Thiết kế mạch đo cách ly

Đồồ án 1- Mạch đo cách ly

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
--------

ĐỒ ÁN 1: THIẾT KẾ MẠCH TƯƠNG TỰ

Tên đề tài: Thiết kế mạch đo cách ly

Sinh Viên Thực Hiện: Lê Quang Thiều

Giảng Viên Hướng Dẫn: Nguyễn Thị Liên Anh
Họ Tên SV: Lê Quang Thiêồu - Lớp K22C
Mã SV: 19A17010153
Page 1/9

0

0


Đồồ án 1- Mạch đo cách ly

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ
NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
------o0o-----

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Tên Đề Tài:
Thiết kế mạch đo cách ly

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

 Thiết kế mạch đo cách ly, vẽ các đồ thị
 Phân tích nguyên lý hoạt động của mạch
 Tính tốn các thơng số của mạch

Họ Tên SV: Lê Quang Thiêồu - Lớp K22C
Mã SV: 19A17010153
Page 2/9

0

0


Đồồ án 1- Mạch đo cách ly

Phần 1: Thiết kế mạch đo cách ly, vẽ các đồ thị

1.Sơ đồ mạch:

R13

Họ Tên SV: Lê Quang Thiêồu - Lớp K22C

Mã SV: 19A17010153
Page 3/9

0

0


Đồồ án 1- Mạch đo cách ly

2. Các đồ thị:

Họ Tên SV: Lê Quang Thiêồu - Lớp K22C
Mã SV: 19A17010153
Page 4/9

0

0


Đồồ án 1- Mạch đo cách ly

t1

t2

Phần 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐO CÁCH LY

Họ Tên SV: Lê Quang Thiêồu - Lớp K22C

Mã SV: 19A17010153
Page 5/9

0

0


Đồồ án 1- Mạch đo cách ly
Mạch đo cách ly, gồm một khâu tạo xung răng cưa, khâu so sánh, khâu cách ly sử
dụng Opto coupler và khâu tích phân.
1. Khâu tạo xung răng cưa 1 cực tính : gồm 2 KĐTT A1 và A2 : Khâu KĐTT
A1, R1, R2, Đ1 và Đ2 tạo xung vng 2 cực tính (điểm B) nhờ sự phóng nạp
của tụ C1 , Khâu A2 , R4 và C2 là khâu tích phân tạo điện áp ở điểm C dạng
răng cưa 1 cực tính tần số cao.
+ Giả thiết ban đầu điện áp tại B dương, tụ C1 nạp điện từ B->Đ2->R2->C1.
điện áp trên C1 dương dần lên. Khi UC1 = UR6, đầu ra A1 (B) chuyển trang
thái sang âm (UB<0). Do UB<0, tụ C1 sẽ phóng điện và nạp cực tính ngược
lại theo đường C1->R1->Đ1->B, Khi điện áp C1 bằng điện áp trên R6, điện
áp điểm B chuyển sang dương và chu kì lại lặp lại như trước.
+ Khi điện áp UB<0, tụ C2 nạp điện từ đầu ra A2 -> C2->R4->B, điện áp đầu
ra A2 tăng dần lên (dương dần lên).
+ Khâu A2 , R4 và C2 là khâu tích phân tạo điện áp ở điểm C dạng răng cưa
1 cực tính tần số cao: Điện áp từ điểm B sẽ đi qua tranzito T1. Ở thời điểm
B âm, T1 đóng,tụ C2 nap thep chiều C2->R6->R5->R4->C2. Khi đó Uc sẽ
dương dần lên. Khi UB<0, T1 mở, tụ C2 phóng điện nhanh qua T1 điện áp tụ
C2 giảm nhanh về không
+ Khâu so sánh A3 : So sánh điện áp Uv với tổng hai điện áp Uc + Ucd ; Ucd có tác
dụng dịch điện áp răng cưa xuống âm và được chỉnh định : Ucd = UC2max
Khi |Uv| > |Uc + Ucd| thì UD <0 và khi |Uv|< |Uc + Ucd| thì UD >0

+ Khâu cách ly Opto coupler OT : Khi UD >0, điot quang thông, phát ánh sáng sang
cực Bazo của OT, OT thông, điện áp UE = 0; UD <0, điot quang khóa, khơng phát
ánh sáng sang cực Bazo của OT, OT khóa, điện áp UE > 0.
+ Khâu tích phân : gồm KĐTT A4, tụ C3, R11
Khi UE > 0, tụ C3 nạp tăng theo chiều âm (âm dần), Khi UE = 0, tụ C3
phóng và giảm (dương dần)
Kết quả nhận được điện áp ra (Ur) có dạng nhấp nhô. Để điện áp ra phẳng,
chọn T=R11C3 lớn.

