BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Môn : Điện Tử Công Suất

Mạch Cầu H là một mạch công suất có tác dụng đảo chiều dòng điện qua động cơ và giúp mạch điều khiển có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ.  Nhưng tại sao lại gọi là mạch cầu H, đơn giản là vì mạch này có hình chữ cái H, đây là 1 hình minh hoạ.Mạch Cầu H là một mạch công suất có tác dụng đảo chiều dòng điện qua động cơ và giúp mạch điều khiển có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ.  Nhưng tại sao lại gọi là mạch cầu H, đơn giản là vì mạch này có hình chữ cái H, đây là 1 hình minh hoạ.Mạch Cầu H là một mạch công suất có tác dụng đảo chiều dòng điện qua động cơ và giúp mạch điều khiển có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ.  Nhưng tại sao lại gọi là mạch cầu H, đơn giản là vì mạch này có hình chữ cái H, đây là 1 hình minh hoạ.

[Type the document title] BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Môn : Điện Tử Công Suất GVHD: Huỳnh Văn Kiểm Lớp: DD09KSTD Thành viên nhóm:    1|Page Nguyễn Văn Phú 40901978 Phạm Hoàng Hải Quân 40902144 Đỗ Hiếu Tâm 40902335 [Type the document title] MỤC LỤC PHẦN 1: Giới Thiệu .Trang PHẦN 2: Các Khối Trong Mạch Và Chức Năng .Trang PHẦN 3: Kết Quả Đáp Ứng Của Hệ Thống Trang PHẦN 4: Các Chú Ý Khi Thiết Kế Mạch Trang 14 2|Page [Type the document title] PHẦN 1: Giới Thiệu Mạch Cầu H mạch cơng suất có tác dụng đảo chiều dòng điện qua động giúp mạch điều khiển điều chỉnh tốc độ động Nhưng lại gọi mạch cầu H, đơn giản mạch có hình chữ H, hình minh hoạ Hình Mạch Cầu H Các khố L1, L2, R1, R2 dung Role, BJT công suất, ta dùng MosFet Cụ thể dùng Mosfet kênh N - IRF540, Mosfet loại chịu dòng cao ( lên đến 30A danh nghĩa ), điện áp chịu đựng cao tần số đóng ngắt cao 3|Page [Type the document title] PHẦN 2: CÁC KHỐI TRONG MẠCH VÀ CHỨC NĂNG Khối Cách Ly: Tại lại cần tới mạch cách ly Mạch cầu H phần công suất,giữa phần điều khiển phần công suất người ta dùng opto để cách ly,giữa hai phần lúc liên lạc với ánh sáng,tại phải dùng opto điều khiển động phải liên tục thay đổi tốc độ, đảo chiều động cơ,hãm động cơ,khi cuộn dây động sinh suất điện động xung dirac,các xung có biên độ lớn,các xung đánh lên mạch điều khiển theo đường nguồn hay max,kết vi điều khiển hay bị treo,hoặc mãi Vì lý mạch dùng tới Opto cách ly mạch dùng tới xung PWM nên ta dùng Opto Dual Channel ( hình 2) Hình 2: Cấu tạo bên Opto HCPL 2631 Cấu tạo gồm led transitor quang Khi có tín hiệu mức cấp vào opto làm led phát quang => transistor dẫn đưa mức output Khi có xung từ cơng suất dội tới transistor opto không qua được, không làm ảnh hưởng tới vi điều khiển Mạch cụ thể ( hình 3) 4|Page [Type the document title] Hình 3: Mạch cách ly Vì ngỏ Opto dạng cực thu để hở nên ta phải dùng thêm điện trở R14 R15 làm điện trở kéo lên Kết hợp mạch (hình 3) cấu tạo bên Opto (Hình 2) ta thấy Q3 Q4 kích đẫn ngỏ vào Opto led Opto khơng kích => Ouput Vậy tín hiệu đưa vào mạch tín hiệu ngỏ khơng bị đảo Khối tạo Dead Time làm phẳng xung tín hiệu ( trigger ) Khi kích Mosfet cần ý thời gian chuyển từ on -> off dài chuyển trạng thái từ off - > on ta không để ý kích xuất hiện tượng trùng dẫn ( tức dẫn chưa tắt mà kích làm ngắn mạch gây xuất dòng lớn gây hư hỏng linh kiện) Chi tiết ta xem hình 4, hình Hình Thời gian chuyển trạng thái 5|Page [Type the document title] Hình 5: Dạng Xung Khi Đóng Ngắt MosFet Để tránh trường hợp ta phải thêm vào mạch khối tạo Dead Time ( hiểu đơn giản làm tăng thời gian chuyển từ off -> on Mosfet) Hình 6: Mạch tạo Dead Time Trigger 6|Page [Type the document title] Trong mạch ta dùng Diode xung để nạp tụ nhanh cụ thể đầu + diode 5v dòng qua diode để nạp cho tụ ( ko qua điện trở) đầu + diode 0v tụ xả qua trở tạo thời gian trể Thời gian trể ta nên tính tốn để khơng q lớn làm ảnh hưởng tới tần số đáp ứng mạch Đồng thời mạch ta dùng 74HC14 cổng not có