10 -Hiện tượng phóng lớn, - Hiện tượng phóng nhỏ acquy nhanh hết điện -Sử dụng nơi có u cầu khơng sử dụng cơng suất lớn tải thường - Sử dụng rộng rãi đời sống, công nghiệp đặc biệt xuyên, sử dụng với nơi có nhiệt độ cao va đập lớn thiết bị công suất lớn công suất tải vừa -Dùng phổ biến công phải nghiệp hàng không, hàng hải - Dùng ôtô, xe máy nơi nhiệt độ môi trường động máy nổ công suất vừa thấp nhỏ -Giá thành cao - Giá thành thấp 1.5.Các thông số ácquy 1.5.1.Sức điện động ácquy Sức điện động acquy kiềm acquy axit phụ thuộc vào nồng độ dung dịch điện phân Người ta thường sử dụng công thức: Eo = 0,85 + ρ ( V ) (1.6) Trong đó: Eo - sức điện động tĩnh acquy ( V ) ρ - nồng độ dung dịch điện phân 15 °C ( g/cm3 ) Trong q trình phóng điện sức điện động Ep acquy đ ược tính theo cơng thức: Ep = Up + Ip.rb (1.7) Trong : Ep - sức điện động acquy phóng điện ( V ) Ip - dòng điện phóng ( A ) Up - điện áp đo cực acquy phóng điện (V) rb - điện trở acquy phóng điện ( Ω ) Trong q trình nạp điện sức điện động En acquy đ ược tính theo công thức: En = Un - In.rb (1.8) Trong : En - sức điện động acquy nạp điện ( V ) In - dòng điện nạp ( A ) Un - điện áp đo cực acquy nạp ện ( V ) rb - điện trở acquy nạp điện ( Ω ) 1.5.2.Dung lượng ácquy -Dung lượng phóng acquy đại lượng đánh giá kh ả cung c ấp lượng điện acquy cho phụ tải, tính theo cơng th ức : Cp = Ip.tp Trong : Cp - dung dịch thu q trình phóng ( Ah ) Ip - dòng điện phóng thời gian phóng điện ( A ) - thời gian phóng điện ( h ) -Dung lượng nạp acquy đại lượng đánh giá kh ả tích tr ữ lượng acquy tính theo cơng thức : Cn = In.tn Trong : Cn - dung dịch thu trình nạp ( Ah ) In - dòng điện nạp ổn định thời gian nạp tn ( A ) tn - thời gian nạp điện ( h ) 1.6.Đặc tính phóng nạp ácquy 1.6.1.Đặc tính phóng ácquy Đặc tính phóng acquy đồ thị biểu diễn quan hệ phụ thuộc s ức điện động, điện áp acquy nồng độ dung dịch điện phân theo th ời gian phóng dòng điện phóng khơng thay đổi Hình 1.1: Đặc tính phóng acquy Từ đặc tính phóng acquy hình vẽ ta có nhận xét sau: Trong khoảng thời gian phóng từ = đến = tgh, sức điện động điện áp, nồng độ dung dịch điện phân giảm dần, nhiên kho ảng thời gian độ dốc đồ thị không lớn, ta gọi giai đo ạn phóng ổn định hay thời gian phóng điện cho phép tương ứng với m ỗi chế đ ộ phóng điện acquy ( dòng điện phóng ) Từ thời gian tgh trở độ dốc đồ thị thay đổi đột ngột Nếu ta tiếp tục cho acquy phóng điện sau tgh s ức điện đ ộng , điện áp acquy giảm nhanh Mặt khác tinh thể sun phát chì (PbSO4) tạo thành phản ứng có dạng thơ rắn khó hồ tan ( biến đổi hố học) q trình nạp điện trở lại cho acquy sau Thời điểm tgh gọi giới hạn phóng điện cho phép acquy, giá trị Ep, Up, ρ tgh gọi giá trị giới hạn phóng điện acquy Acquy khơng phóng điện dung lượng khoảng 80% 10 Sau ngắt mạch phóng khoảng thời gian nào, giá tr ị s ức ện động, điện áp acquy, nồng độ dung dịch điện phân lại tăng lên, ta gọi thời gian hồi phục hay khoảng nghỉ acquy Thời gian hồi ph ục phụ thuộc vào chế độ phóng điện acquy (dòng điện phóng th ời gian phóng ) 1.6.2.