điều khiển tốc độ động cơ một chiều bằng phương pháp điều chế xung PWM dùng vi xử lí 8051

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN II

ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ
ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trong
trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung và các thầy cô giáo trong viện Điện, bộ
môn Tự động hóa xí nghiệp công nghiệp nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho
em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Quốc Cường, thầy đã tận tình
giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án. Trong thời gian
làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập
được tinh thần làm việc, thái độ nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho
em trong quá trình học tập và công tác sau này.
Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô trong viện thật dồi dào sức khỏe, niềm
tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai
sau.
Hà Nội, ngày 4 tháng 11 năm 2014
Sinh Viên Thực Hiện

Trần Ngọc Phú

Nguyễn Ngọc Thịnh
Nguyễn Tá Tiến

2


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

MỤC LỤC

I.NHIỆM VỤ ....................................................................................................................... 4
II.CƠ SỞ LÝ THUYẾT....................................................................................................... 5
1.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều. .............................................. 5
2.Phương pháp PWM ....................................................................................................... 9
3.Cơ bản về mạch cầu H ................................................................................................ 10
4.Tìm hiểu về MOSFET ................................................................................................. 11
a.khái niệm .................................................................................................................. 11
b.Cấu tạo chung của Mosfet. .......................................................................................... 12
c.Ưu nhược điểm ........................................................................................................ 12
d.Nguyên lí hoạt động ................................................................................................. 12
5.Tìm hiểu về vi điều khiển AT89S52 ........................................................................... 13
a. Giới thiệu về AT89S52 ........................................................................................... 13
b. Cấu trúc bus ............................................................................................................ 13
d. Ngắt ......................................................................................................................... 13
e. Bộ định thời/ bộ đếm ( Timer/Counter) .................................................................. 14
III.THIẾT KẾ MACH ....................................................................................................... 15
1. Lựa chọn linh kiện-phương án thiết kế mạch lực: ..................................................... 15
2.Thiết kế mạch điều khiển. ........................................................................................... 19
3.Code cho IC AT89S52. ............................................................................................... 19
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 22

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ........................................................... 23

3


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

I.NHIỆM VỤ
Yêu cầu đề tài:
Tính toán,Thiết kế mạch điều khiển tốc độ động cơ một chiều ( Mạch cầu công suất
nhỏ) gồm 2 phần:
- Thay đổi,điều chỉnh tốc độ động cơ:
 Sử dụng phương pháp điều chế xung PWM.
 Sử dụng mạch cầu H.
 Có đảo chiều.

Đối tượng cần điều khiển:
-động cơ 1 chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu có:
 Uhđ =3-24V
 Ihđ=0.3-2,4 A
 Rư=10 Ω


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

II.CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều.
Theo lý thuyết truyền động điện ta có phương trình đặc tính cơ của động cơ điện 1
chiều:
(

)

Từ phương trình trên ta thấy tốc độ động cơ n phụ thuộc vào từ thông θ, điện trở
phần ứng R, điện áp phần ứng ,Vì vậy để điều chỉnh tốc độ của động cơ điện
một chiều ta có thể áp dụng các cách:
 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi từ thông θ.
 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện trở phụ Rf trên mạch
phần ứng.
 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng của động
cơ.
a. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi từ thông θ

Hình 1. Đồ thị đặc tính cơ của động cơ điện một chiều

5


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

ở phương pháp này ta giữ nguyên giá trị điện áp và tổng trở phần ứng,thay đổi
từ thông của động cơ.
Đồ thị hình1 trên cho thấy đường đặc tính cơ của động cơ điện một chiều ứng
với các giá trị khác nhau của từ thông. Khi từ thông giảm thì n0 tăng nhưng Δn
còn tăng nhanh hơn do đó ta mới thấy độ dốc của các đường đặc tính cơ này
khác nhau. Chúng sẽ cùng hội tụ về điểm trên trục hoành ứng với dòng điện rất
lớn: Ingắn mạch= (U/Rư). Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ ở
vùng cao.
b. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện trở phụ Rf trên mạch phần
ứng.

