Đề tài mô phỏng sơ đồ mạch cầu h dùng IC điều khiển cầu IR2184

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HĨA XÍ NGHIỆP MỎ - DẦU KHÍ BÀI TẬP LỚN ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT Đề tài: Mơ sơ đồ: Mạch cầu H dùng IC điều khiển cầu IR2184 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN PGS.TS KHỔNG CAO PHONG NGUYỄN VIẾT MẠNH NGUYỄN ĐỨC LAM NGUYỄN VĂN SANG TRẦN NGỌC CƯƠNG TRỊNH CAO MINH MẠNH HÀ HÒA AN I Mạch Băm xung áp chiều: Sơ đồ nguyên lý: - Các phần tử sơ đồ: + IC điều khiển cầu IR2184 + Diode (D5,D6,D7,D8,D9,D10) + tụ điện (C1,C2,C3,C4,C5,C6) + 10 điện trở (R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10) + xung H_A, H_B + nguồn 24VDC + máy sóng OSILLOSCOPE Hoạt động: U1 VCC IN SD COM VB HO VS LO IR2184 IN - Tín hiệu vào cao thấp để điều khiển ngõ SD – Tín hiệu làm cho tắt máy COM – Chân chung mức thấp LO – Điều khiển ngõ mức thấp HO – Điều khiển ngõ mức cao VB – Tải nhận mức cao VS – Tải nhận mức cao ngược lại Vcc – Nguồn cấp cho IC - Nguyên lý hoạt động IC IR2184: + Nếu tín hiệu SD mức logic hai tín hiệu LO HO phụ thuộc hoàn toàn vào trạng thái xung băm, xung trạng thái HO mức cịn LO mức 0, ngược lại, xung mức HO mức LO mức Nói cách khác SD mức HO lặp lại trạng thái xung băm cịn LO ngược lại trạng thái xung băm + Ngược lại, tín hiệu SD mức logic tín hiệu LO HO mức logic mà không phụ thuộc vào trạng thái xung băm Tín hiệu thường dùng để khóa MOSFET cần thiết - Để đảm bảo an toàn cho MOSFET tránh tượng trùng dẫn hay gọi tượng ngắn mạch dẫn tới hư hỏng MOSFET IC thiết kế cách đặc biệt với thời gian trễ trước xuất tín hiệu Cụ thể thể Biểu đồ trạng thái hai tín hiệu - Nhìn vào biểu đồ ta thấy tín hiệu vào SD mức logic tín hiệu băm xung thay đổi trạng thái tín hiệu khơng thay đổi mà có trễ thời gian để đảm bảo an tồn Cụ thể xét sơ đồ kết nối điển hình ta có: - Khi tín hiệu IN mức tín hiệu LO mức tức Mosfet phía dẫn, cịn tín hiệu HO mức tức Mosfet phía khóa Nếu Mosfet phía chưa khóa mà Mosfet phía dẫn khiến cho nguồn khép kín trực tiếp từ VCC qua Mosfet tới GND, tức bị ngắn mạch nguồn qua Mosfet, điều làm cho Mosfet bị hỏng Để tránh tượng này, tín hiệu IN chuyển từ mức lên mức 1, thay tín hiệu HO chuyển lên mức tín hiệu LO chuyển xuống mức tín hiệu LO chuyển xuống mức trước tín hiệu HO chuyển lên mức logic Khi mà LO chuyển hoàn toàn xuống mức (tức Mosfet phía bị khóa hồn tồn) tín hiệu chân HO bắt đầu chuyển lên mức (tức Mosfet phía dẫn) - Tương tự vậy, tín hiệu IN chuyển từ mức xuống mức tín hiệu HO chuyển từ xuống trước, sau tín hiệu HO chuyển hồn tồn xuống mức tín hiệu LO bắt đầu chuyển từ mức lên mức 3 Mơ phỏng: - Dạng sóng: - Nhận xét: Kết mô nhận với lý thuyết trình bày II Mạch cầu H sử dụng transistor: Sơ đồ nguyên lý : Để đảo chiều dịng áp tải (ví dụ : ứng dụng hệ truyền động có đảo chiều dùng động điện chiều kích từ đọc lập), không sử dụng thiết bị chuyển đổi cách đấu nối đầu BBD với tải, bắt buộc phải sử dụng BBD có đảo chiều Sơ đồ nguyên lý mạch