Chương 3: THI TK VÀ TH CH IN PH NC NG Ứ 3.1 Yêu c u thi t kầếế
3.2.1. Phân tích thi t kế ế
Với yêu cầu đặt ra, các khối chức năng của mạch cần có:
• Khối nút điều khiển: các nút nhấn cần được đọc bằng ngắt của vi điều khiển; ngoài ra, vận tốc động cơ được thay đổi qua nút vặn biến trở.
• Vi điều khiển: lựa chọn vi điều khiển có tần số hoạt động cao; đáp ứng đượng số lượng chân ngắt ngoài (6 chân), đọc ADC (4 chân), điều xung PWM và PWM
• Điều xung PWM: để tạo 3 tín hiệu PWM từ 1 tín hiệu PWM cho 3 MOSFET phía cao, cần có 3 mạch AND.
• Mạch lái: khối mạch lái gồm 3 chip lái, mỗi chíp lái 2 MOSFET tương ứng với 3 pha.
- Chíp lái lựa chọn chíp có ngõ vào bên cao/ thấp điều khiển độc lập và đáp ứng được tần số cao.
- MOSFET cần lựa chọn loại tần số cao, điện áp giới hạn lớn hơn 12V. - Cần mạch tụ Boostrap (như phân tích ở trên).
• Động cơ BLDC được chọn mặc định trong phần mềm Proteus có 3 ngõ ra tín hiệu Hall.
• Mạch cảm biến dòng điện tránh trường hợp dòng ngược được đặt ở 3 MOSFET phía thấp của 3 pha. Mạch cảm biến gồm điện trở Shunt có điện trở rất nhỏ, điện áp 2 đầu điện trở Shunt được đưa qua mạch khuếch đại vi sai và được đọc bởi ADC của vi điều khiển.
• Khối nguồn: cung cấp nguồn 3.3V cho vi điều khiển; nguồn 12V cho mạch lái động cơ.
Từ phân tích thiết kế, chúng em lựa chọn linh kiện phần cứng:
Bảng 2: Danh sách phần cứng mạch sử dụng cảm biến Hall
Linh kiện Chức năng Mô tả Ghi chú
Nút nhấn START, STOP,
REVERSE Nút nhấn nhỏ gọn
Biến trở 10 SPEED Điện trở từ 0 Ohm đến 10 kOhm STM32F103C8T6 Vi điều khiển Có số lượng lớn ngắt ngoài, giá thành rẻ AND 74HC09 Điều xung PWM VCC: 2V-6V
IC láiIR2101 Mạch lái Vccmax: 25V; Vout:10-20V; điều khiển độc lập
MOSFET IRF3205 Mạch lái VDSS:55V; ID:110A; chuyển mạch nhanh
Tụ hoá Mạch lái
Opamp 741 Mạch khuếch đại Vs: max ±22V; Vimax: ±15V
Rshunt Mạch cảm dòng 0.1Ohm
Opamp LM311 Mạch cảm dòng, mạch lọc BEMF VCC+: 18V; VCC-: -18V