Ta
có:
(
)
ở phương pháp này ta giữ nguyên từ thông và điện áp phần ứng,thay đổi giá trị
điện trở phụ của động cơ.
Từ thông không đổi nên n0 không đổi, chỉ có Δn là thay đổi. Một điều dễ thấy
nữa là, do ta chỉ có thể đưa thêm Rf chứ không thể giảm Rư nên chỉ điều chỉnh
được tốc độ dưới tốc độ định mức.
Do Rf càng lớn đường đặc tính cơ càng mềm nên tốc độ sẽ thay đổi nhiều khi
tải thay đổi (Từ độ thị ta thấy, khi I biến thiên thì ứng với cùng dải biến thiên
của I đường đặc tính cơ nào mềm hơn tốc độ sẽ thay đổi nhiều hơn).

6


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Hình 2. Đồ thị đặc tính khi tải thay đổi
Tuy nhiên phương pháp này làm tăng công suất vô ích và giảm hiệu suất.
Thường áp dụng để hạn chế dòng khi khởi động hoặc khi hãm.

7


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

c. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng

Hình 3. Đồ thị đặc tính khi thay đổi điện áp

ở phương pháp này ta giữ nguyên từ thông và điện trở phụ,thay đổi giá trị của
điện
áp
phần
ứng
động
cơ.
Phương pháp này cho ta 1 họ các đường đặc tính cơ song song.Tuy nhiên do
cách điện của thiết bị thường chỉ tính toán cho điện áp định mức nên thường
giảm điện áp Uư . Khi giảm Uư thì n0 giảm nhưng Δn = const nên tốc độ n giảm
tỉ lệ thuận với điện áp phần ứng. Vì vậy thường chỉ điều chỉnh tốc độ nhỏ hơn
tốc độ định mức. Nếu lớn hơn thì chỉ điều chỉnh trong phạm vi rất nhỏ.
kết luận:
-ở đây chúng ta sẽ áp dụng phương pháp thay đổi điện áp phần ứng để điều
chỉnh tốc độ động cơ trên.
-nguồn điện thay đổi bằng cách sử dụng phương pháp điều chế xung PWM với
mạch lực là mạch cầu H sử dụng MOSFET.

8


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

2.Phương pháp PWM
Phương pháp điều xung PWM (Pulse Width Modulation) là phương pháp điều
chỉnh điện áp ra tải, hay nói cách khác, là phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ
rộng của chuỗi xung vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp ra trung bình.
Các PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số và khác nhau về độ rộng của sườn dương hay
sườn âm.

Hình 4.Đồ thị dạng xung và dòng khi điều chế PWM
Như hình 4, với dãy xung điều khiển trên cùng, xung ON có độ rộng nhỏ nên dòng
ra dao động mạnh đồng thời có giá trị nhỏ động cơ chạy chậm. Nếu độ rộng xung ON
càng lớn thì động cơ DC chạy càng nhanh.
PWM được ứng dụng nhiều trong điều khiển. Điển hình nhất mà chúng ta thường
hay gặp là điều khiển động cơ và các bộ xung áp, điều áp... Sử dụng PWM điều khiển độ
nhanh chậm của động cơ hay cao hơn nữa, nó còn được dùng để điều khiển sự ổn định
tốc độ động cơ.
Ngoài lĩnh vực điều khiển hay ổn định tải thì PWM còn tham gia và điều chế các
mạch nguồn như : boot, buck, nghịch lưu 1 pha và 3 pha...
PWM còn gặp nhiều trong thực tế ở các mạch điện điều khiển. Điều đặc biệt là
PWM chuyên dùng để điều khiển các phần tử điện tử công suất có đường đặc tính là
tuyến tính khi có sẵn 1 nguồn 1 chiều cố định .Như vậy PWM được ứng dụng rất nhiều
trong các thiết bị điện- điện tử. PWM cũng chính là nhân tố mà các đội Robocon sử dụng
để điều khiển động cơ hay ổn định tốc độ động cơ.
Để có thể tạo ra chuỗi xung vuông có thể thay đổi được độ rộng như trên ta dùng
mạch cầu H với các phần tử MOSFET được điều khiển bởi vi xử lý.
9


