Thiết kế mạch điều khiển nhiệt độ cho hệ thống sấy
5.2.8. Khối công suất
Khối công suất là khối mạch cuối cùng liên kết với hệ thống. Tất cả những thành quả của quá trình điều khiển trớc đó đợc thể hiện trong khâu này. Trong khâu này chúng tôi chọn sử dụng triac, bởi vì triac dễ điều khiển hơn, giá rẻ... Dới đây trình bầy một số linh kiện sử dụng trong mạch này:
+ Optotriac MOC3021
Hình54: Hình dạng bên ngoài và cấu tạo của OptotriacMOC3021
MOC3021 là một dạng triac quang, có cực cửa đợc kích bằng ánh sáng, do vậy đảm bảo tính cách ly rất cao. MOC3021 thích hợp với những ứng dụng có công suất nhỏ.
* Một số thông số của MOC302:
+ Điện áp điều khiển trên đầu ra 250V, + Điện áp vào điôt 3V,
+ Dòng vào điôt <50mA, + Dòng qua 1,2A ,
+ Công suất tiêu thụ 330mW.
+Triac BT137
Hình55: Hình dạng bên ngoài và cấu tạo của BT137
BT137 là dòng triac do hãng Philips Semiconductors chế tạo phục vụ cho những ứng dụng đòi hỏi yêu cầu đóng cắt mạch tốc độ cao nh: điều khiển động cơ, đèn chiếu sáng, relay, hệ thống tạo nhiệt... Dới đây là thông số của BT137:
+ Điện áp điều khiển 800V.
+ Dòng cho phép ở điện áp 800V là 8A, khi trạng thái không lặp lại dòng cho phép lên tới 65A.
+ Công suất tải 2,4KW.
+ Điện áp điều khiển đỉnh cực cửa 5V. + Công suất trung bình trên cực cửa 0.5W.
Dựa trên điều kiện tải là dây điện trở toả nhiệt có công suất 2 ữ 3KW, điện áp điều khiển 220V 50Hz. Dòng điện qua tải:
It =
220P = 9.09 ữ 13,6A
Nh vậy chúng tôi chọn BT137 với các thông số nêu trên là phù hợp với thiết kế. Tuy nhiên để an toàn cho vi điều khiển cần phải có một khâu cách ly, đồng thời cũng là khâu kích mở góc cho triac. Optotriac MOC3021 có những thông số phù hợp cho khâu này.
Đầu ra điều biến độ rộng xung PWM(18) đợc nối với đầu vào MOC3021 qua một điện trở hạn chế dòng R25 560Ω. Tuy dòng đỉnh đầu vào là 50mA nhng ta hạn chế tới mức tối đa khoảng 10 ữ 20mA. Đầu 6 của MOC3021 nối với Anot của BT137 qua điện trở R26 470 Ω để hạn chế dòng qua cực cửa BT137 xuống dới 100mA.
Dạng điện áp trên tải phụ thuộc vào xung kích mở triac đợc mô tả trong Hình 57:
Hình 57: Dạng sóng điện áp trên tải