chương 3 thiết kế mạch công suất và mạch giao tiếp xuất

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (77.2 KB, 4 trang )

CHƯƠNG III
THIẾT KẾ MẠCH CÔNG SUẤT VÀ MẠCH GIAO TIẾP XUẤT
I.MẠCH CÔNG SUẤT
Có hai phương pháp điều khiển lò nhiệt là:
1.phương pháp điều rộng xung
2.phương pháp điều khiển tuyến tính liên tục
Trong đó việc điều khiển lò nhiệt theo phương pháp điều khiển tuyến tính liên
tục có các ưu điểm sau:
+ sai số nhỏ
+có khả năng điều khiển được nhiều đối tượng khác loại có chu kỳ điều khiển
bé
+có thể điều khiển được những tải cần nguồn điện áp cao
Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là:
+đòi hỏi phải có các bộ điều khiển đặc biệt
Với đặc điểm của lò nhiệt là có quán tính lớn và có chu kỳ điều khiển lớn hơn
nhiều lần so với chu kỳ áp lưới ,nên em sử dụng phương pháp điều rộng xung
Phương pháp điều rộng xung : sử dụng các công tắc điện để đóng ngắt nguồn
điện cung cấp cho lò nhiệt .Khi có tín hiệu điều khiển từ bộ giao tiếp xuất .Để dảm
bảo sự cách ly tốt về điện ta sử dụng bộ ghép quang (OPTOTRIAC) .Sơ đồ nguyên lý
của mạch theo hình sau:
OPTOTRIAC

HEATER

Tín hiệu
điều
khiển

AC(220)
Chế độ đóng ngắt HEATER của lò nhiệt được thực hiện theo phương pháp điều
khiển độ rộng xung .Đây là phương pháp hiệu quả nhất trong trường hợp đối tượng

20V
điều khiển có quán tính lớn và công suất cung cấp cho đối tượ2ngU là 2điẹ
ân lưới.
L1
Sơ đồ thiết kế mạch công suất:
10uH
1

R 3

2

1

2
U 4
M O C 3020

330

Q 1
T R IA C 1

3

2

C 8
1uF

1

2
330

U 5

4

1

R 2

6

R 1

2

1

1 .2 K

2

.
LO

.

1

HOẠT ĐỘNG: khi p3.2 ở mức 1 sẽ kích dẩn cho dòng qua chân 4 dến chân 6 kích
TRIAC hoạt động cho áp xoay chiều cung cấp lò ,còn khi p3.2 không tích cực thì
OPTO TRIAC không kích cho TRIAC vì thế triac ngắt áp cung cấp lò . Vì thế khi
muốn tăng độ nóng của lò ta sẽ thay đổi cống suất của lò bằng cáchthay đổi thời gian
kích Ton thông qua port P3.3

T

Ton
Phương pháp điều rộng xung với:
Ton :thời gian kích dẩn đóng
T ⇒khiển
Khi đó công suất cung cấp :P= a*Pmax
Với :
a=

TON
T

II.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘ RỘNG XUNG
Phương pháp điều khiển độ rộng xung là phương pháp thay đổi công suất từ
nguồn điện cung cấp bằng cách thay đổi độ rộng xung kích điều khiển các công tắc
điện tử được minh họa như hình sau:

Heater

T

Udk

AC
t(s)

swich
Udk

Ton
Trong đó :
TON là thời gian triac dẫn
T là chu kỳ xung kích
Từ dó ta có tỉ số truyền công suất trong một chu kỳ được dònh nghóa như sau:
a = TON/T
Công suất cung cấp cho tải ứng với một chu kỳ là :
P= a*PMAX
Với PMAX :là công suất cực đại ứng với thời gian Triac dẫn TON=T
Như vậy khi thay đổi độ rộng xung T ON ta sẽ làm thay đổi được tỷ số truyền
công suất ,tức là thay đổi năng lượng cung cấp cho tải .Chu kỳ T phải dủ lớn sao cho
khi Triac dẫn thì chúng sẽ dẫn trong một chu kỳ lưới(f=50HZ)
Khi nhiệt độ tăng ,thì TON phải giảm làm năng lượng cung cấp cho tải giảm và
nhiệt độ điều khiển đạt giá trò xác lập ở nhiệt độ đặt thì độ rộng xung T ON giảm đến
một giá trò xác lập ,điều này dẫn đến năng lượng cung cấp cho tải cũng xác lập.
Qua đó ta thấy phương pháp điều khiển độ rộng xung có các ưu điểm sau:
+Tỷ số biến đổi công suất tuyến tính theo nhiệt độ
+Dễ tính toán khâu hiệu chỉnh
+Mạch điều khiển đơn giảm và dễ điều khiển.
III.THIẾT KẾ MẠCH GIAO TIẾP XUẤT

Khâu giao tiếp xuất có nhiệm vụ nhận dữ liệu điều khiển qua BUS 34 chân rồi
xuất ra tín hiệu điều khiển khối công suất .Do đó có thể coi nó là 1 thiết bò ngoại vi
của bộ vi xử lý ,nó sẽ chiếm một kênh trên Bus 34 chân .Do các tín hiệu điều khiển
khối công suất phải được giữ nguyên trong một khoảng thời gian mà kit vi xử lý luôn
chỉ truy cập đến các kênh ngoại vi trong các khoảng thời gian vô cùng nhỏ cho nên ta
phải dùng IC 74LS573 để giữ trạng thái điều khiển ,đồng thời để biết được trạng thái
của các tín hiệu điều khiển hay của mạch công suất
Mạch được thiết kế như sau:

VC C
3

U 3

/W R

2

1

3

11
1

7 4 L S 0 2 /S O

20