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

3.Cơ bản về mạch cầu H
Mạch cầu H cấu tạo bởi 4 Transistor lưỡng cực BJT hay là Transistor trường MOSFET.
Đôi khi mạch cầu H cũng được cấu tạo bởi 2 Transistor lưỡng cực BJT và 2 Transistor
trường MOSFET.
Tác dụng của Transistor lưỡng cực BJT và Transistor trường MOSFET là các van đóng
mở dẫn dòng điện từ nguồn xuống tải với công suất lớn. Tín hiệu điều khiển các van là
tín hiệu nhỏ ( Điện áp với MOSFET hay dòng điện với BJT) và cho dẫn dòng và điện áp
lớn để cung cấp cho tải.

Mạch cầu H có thể đảo chiều dòng điện qua tải nên nó hay được dùng trong các mạch
điều khiển động cơ DC và các mạch băm áp. Đối với mạch điều khiển động cơ thì mạch
cầu H có thể đảo chiều động cơ một cách đơn giản. Chỉ cần mở khóa các van đúng chiều
mình muốn.
Nguyên tắc hoạt động chung của mạch cầu H:

Hình 5.Mạch cầu H
Trong hình 5, mạch cầu sử dụng 4 khóa đóng mở là L1,L2,R1,R2, “Đối tượng” là động
cơ DC cần điều khiển, “Đối tượng” có 2 đầu A và B. Mục đích điều khiển là cho phép
dòng điện qua “Đối tượng” theo chiều A => B hoặc B => A. Thành phần chính của mạch
cầu là 4 khóa L1, L2, R1, R2. Ở điều kiện bình thường 4 khóa này “mở” mạch cầu H
không hoạt động. Sau đó ta khảo sát hoạt động của mạch cầu H theo 2 hình a, b.
Giả sử khóa L1 và R2 “khóa” (L2 và R1 “mở”), sẽ có dòng điện chạy qua đối tượng từ A
=> B như hình a. Ngược lại, nếu L1 và R2 “mở “ ( L2 và R1 “khóa”) sẽ có dòng điện
10


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

chạy qua “đối tượng” từ B => A như hình b. Vậy chúng ta có thể dùng mạch cầu H để
đảo chiều “đối tượng” một cách dễ dàng.
Ưu, nhược điểm của mạch cầu H:
Ưu điểm: Sử dụng cầu H làm cho mạch trở nên đơn giản hơn và chỉ cần 1 nguồn
điện.
Nhược điểm: Nếu như mạch điều khiển cùng bật thì 2 công tắc ở cùng 1 nửa cầu
sẽ bị ngắn mạch. Nếu hiện tượng xảy ra trong một thời gian ngắn (quá độ) sẽ xuất hiện
dòng trùng dẫn qua van công suất làm tăng công suất tiêu tán trên van. Nếu thời gian
trùng dẫn đủ dài, dòng trùng dẫn sẽ làm cháy van công suất.
Các khóa L1,L2,R1,R2 ta dùng bằng các Transistor trường MOSFET theo yêu cầu của
đề tài.

Hình 6.Mạch cầu H sử dụng MOSFET

4.Tìm hiểu về MOSFET
a.khái niệm
Mosfet là Transistor hiệu ứng trường ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect
Transistor ) là một Transistor đặc biệt có cấu tạo và hoạt động khác với Transistor
thông thường mà ta đã biết, Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiệu ứng điện
11


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

trường để tạo ra dòng điện, là linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợp cho
khuyếch đại các nguồn tín hiệu yếu hay làm phần tử đóng cắt.
b.Cấu tạo chung của Mosfet.