Đặc tính nạp ácquy Đặc tính nạp acquy đồ thị biểu diễn quan hệ phụ thuộc gi ữa s ức điện động , điện áp nồng độ dung dịch điện phân theo th ời gian n ạp trị số dòng điện nạp khơng thay đổi Từ đồ thị đặc tính nạp ta có nhận xét sau : Trong khoảng thời gian từ tn = đến tn = tgh sức điện động, điện áp, nồng độ dung dịch điện phân tăng dần Tới thời điểm ts bề mặt cực âm xuất bọt khí (còn g ọi 38 3.3.5.Khối phản hồi điện áp Hình 3.11: Khối phản hồi điện áp Tín hiệu phản hồi điện áp lấy điện trở phản hồi Rf Khuếch đại thuật tốn OA8 đóng vai trò khâu lặp tín hiệu, với hệ số K = Mạch phản hồi điện áp làm nhiệm vụ ổn định điện áp dung l ượng acquy đạt tới 80% định mức Biến trở VR2 biến trở lấy điện áp chủ đạo, Ucd nạp lớn ngăn acquy đạt tới 2,7V UdkU = U7 = UphU - Ucd Ucd : Điện áp chủ đạo lấy biến trở VR2 UphU : Điện áp đầu khuếch đại thuật toán OA8 Khi điện áp nạp tăng lên lớn giá trị điện áp đặt cho m ỗi ngăn acqu y đơn 2,7V làm cho Uf tăng, UfhU tăng, làm cho UdkU tăng lên Điên áp điều khiển tăng làm cho góc mở α tăng, điện áp acquy giảm xuống giá trị đặt 3.3.6.Khối chuyển mạch nạp 39 Hình 3.12: Khối chuyển mạch nạp Khi dung lượng acquy đạt tới 80% giá trị định mức mạch tự động chuyển từ chế độ nạp dòng điện sang chế độ n ạp điện áp Biến trở VR3 biến trở đặt giá trị chủ đạo, tương ứng với điện áp ngăn acquy 2,4V Khi điện áp cho ngăn acquy 2,4V, điện áp U6 nhỏ điện áp chủ đạo lấy biến trở VR3, điện áp đầu khuếch đại thuật tốn OA10 (U8) âm Tín hiệu khóa chế độ nạp áp cho chế độ nạp dòng hoạt động Khi ện áp ngăn acquy đạt tới giá trị 2,7V , điện áp U6 lớn h ơn điện áp l bi ến trở VR3, điện áp đầu khuếch đại thuật toán OA10 chuy ển trạng thái (0→1) Tín hiệu làm mở chế độ nạp điện áp đồng thời qua phần tử đảo khóa chế độ nạp dòng điện 3.3.7.Khối tạo xung chùm Hình 3.13: Khối tạo xung chùm Bộ OA11 đa hài dao động tạo xung vng có tần s ố cao l ặp lặp lại theo chu kỳ, với mục đích làm giảm kích thước máy biến áp xung Tụ điện C2 biến trở VR tạo thành mạch tích phân Mạch R28 R29 40 mạch phản hồi Nguyên lý làm việc mạch sau: giả sử th ời điểm điện áp điện áp khuếch đại thuật toán đạt giá trị cực đại Ur ≈ +E thông qua mạch phản hồi R28, R29 đầu vào “+” khuếch đại thuật tốn có tín hiệu phản hồi +Uo = R28 trì khuếch đại thuật tốn nằm chế độ bão hòa dương Lúc tụ C2 nạp thông qua điện trở R2 Khi t=tt , điện áp UC đạt giá trị U0 , khuếch đại thuật toán lật trạng thái Ur=Urmax ≈ -E Điện áp tụ C2 thay đổi giá trị đột ngột lúc tụ C2 lại phóng điện qua R1 Ở thời điểm t = t2, Uc = - Uo, khuyếch đại thuật toán lật trạng thái Ur = Urmax ≈ +E sau q trình lặp lại Thời gian nạp tụ C2 là: Tnap = 1,1C2R2 Thời gian phóng tụ là: Tphong = 1,1C2R1 Nếu chọn thời gian phóng thời gian nạp R1=R2 = VR/2 Mạch tạo chùm xung có tần số f= 1/2fx = ( kHz) hay chu kỳ c xung chùm: T= 1/f = Tnap+Tphong = 333 (ms) Chọn R1= R2 = VR/2 T= 1,1 VR.C2 = 333 (ms) Vậy : VR C2 = 302,73 (μs) Chọn tụ C2 = 0,1μF có điện áp U = 16 (V) ; VR= 3027,3 (Ω) Để thuận tiện cho việc điều chỉnh lắp mạch ta chọn VR biến trở KΩ 3.3.8 Khối khuyếch đại xung biến áp xung 41 Hình 3.14: Khối khuyếch đại xung biến áp xung Tính BAX: Theo phần tính tốn mạch lực ta chọn van