lực BBD chiều – chiều có đảo chiều dùng transistor có hai dạng H T B1 A B2 B C D Q3 B1 BAT1 220V Q1 NPN D3 DIODE TD=0 TR=1u TF=1u PW=10m V1=0 V2=1 PER=0.02 TD=10m TR=1u TF=1u PW=10m PER=0.02 V1=0 V2=1 DIODE NPN C1 D2(K) +88.8 Volts L1 100nF R1 100mH Q2 NPN 50 +88.8 TD=10m TR=1u TF=1u PW=10m PER=0.02 V1=0 V2=1 Q2(B) Q3(B) B2 D1 D2 DIODE Q4 AC Volts Q1(B) Q4(B) D4 DIODE NPN -Các phần tử sơ đồ nguyên lý : + Diode ngược (D1,D2,D3,D4) + Tranzitor loại NPN (Q1,Q2,Q3,Q4) + xung điều khiển (B1,B2,B3,B4) + nguồn DC 220V + tải (R1-L1-C1) ( động ) + Vơn kế +1 máy sóng OSIILOSCOPE TD=0 TR=1u TF=1u PW=10m V1=0 V2=1 PER=0.02 Hoạt động: - Tranzitor chia thành nhóm: + (V1,V2) làm việc đồng thời + (V3,V4) làm việc đồng thời - Lân cận trước thời điểm t=T1: (V1,V2) mở dẫn dịng khép kín từ dương nguồn U đến V1 qua tải đến V2 khép kín âm nguồn U - t=T1: (V1,V2) khóa, (V3,V4) nhận tín hiệu điều khiển mở chúng chưa mở, lúc điện cảm L giải phóng lượng tích lũy trì dịng tải theo chiều dương thời điểm t=t2 < T, dòng tải giai đoạn từ âm nguồn U đến D4, qua tải đến D3 khép kín dương nguồn U - t=t2 < T: Do lượng tích lũy L nhỏ nên lượng tong L giải phóng hết, dịng tải giảm dần Mặt khác ,tải có s.đ.đ E nên dịng tải đổi chiều khép kín qua (V3,V4) theo đường từ dương nguồn U đến V3 qua tải đến V4 khép kín âm nguồn U Dịng tải lúc âm có giá trị tăng dần - t=T: (V1,V2) nhận tín hiệu mở chưa mở cịn (V3,V4) nhận tín hiệu khóa khóa lại, lượng tích lũy L giai đoạn (V3,V4) làm việc giải phóng tiếp tục trì dịng tải âm đến thời điểm t=t3 Trong khoảng thời gian ,dịng tải khép kín mạch từ âm nguồn U đến D2 qua tải đến D1 khép kín mạch dương nguồn U -t=t3: Năng lượng tích lũy L giải phóng hết , (V1,V2) mở dịng tải đổi chiều khép kín mạch từ dương nguồn U đến V1 qua tải đến V2 khép kín âm nguồn U Biểu thức tinh toán: -Theo sơ đồ ta có : +Dịng hai cặp (V1,V2)(V3,V4) ngược chiều +Điện áp biến thiên U -U +Giá trị điện áp trung bình: UdTB=¿ – 1)Ud =γUd : γ = T1 –1 T Kết mô phỏng: - Điện áp tải: Ut=0.45V - Dòng điện tải: It=0.000110466A - Điện áp Van: Uv=0.0179281V - Tín hiệu điều khiển: B1,B2 ngược pha - Nhận xét: Tín hiệu đo đầu tải bị nhiễu Sản phẩm mô phỏng: Mạch in mô phỏng: NhomBTL:02 Lớp DCCDTD62B TT Họ tên Trịnh Cao Minh Mạnh Nguyễn Viết Mạnh Nguyễn Đức Lam Trần Ngọc Cương Nguyễn Văn Sang Hà Hịa An Điểm tích cực 8.5 8 Ký tên Mạnh Mạnh Lam Cương Sang An Chú ý ... dẫn tới h? ? h? ??ng MOSFET IC thiết kế cách đặc biệt với thời gian trễ trước xuất tín hiệu Cụ thể thể Biểu đồ trạng thái hai tín hiệu - Nhìn vào biểu đồ ta thấy tín hiệu vào SD mức logic tín hiệu băm... – Tải nhận mức cao VS – Tải nhận mức cao ngược lại Vcc – Nguồn cấp cho IC - Nguyên lý hoạt động IC IR2184: + Nếu tín hiệu SD mức logic hai tín hiệu LO HO phụ thuộc hoàn toàn vào trạng thái xung... bị h? ??ng Để tránh tượng này, tín hiệu IN chuyển từ mức lên mức 1, thay tín hiệu HO chuyển lên mức tín hiệu LO chuyển xuống mức tín hiệu LO chuyển xuống mức trước tín hiệu HO chuyển lên mức logic