8253 chứa ba bộ đếm 16 bit cĩ thể cĩ thể khởi tạo hoạt động độc lập với nhau.
5.10 THIẾT KẾ KHỐI NGUỒN
Bộ nguồn này thiết kế nhằm mục đích cấp nguồn cho hoạt động của thiết bị cịn cho phép người thí nghiệm thiết bị cĩ thể sử dụng. Yêu cầu đặt ra của bộ nguồn là :
Điện áp ± 12v cấp cho MC1488 và DAC0808.
Điện áp cĩ thể điều chỉnh được 1.2 đến 21v và –1.2 đến –21v phục vụ
cho các thí nghiệm liên quan.
Điện áp +5v cấp cho các linh kiện cịn lại, dịng ra của cấp điện áp này
yêu cầu cần 3A .
Ngõ ra của cấp điện áp +12v , +5v và điều chỉnh dương được yêu cầu
bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ quá tải.
Nguồn back_up cho RAM.
Mục tiêu chính của đề tài là khơng phải đi thiết kế bộ nguồn nên việc thiết kế chỉ thực hiện những vấn đề cơ bản. Trên thực tế bộ nguồn đã hoạt động tốt cho độ tin cậy cao.
Giải pháp cho việc thiết kế bộ nguồn .
Dựa trên yêu cầu đặt ra của bộ nguồn ta sẽ đi thực hiện các cơng việc sau :
Chọn biến áp đơi cĩ điểm giữa, cĩ điện áp thứ cấp là ± 12v.
Dùng transistor kết hợp với rellay để bảo vệ ngắn mạch.
Dùng IC ổn áp để thiết kế các mạch ổn áp và transistor cơng suất để
nâng cơng suất tải. Ở đây ta sẽ chọn 7805, 7812 cho ổn áp +5 và +12v, 7912 cho ổn áp âm –12v và LM317, LM337 cho ổn áp điều chỉnh được dương và âm.
Hình 5.12 : Sơ dồ nguyên lý bộ nguồn thiết bị thực tập.
Điện áp ± 12v qua chỉnh lưu cầu sẽ được nâng lên khoảng ± 16,8v. đối với IC ổn áp thì giá trị điện áp thay đổi so với điện áp ra cần quan tâm là từ 3 đến10 v điều này đã được thỏa mãn. Điện áp này sẽ được làm phẳng bằng c1, c2 và loại bỏ xung nhiễu tần số cao bằng tụ c3, c4. Bình thường ngõ vào của các IC áp dương sẽ khơng cĩ điện khi khởi động nguồn bằng nút nhấn SW1 thì ngõ ra IC ổân áp sẽ cĩ điện phân cực cho trasistor C828 dẫn đĩng relay và lúc này ngõ vào IC ổn áp sẽ được cấp điện thơng qua tiếp điểm thường hở. Nếu bị ngắn mạch ngõ ra thì trasistor C828 sẽ khơng dẫn làm relay nhả tiếp điểm thường hở cấp nguồn nuơi mạch. Để hệ thống hoạt động lại ta phải khởi động lại bộ nguồn bằng nút nhấn.
Mở rộng dịng tải cho nguồn +5v
Để mở rộng dịng tải ra IL = 3A cho IC ổn áp 5v ta thực hiện mạch điện như hình 5.12. Chọn transistor PNP cơng suất loại SI cĩ dịng ICmax =1 5A, β = 60, chọn dịng vào IC ổn áp 7805 là I = 200mA ( thường chọn nhỏ hơn 3 đến 5 lần dịng định mức). Khi đĩ ta cĩ IB = IL/β = 50mA
⇒ IR1 = I - IB = 200 – 50 =150mA
⇒ R1 = VBE / IR1 = 0.6/150 = 4Ω thực tế ta sẽ chọn giá trị nhỏ hơn.
Thiết bị thực tập cĩ sử dụng bộ nhớ RAM : loại bộ nhớ bị mất dữ liệu khi mất nguồn. Để khắc phụ trình trạng này, vấn đề thiết kế nguồn dự phịng được đặt ra.
Cĩ nhiều cách khác nhau để thiết kế nguồn dự phịng (back_up) trong số đĩ, dùng pin sạc là một cách dễ thực hiện. Xem hình 5.12
Khi bộ nguồn chính +5v cĩ điện, pin sẽ được nạp thơng qua diode D3 và điện
trở hạn dịng R. Nếu sự cố mất điện xảy ra, pin sẽ xả điện qua diode D6 cấp dịng
ni RAM.
Mở rộng khoảng ổn áp của IC ổn áp 7805.
Do điện áp rơi trên diode D6 và D4 là 0.7v nên ta phải nâng khoảng ổn áp ngõ ra của IC ổn áp 7805 lên 5.7v. Điều này được thực hiện như hình 5.12.
Ta cĩ : Vadj = VOR2 / (R1+R2) Vo = Vadj + 5V = 5.7v
⇒ Vadj = 0.7v
Chọn R2 = 150Ω ⇒ R1 = 7.14 ; R2 = 1kΩ
Khi đĩ ngõ ra VCC và VCCback_up sẽ cho điện áp +5v. Nhược điểm của mạch ổn áp loại này là điện áp ổn áp sẽ sụt áp khi điện trở tải nhỏ và tăng áp khi điện trở tải lớn.
Phần thiết kế nguồn điện áp thay đổi được sẽ thực hiện bằng IC ổn áp LM317 cho ổn áp đương và IC ổn áp LM 337 cho ổn áp âm. Để tạo điện áp –12v ta dùng 7912 được kết nối như hình 5.12. Các tụ lọc tần số cao và loại bỏ các xung gai cĩ thể chọn trị số là 0.1µF.