Tiristor loại 25RIA102M Van có thơng số: Ug = V, Ig = 0,9A Giá trị giá trị dòng áp thứ cấp máy biến áp Chọn vật liệu sắt từ, lõi sắt từ có dạng hình chữ I làm phần tử đặc tính từ hố ΔB = 0,7 Tesla, ΔH = 50 A/m, có khe h + Chọn tỷ số máy biến áp: m = + Điện áp cuộn thứ cấp: BAXU2 = Uđk = 3V + Điện áp đặt lên cuộn sơ cấp BAX : U1 = m.U2 = 3.3 = 9V + Dòng điện thứ cấp BAX: = Iđk = 0,9 A + Dòng điện sơ cấp BAX: I1 = = = 0.3 + Độ từ thẩm lõi sắt từ: I2 42 + Vì mạch có khe hở nên phải tính từ thẩm trung bình S ch ọn: chiều dài trung bình đường sức l = 0,1mm, khe hở lkh=m + Thể tích lõi sắt từ: Trong đó:- μtb : độ từ thẩm trung bình lõi sắt - μ0 : độ từ thẩm khơng khí - tx : chiều dài xung truyền qua BAX có gtrị từ 10 600μs,tx=100μs - Sx : độ sụt biên độ xung lấy Sx = 0,15 Thay số vào ta : - Chọn mạch từ tính V = 1,4 cm3 với th ể tích ta có kích thước mạch từ: a = 4,5 mm, b = mm, d = 12 mm, D = 21 mm, Q = 0,27 cm2 Chiều dài trung bình mạch từ : l = 5,2 cm Số vòng quấn dây sơ cấp BAX: - Theo luật cảm ứng điện từ : - Số vòng dây thứ cấp: 43 - Tiết diện dây quấn thứ cấp: - Chọn mật độ dòng điện J1 = 6A/mm2 - Đường kính dây quấn sơ cấp: Chọn dây dẫn có tiết diện tròn ( Bảng II.3 - ĐTCS - Nguy ễn Bính) Tiết diện S1=0,04909(mm ), đường kính d1 = 0,25(mm), trọng l ượng 0,439gam/m - Tiết diện dây quấn thứ cấp: Chọn mật độ dòng điện J2 = A/mm2 - Đường kính dây quấn thứ cấp: Chọn dây dẫn có tiết diện tròn ( Bảng II.3 - ĐTCS – Nguyễn Bính) Ti ết diện S2= 0,1886 (mm ), đường kính d2 =0,49(mm), trọng l ượng 1,68gam/m, trở suất 0,0914 ohm/m - Kiểm tra hệ số lấp đầy: 44 klđ =0,06 < 1: cửa sổ đủ diện tích cần thiết Tính tốn khâu KĐ cuối cùng: T1, T2: chọn transistor công suất loại 2SC911 làm việc chế độ xung có thơng số: + Transistor loại npn, vật liệu bán dẫn Si + Điện áp Colecto bazơ hở mạch Emito : UCB0=40V + Điện áp Emito Bazơ hở mạch Colecto : UEB0 = 4V + Dòng điện lớn Colecto chịu đựng : ICmax = 500 mA + Công suất tiêu tán Colecto : PC = 1,7 W + Nhiệt độ lớn mặt tiếp giáp T1 =175ᵒ C + Hệ số khuyếch đại b = 50 + Dòng điện làm việc colecto IC=I1=50 mA +Dòng điện làm việc Bazo IB = 1(mA) Ta thấy loại thyristor chọn có : + điện áp điều khiển Uđk=3V + dòng điều khiển Iđk= 0.9A Ta có: Ic = I1 = 0.3 A Trong : k: Là hệ số dự trữ, chọn k=1,2 Uv : Là điện áp 7415 chọn 5V Vậy để thuận tiện cho việc mua linh kiện ta chon R31 R33 700Ω 45 Tất điôt mạch điều khiển dùng loại 1N4009 có tham số: - Dòng điện định mức : Iđm = 10 (mA) - Điện áp ngược lớn : Ung = 25 (V) - Điện áp Diot mở thông : Um =1(V) 3.4.Mạch điều khiển 46 Hình: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 3.4.1.Dạng điện áp 47 Hình 3.15: Dạng điện áp mạch điều khiển 3.4.2.Nguyên lý hoạt động sơ đồ Tín hiệu xoay chiều chỉnh lưu diơt D11, D12, đ ược so sánh với điện áp U0 để tạo tín hiệu đồng U2 trùng v ới th ời ểm ện áp lưới qua điểm Tín hiệu đồng mở khố điện t bóng thường Q1 để giảm điện áp tụ 0, tụ C1 n ạp điện theo công thức UC = 48 E.t/R7 đầu khuyếch đại thuật toán OA2 có tín hiệu cưa Sau tín hiệu so sánh với tín hiệu điều khiển nhờ so sánh khuyếch đại thuật toán OA3 Bộ OA11 đa hài