Họ Tên SV: Lê Quang Thiêồu - Lớp K22C
Mã SV: 19A17010153
Page 6/9

0

0


Đồồ án 1- Mạch đo cách ly
Nhờ đưa điện áp Ucd vào đầu vào của A3 để dịch điện áp răng cưa xuống
âm sẽ nhận được: khi UV tăng thì Ur tăng.(Khi Uv tăng thì thời gian UE dương sẽ
tăng lên, kết quả là Ur tăng.)
Chiết áp CA2 dùng để chỉnh điểm khơng : Khi UV =0, thì chỉnh CA2 để
hiệu chỉnh điện áp ra bằng khơng.

Phần 3: TÍNH TỐN
Tính tốn mạch đo cách ly :
Thơng số u cầu :
+ Tần số dao động : 1000 Hz.
+ Điện áp vào : 0 ÷ 6 V

+ Nguồn cấp : E1 = ± 15 V
+ Nguồn cấp : E2 = ± 15 V
1. Khâu tạo xung răng cưa 1 cực tính :
+ Chọn R5 = R6 = 5 kΩ.
+ Chu kì xung T được tính theo :
T = 1/f = t1 + t2 = 1/1000 = 1.10-3s (1 ms)
t1 là thời gian tụ C1 nạp từ giá trị âm đến giá trị dương qua R2
t1 = 1,1R2C1
t2 là thời gian tụ C1 nạp từ giá trị dương đến giá trị âm qua R1:
t2 = 1,1R1C1
-3
+ Chọn t1 = 0,1.10 s , do đó : t2 = T - t1 = 0,9.10-3 s
+ Chọn C1 = 0,01μF, từ đó ta tính được R1 và R2 như sau:
81 (kΩ)
9 (kΩ)
+ Chọn điện áp răng cưa có biên độ : Uc = 6,2 V
+ Chọn tụ C2 = 0,22 μF, điện trở R4 được tính như sau :
10 (kΩ)
Họ Tên SV: Lê Quang Thiêồu - Lớp K22C
Mã SV: 19A17010153
Page 7/9

0

0


Đồồ án 1- Mạch đo cách ly

+ Điện trở R3 có thể chọn : R3 = 33 kΩ

+ Điện áp chuyển dịch được chọn : Ucd = Uc = 6,2 V
2. Tính tốn khâu so sánh A3 :
+ Chọn KĐTT A3 : TL082
+ Chọn R7 = R8 = R9 = 10 kΩ
3. Khâu cách ly Opto coupler OT:
+ Chọn Opto-coupler loại 4N35 có các thơng số :
Dịng điện đầu vào : ID = 0,06A
Dòng điện đầu ra : IC = 0,06 A
+ Điện trở R13 được tính :
R13 = 250 (Ω)
+ Điện trở R10 được tính :
R10 = 250 (Ω)
4. Khâu tích phân :
+Chọn hằng số thời gian mạch tich phân : TI = 10T = 10ms
+ Chọn tụ C3 = 1μF.
+ Điện trở R11 được tính :
R11 = 10(kΩ)
+ Điện trở R12 được chọn : R12 = R11 = 10(kΩ)

Họ Tên SV: Lê Quang Thiêồu - Lớp K22C
Mã SV: 19A17010153
Page 8/9

0

0


Đồồ án 1- Mạch đo cách ly

Cuối cùng em xin cảm ơn thầy và các bạn đã theo dõi báo cáo đồ án của em .
Mong rằng thầy và mọi người sẽ đóng góp ý kiến cho đồ án của em ạ.

Thank You .

Họ Tên SV: Lê Quang Thiêồu - Lớp K22C
Mã SV: 19A17010153
Page 9/9

0

0