Sơ đồ cấu trúc bộ tiết chế cho máy phát đa điện của hệ thống cung cấp điện sử dụng vi điều khiển được thiết kế minh họa như hình 3.4
Bộ điều khiển trung tâm thực hiện việc đo đạt tính tốn giá trị điện áp U và dịng điện I của accu hay máy phát khi động cơ hoạt động. Trên cơ sở đĩ kết hợp với giá trị dung lượng accu đang sử dụng được lưu ban đầu trong ROM, thực hiện việc xác định trạng thái sạc SoC của accu, và sau một chu kỳ nạp đầy thì tình trạng chất lượng của accu SoH cũng sẽ được vi điều khiển tính tốn và cập nhật trên bộ hiển thị. Tùy thuộc vào SoC tính tốn được và tín hiệu IG từ cơng tắc máy, tín hiệu chân P của máy phát điện mà bộ tiết chế sẽ cĩ những chế độ làm việc khác nhau. Bộ điều khiển trung tập sẽ thực hiện việc tính tốn này dựa trên chương trình được viết và cài đặt trong bộ nhớ ROM để đưa ra tín hiệu điều khiển cuộn dây kích từ sao cho máy phát làm việc được tối ưu.
79
Hình 3.4: Sơ đồ cấu trúc mạch tiết chế
Bộ khuếch đại cơng suất phía sau dùng để khuếch đại tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển đảm bảo đủ cơng suất cho việc điều khiển các bộ chấp hành khơng làm hỏng mạch điện hay chết vi điều khiển.
Bộ phận cấp nguồn tạo ra nguồn điện 5V ổn định cung cấp cho vi điều khiển và các linh kiện khác trên mạch, đồng thời bảo vệ bộ tiết chế khi mắc nhầm nguồn điện hay sai vị trí chân.
Tín hiệu vào là những thơng số quan trọng, nĩ quyết định độ chính xác trong việc điều khiển của vi điều khiển cũng như của cả hệ thống. Ở đây người nghiên cứu khơng dùng cảm biến accu chế tạo sẵn của các hãng xe mà sẽ thiết kế mạch điện chọn linh kiện tính tốn để đo dịng điện I và hiệu điện thế U của máy phát hay accu. Các tín hiệu này sau đĩ được đưa vào bộ chuyển đổi ADC của vi điều khiển để chuyển thành tín hiệu số phục vụ cho việc tính tốn điều khiển.
Tín hiệu ra dùng để điều cuộn dây kích từ của rotor máy phát. Đây là tín hiệu điều khiển quan trọng nhất của máy phát điện nĩ thể hiện hiệu quả của bộ tiết
Dung lượng accu Điện áp U Dịng điện I Tín hiệu IG Tín hiệu chân P (Máy phát điện) Cuộn dây kích từ Hiển thị LCD Bộ phận cấp nguồn AVR ATMEGA32 Bộ khuếch đại cơng suất
Bộ điều khiển trung tâm Tín hiệu ra
80
chế và hoạt động của máy phát đa điện áp. Dịng điện điều khiển cuộn kích từ của máy phát sử dụng phương pháp điều khiển độ rộng xung và được truyền đến chân F của máy phát điện bằng dây dẫn tín hiệu từ bộ tiết chế.
Bộ phận hiển thị LCD được thiết kế thêm vào trong hệ thống cung cấp điện để thể hiện điện áp, dịng điện của hệ thống sạc và tình trạng hiện tại của accu SoC, SoH. Giúp tài xe chủ động hơn trong việc sử dụng các tải điện trên xe. Ngồi ra LCD được thiết kế ở đây cĩ chức năng như đèn báo sạc ở hệ thống cung cấp điện truyền thống hiển thị trạng thái hoạt động của hệ thống sạc. LCD cịn thể hiện phần trăm dịng điện kích từ và tốc độ máy phát phục vụ cho việc nghiên cứu thử nghiệm máy phát đa điện áp.
Từ sơ đồ cấu trúc người nghiên cứu đưa ra hình ảnh sơ đồ chân tồng quát cho bộ tiết chế máy phát xem hình 3.5. So sánh với bộ tiết chế thơng thường thì số lượng chân và chức năng khơng cĩ sự thay đổi nhiều.
Hình 3.5: Sơ đồ chân tổng quát bộ tiết chế Chức năng các chân được mơ tả như sau:
Chân B+: cấp nguồn cho mạch tiết chế được lấy từ cực dương accu.
Chân S: chân điện áp để đo hiệu điện thế U.
Chân IG: chân tín hiệu được lấy sau cơng tắc máy sử dụng cho việc điều khiển tối ưu bộ tiết chế.
81
Chân R+, R- : là 2 chân được nối với điện trở Shunt bên ngồi để đo dịng điện I.
Chân F: là chân kích từ của cuộn dây kích từ máy phát.
Chân P: nhận biết hoạt động máy phát và để xác định tốc độ máy phát.