dao động xung có tần số cao U9 v ới mục đích giảm kích thước máy biến áp xung Tín hiệu cao tần tr ộn lẫn v ới tín hiệu điều khiển U12 tín hiệu phân phối U10, U11 thành tín hiệu U14, U13 Những tín hiệu khuyếch đại thơng qua máy bi ến áp xung đưa trực tiếp cực điều khiển Tiristo 3.5.Khối nguồn nuôi mạch điều khiển Biến áp nguồn nuôi biến áp đồng pha dùng chung cuộn sơ cấp Do ta sử dụng máy biến áp với cuộn sơ cấp nhiều cuộn th ứ cấp, cuộn thực chức riêng Cuộn 0V-12V-24V s dụng làm cuộn đồng pha với tín hiệu nguồn, cuộn 0V-18V-36V sử dụng làm nguồn nuôi mạch điều khiển - Các linh kiện sử dụng mạch: + Chỉnh lưu cầu 5A + Tụ lọc nguồn trước sau ổn áp C1 = C2 = C3 = C4 =220µF/50V + Vi mạch ổn áp 78L12, 79L12 loại vi mạch ổn áp có cơng suất nh ỏ 49 Dòng điện tải khơng vượt q 100mA Chúng bao gói d ưới dạng: vỏ sắt lý hiệu chữ H, vỏ chất dẻo ký hiệu ch ữ Z * Tính tốn máy biến áp nguồn: - Khối nguồn ±12 cấp cho khuyếch đại thuật tốn, I1 = 500mA => Cơng suất nguồn nuôi là: P1 =U1.I1 = 36.0,5 = 18W - Khối nguồn đồng pha 0V – 12V – 24V, I2 = 500mA => Công suất nguồn đồng pha là: 50 P2 =U2.I2 = 24.0,5 = 12W - Công suất máy biến áp là: P = P1 + P2 =18 +12 = 30W - Dòng điện sơ cấp máy biến áp là: - Tiết diện lõi thép mạch từ: Ta chọn lõi thép có tiết diện S = 0,92cm2, làm thép kỹ thu ật ện dày 0,2mm, gồm thép hình chữ E chữ I ghép lại với nhau: Theo công thức kinh nghiêm tính số vòng/vơn: n0 = k/S (với k = 40÷60 hệ số máy biến áp, lấy k = 50) - Số vòng dây cuộn sơ cấp là: W1 = n0.U1 = 54.220 = 11880 vòng - Số vòng dây cuộn thứ cấp là: Cuộn 12V: W21 = W22 = n0.U = 54.12 = 648 vòng Cuộn 18V: W23 = W24 = n0.U = 54.18 = 972 vòng - Dòng điện cuộn thứ cấp: - Tiết diện dây quấn: + Cuộn sơ cấp: 51 + Cuộn 12V: + Cuộn 18V: - Đường kính dây là: + Cuộn sơ cấp: + Cuộn 12V: + Cuộn 18V: - Tra sổ tay “Thơng số dây dẫn tiết diện tròn” (sách “Điện tử công suất” – NXB Khoa học kỹ thuật – 1996, Nguyễn Bính), ta chọn dây: + Dây sơ cấp: d1 = 0,59mm, S1 = 0,2734mm2, R=0,21 Ω/m + Dây sơ cấp: d21 = d22 = 0,8mm, S1 = 0,5027mm2, R= 0,0342 Ω/m + Dây sơ cấp: d23 = d24 = 0,67mm, S1 = 0,3526mm2, R=0,0488 Ω/m Tóm tắt thơng số mạch điều khiển: Tụ: C3 , C4 = 0,1µF C1 , C2 = 0,22µF 52 Điện trở: Các điện trở mạch điều khiển cho phù hợp v ới dòng vào c IC, thơng số khó tra nên ta th ường chọn R =10÷50kΩ Riêng : R1 , R2 = 50Ω R7 = 50kΩ R4 = 4,7kΩ, R5 = 33kΩ Chọn biến trở VR1 ÷ VR4 = 2kΩ, VR5 = 3kΩ , Rs =Rf=Rf1=3kΩ Transitor loại: 2SC911 Điốt: D11 ,D12 chọn loại 1N4004 Các điơt lại chọn loại 1N4009 ... - sức điện động acquy nạp điện ( V ) In - dòng điện nạp ( A ) Un - điện áp đo cực acquy nạp ện ( V ) rb - điện trở acquy nạp điện ( Ω ) 1.5.2.Dung lượng ácquy -Dung lượng phóng acquy đại lượng... lượng cần thiết để nạp no acquy Sau ngắt mạch nạp, điện áp, sức điện động acquy, n ồng độ dung dịch điện phân giảm xuống ổn định Thời gian gọi khoảng nghỉ acquy sau nạp Trị số dòng điện nạp ảnh... 10 acquy đầy 1.7.Các phương pháp nạp ácquy tự động 1.7.1.Phương pháp nạp dòng điện 12 Hình: Phương pháp nạp dòng điện Đây phương pháp nạp cho phép chọn dòng nạp thích h ợp v ới m ỗi loại acquy,