Transistor trường có ba chân cực là cực Nguồn ký hiệu là chữ S (source); cực Cửa
ký hiệu là hữ G (gate); cực Máng ký hiệu là chữ D (drain). Cực nguồn (S): cực
nguồn mà qua đó các hạt dẫn đa số đi vào kênh và tạo ra dòng điện nguồn IS. Cực
máng (D): là cực mà ở đó các hạt dẫn đa số rời khỏi kênh. Cực cửa (G): là cực điều
khiển dòng điện chạy qua kênh.
c.Ưu nhược điểm
Ưu điểm
+ Dòng điện qua transistor trường nói chung chỉ do một loại hạt dẫn đa số tạo nên.
+ FET có trở kháng vào rất cao.
+ Tiếng ồn trong FET ít hơn nhiều so với tranzito lưỡng cực.
+ Nó không bù điện áp tại dòng ID = 0 và do đó nó ngắt điện tốt.
+ Có độ ổn định về nhiệt cao.
+ Tần số làm việc cao.

Nhược điểm:
+Nhược điểm chính của FET là hệ số khuếch đại thấp hơn nhiều so với tranzito lưỡng
cực.
d.Nguyên lí hoạt động
+MOSFET hoạt động ở 2 chế độ đóng và mở.
+MOSFET có 2 loại là MOSFET kênh N và kênh P.
- Đối với kênh P:Chế độ làm việc bình thường Uds<0
Điện áp điều khiển mở MOSFET là Ugs:
 Khi Ugs<


<0 MOSFET mở dẫn dòng từ S→D

Khi Ugs≥

MOSFET khóa.

-Đối với kênh N:Chế độ làm việc bình thường Uds>0
Điện áp điều khiển mở MOSFET là Ugs:
 khi Ugs>


>0 MOSFET mở dẫn dòng từ D→S
Khi Ugs≤

MOSFET khóa.

Xung điều khiển PWM ở đây ta dùng vi xử lý AT89s52 để điều khiển đóng mở
MOSFET.
12

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

5.Tìm hiểu về vi điều khiển AT89S52

a. Giới thiệu về AT89S52
Bắt đầu xuất hiện năm 1980, trải qua gần 30 năm, hiện đã có tới hàng trăm biến
thể được sản xuất bởi 20 hãng khác nhau, ví dụ như: ALMEL, Texas Instrument, ….. Tại
Việt Nam, các biến thể của hãng ALMEL là AT89C51, AT89C52…v…v… đã có thời
gian xuất hiện khá lâu và được sử dụng rộng rãi trong các loại vi điều khiển 8 bit
b. Cấu trúc bus
Bus địa chỉ của họ vi điều khiển 8051 gồm 16 đường tín hiệu ( thường gọi là bus
địa chỉ 16 bit). Với số lượng bit địa chỉ như trên, không gian nhớ của chip được mở rộng
tối đa là 65536 địa chỉ, tương đương 64K.
Bus dữ liệu của họ vi điều khiển 8051 gồm 8 đường tín hiệu ( thường gọi là bus dữ
liệu 8 bit), đó là lý do tại sao nói 8051 là họ vi điều khiển 8 bit. Với độ rộng bus dữ liệu
như vậy, các chip họ 8051 có thể xử lý các toán hạng 8 bit trong 1 chu kỳ lệnh.
c. Cổng vào ra song song (I/O port)
8051 có 4 cổng vào ra song song, có tên lần lượt là P0, P1, P2, P3. Tất cả các cổng
này đều là cổng 2 chiều 8 bit. Các bit của mỗi cổng là 1 chân trên chip, như vậy mỗi cổng
sẽ có 8 chân trên chip.
Liên quan đến mỗi cổng vào/ ra song song của 8051 chỉ có 1 thanh ghi SFR (
thanh ghi có chức năng đặc biệt) có tên trùng với tên cổng. Ta có các thanh ghi P0 dùng
cho cổng P0, thanh ghi P1 dùng cho cổng P1….. Đây là các thanh ghi đánh địa chỉ đến
từng bit, do đó ta có thể dùng các lệnh tác động bit đối với bit của các thanh ghi này.
Cổng P0 không có điện trở treo cao (pullup resistor) bên trong, mạch lái tạo mức
cao chỉ có khi sử dụng cổng này với tính năng là bus dồn kênh địa chỉ/dữ liệu. Nếu muốn
sử dụng cổng P0 làm cổng vào/ra thông thường, ta phải thêm điện trở pullup bên ngoài.
Giá trị điện trở pullup thường từ 4K7 đến 10K