phần smith trigger để làm vng tín hiệu ( tín hiệu sau phần đưa vào phần mạch cầu H) Mạch cầu H mạch kích Mạch cầu H thiết kế dùng Mosfet kênh N để chịu dòng áp cao ( cao dùng kênh N kênh P), phần kích cho Mosfet phía phức tạp phải dùng kỹ thuật boottrap để kích cho phía Hình Mạch Cầu H mạch kích Boottrap lại phải dùng tới chúng? Muốn kích Mosfet Vgs >0 ( thực tế phải kích lên tới 12v-15v đáp ứng nhanh được) Đối với Q2 Q4 việc kích chúng q đơn giản chân S chúng nối xuống GND, áp chân S chúng khơng ổn định Ví dụ với Q1, Q2 đẫn Vs1=0 Q1 dẫn Q2 tắt Vs1=24v muốn kích ta phải có nguồn độc lập kích cho chân G chân S nguồn rườm rà phức tạp Kỹ thuật boottrap giúp cho sữ dụng nguồn để kích cho Mosfet Trên mạch tụ C1 C9 tụ boottrap làm nhiệm vụ nguồn kích cho Mosfet Q1 Q3, Q2 (Q4) dẫn tụ C1 (C9) nạp Q2 ( Q4) tắt tụ nối vào chân S chân G Mosfet làm nguồn kích Và mạch ta kết hợp thêm IC chun kích Fet IR2110 Mạch thích hợp với điện áp cao, mạch điều chế công suất, mạch băm xung 7|Page [Type the document title] Ưu điểm dùng IR2110 là: - Trể sườn xung thấp nên điều chế cơng suất với tần số cao cỡ vài trăm KHz - Công suất tiêu thụ nhỏ - Kích dòng lớn (1A) Nhược điểm :  Khơng có cách ly  Khơng điều chế 100% phải có khoảng thời gian kích Q2 (Q4) để nạp tụ boottrap Khi sữ dụng ta cần xung PWM, xung lại cho Ví dụ dùng PWMA cho PWMB =0% Q3 ln tắt Q4 ln dẫn ta cần điều chế xung kích Q1 Q2 được, ý Q4 nóng phải chịu dòng liên tục Muốn đảo chiều động tắt xung PWMA kích PWMB Khi kích Fet ta cần ý thời gian độ Fet cần dòng kích lớn để giảm thời gian độ Vì ta thêm điện trở Rg (10 ohm) để kéo dòng kích lên, có thêm diode xả để giúp tụ Cgs xả nhanh Fet ngắt Các Diode D5 D11 diode tránh tụ boottrap xả ngược lên nguồn chúng phải có đáp ứng kịp thời với xung kích ( ý tới Reverse Recovery Time chúng) chúng tơi dùng diode xung FR107 chịu dòng 1A thời gian phục hồi tối đa 500ns 8|Page [Type the document title] PHẦN 3: KẾT QUẢ ĐÁP ỨNG CỦA HỆ THỐNG Trong phần đưa kết mà chúng tơi đo đạc mạch mà chúng tơi thiết kế Tín hiệu vào 5Khz duty cycle 90% (Hình 8) Hình Tín hiệu vào chưa qua trigger Có thể thấy tín hiệu vào chưa trigger nên xung gai 9|Page [Type the document title] Còn tín hiệu inverter tín hiệu qua trigger, thấy xung gai giảm bớt Hình Tín hiệu đảo qua trigger 10 | P a g e [Type the document title] Dạng điện áp Động Cơ ( Hình 10) Hình 10 Dạng áp động Chúng ta thấy có xuất gai điện áp động động chuyển trạng thái on-off bé, bỏ qua 11 | P a g e [Type the document title] Tiếp theo tín hiệu 200Hz duty cycle 50% qua trigger (hình 11) Hình 11 Tín hiệu 200Hz qua trigger 12 | P a g e [Type the document title] Dạng điện áp ngỏ động Hình 12 Dạng áp ngỏ 200Hz duty cycle 50% Đáp ứng tốt 13 | P a g e [Type the document title] PHẦN 4: CÁC CHÚ Ý KHI LÀM MẠCH NÀY  Khi chọn Fet nên ý tới thông số Ids, Vds Rds Rds lớn gây sụt áp công suất, làm Fet nóng Nếu Rds nhỏ dạng xung đo đầu động không thay đổi nhiều so với dạng xung đưa vào  Trong phần tạo DeadTime bình thường tạo trể 1us tốt Fet rõ nguồn gốc nên tạo 5us tốt  Kỹ thuật boottrap có nhược điểm khơng thể kích 100% phải đẫn Q2 (Q4) để nạp cho tụ boot C1(C9)  Các tụ kí sinh Cgs Cgd xuất tầng số cao gây ảnh hưởng đến dạng tín hiệu: làm tín hiệu bị trễ khơng vng phải thời gian nạp cho tụ 14 | P a g e ... với điện áp cao, mạch điều chế công suất, mạch băm xung 7|Page [Type the document title] Ưu điểm dùng IR2110 l : - Trể sườn xung thấp nên điều chế công suất với tần số cao cỡ vài trăm KHz - Công. .. [Type the document title] PHẦN 2: CÁC KHỐI TRONG MẠCH VÀ CHỨC NĂNG Khối Cách Ly: Tại lại cần tới mạch cách ly Mạch cầu H phần công suất, giữa phần điều khiển phần công suất người ta dùng opto để cách... document title] MỤC LỤC PHẦN 1: Giới Thiệu .Trang PHẦN 2: Các Khối Trong Mạch Và Chức Năng .Trang PHẦN 3: Kết Quả Đáp Ứng Của Hệ Thống Trang PHẦN 4: Các Chú Ý Khi Thiết