Các cổng P1,P2,P3 đều có điện trở pullup bên trong, do đó có thể dùng với chức
năng cổng vào/ra thông thường mà không cần có điện trở pullup bên ngoài.
d. Ngắt
8051 có một số lượng khá ít các nguồn ngắt (interrupt source) hoặc có thể gọi là
các nguyên nhân ngắt. Mỗi ngắt có một vector ngắt riêng, đó là một địa chỉ cố định nằm
trong một bộ nhớ chương trình, khi ngắt xảy ra, CPU sẽ tự động nhảy đến thực hiện lệnh
nằm tại địa chỉ này. Bảng tóm tắt các ngắt trong 8051:

13


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

e. Bộ định thời/ bộ đếm ( Timer/Counter)
8051 có 2 timer tên là timer 0 và timer 1. Các timer này đều là 16bit, giá trị đếm
max là 216 = 65536 ( Đếm từ 0 đến 65535)
Hai timer có nguyên lý hoạt động hoàn toàn giống nhau và độc lập. Sau khi cho
phép chạy, mỗi khi có thêm một xung tại đầu vào đếm, giá trị của timer sẽ tự động được
tăng lên một đơn vị, cứ như vậy cho đến khi giá trị tăng lên vượt quá giá trị max mà
thanh ghi đếm có thể biểu diễn thì giá trị đếm có thể biểu diễn thì giá trị đếm lại được đưa
về giá trị min (thông thường min = 0). Sự kiện này được hiểu là sự kiện tràn timer
(overflow) và có thể gây ra ngắt nếu ngắt tràn timer được cho phép (bit Etx trong thanh
ghi IE=1).

14


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

III.THIẾT KẾ MACH

1. Lựa chọn linh kiện-phương án thiết kế mạch lực:
Ta có đối tượng cần điều khiển là động cơ một chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu có
thông số:
 Uhđ =3-24V
 Ihđ=0.3-2,4 A
 Rư=10 Ω
Do những yêu cầu đề tài chúng em chọn mạch cầu H dùng 4 MOSFET để làm mạch điều
khiển tốc độ động cơ một chiều.
Mạch cầu H sẽ sử dụng 2 MOSFET kênh P ở vị trí L1,R1,2 MOSFET kênh N ở vị trí
L2,R2(Hình 6).nguyên nhân:
 Mạch cầu H được cấp xung điều khiển PWM bởi vi xử lý AT89s52 lên có điện áp
điều khiển lớn nhất là 5V,khi ta sử dụng MOSFET kênh P ở vị trí L2,R2 hoặc sử
dụng MOSFET kênh N ở vị trí L1,R1 thì sẽ rất khó khăn để tạo ra nguồn điều
khiển đóng mở chúng.

Hình 7:Cách mắc MOSFET không hiệu quả.
15


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

 Từ Hình 7 ta thấy khi ta sử dụng MOSFET kênh P ở vị trí L2,R2 thì điện áp cần
cấp cho chân G để mở MOSFET là Ug < Ungưỡng + Us.Còn khi sử dụng
MOSFET kênh N ở vị trí L1,R1 thì điện áp cần cấp cho chân G để mở MOSFET
là Ug > Ungưỡng + Us.Trong đó,để điều khiển động cơ hiệu quả,MOSFET phải
hoạt động ở chế độ bão hòa,khi đó MOSFET mở hoàn toàn,điện áp rơi giữa cực D
và S rất nhỏ có thể coi Ud=Us.Vậy ta cần 1 điện áp nhỏ hơn đất hoặc lớn hơn
nguồn cấp cho động cơ để điều khiển đóng mở MOSFET hoàn toàn khi mắc như
trên(Hình 7).
Chọn MOSFET:

- Động cơ có Ihđ= 0,3-2,4 A.Dây quấn động cơ có thể chịu được dòng Imax = 2,5. Ihđ
- Điện áp tối thiểu MOSFET phải chịu là 6V.
- Tần số đóng cắt của MOSFET là 1KHZ.
Do những yêu cầu trên ta có thể chọn 2 loại MOSFET phổ biến trên thị trường là:
MOSFET kênh N: IRF540
MOSFET kênh P: IRF9540
2 loại trên có thông số:
UDSmax=100V
IDmax = 23A
PDmax= 100W
 Thỏa mãn yêu cầu
MOSFET kênh N ta có thể điều khiển đóng cắt trực tiếp bằng áp 0;5V. Do điều khiển
bằng vi xử lý 89S52 có dòng ra port 2 max = 15mA để tránh dòng dò MOSFET làm cháy
vi xử lý, lắp thêm trở R2, R4 có giá trị:
(R2,R4)min=
= 333
( Trên thực tế nên mắc trở lớn, chọn R2, R4 có giá trị 1KΩ)
2 MOSFET kênh P để khóa cần áp 12V nên dùng 2 Transistor lưỡng cực BJT tăng áp
điều khiển. Yêu cầu transistor: chịu áp max 12V => chọn 2 transistor NPN : 2N3904
có:
VCEmax= 40V
ICmax= 200mA

16


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Hình 8:Mạch lực.
Chọn điện trở R1, R3,R11,R31:

Ta có:
- Công suất hao phí trên trở:
P=
IC =
IB =

=
= 12. IC
Dòng qua transistor:
=
Ta có dòng điều khiển transistor:

→R11 =

=

(với x là độ rộng xung điều khiển PWM.)
- Độ rộng xung điều khiển x:
Điện áp tối thiểu để động cơ hoạt động được là 3V,ở đây ta dùng điện áp 12V
làm nguồn,vậy độ rộng xung tối thiểu là:
X1=(3/12).100%=25%
- Do vậy để động cơ hoạt động tốt và vùng thay đổi tốc độ rõ rệt ta chọn 3 cấp độ
rộng xung là 40%,60% và 80%.
- Để transistor hoạt động đóng cắt hiệu quả thì :
 Nó phải hoạt động ở chế độ bão hòa,hay
< . (
là hệ số khuếch đại
tĩnh ).
17

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

 Vì Transistor là phần tử điều khiển cấp áp đóng mở cho MOSFET lên nó phải hoạt
động linh hoạt,do vậy tuy hoạt động ở chế độ bão hòa nhưng không được quá
sâu,hay:
= (1,2 1,5).

Hình 9:Bảng tra hệ số khuếch đại tĩnh theo dòng Ic.
Vậy ta có hệ phương trình :
= (1,2 1,5).
-

=

-

R11≥

-

=

= 330Ω
=

≤ 200mA

-

P = 12. min
Giải hệ trên ta được:
Chọn
10 mA thì
 R1 = 1200Ω

= 0,12 mA
 11 = 16 kΩ.

= 100

18


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

2.Thiết kế mạch điều khiển.

Hình 10:Mạch điều khiển.
Mạch điều khiển sử dụng IC AT89S52 làm mạch tạo xung vuông điều khiển ra ở port 2
như hình 10.
 3 phím bấm button nối với các port 1.0 ;1.1 ;1.2 để thay đổi 3 cấp độ rộng xung
 1 phím bấm button nối với port 3.2 để đảo chiều động cơ.
3.Code cho IC AT89S52.
Org 0000h
Sjmp main
Org 0003h
Cpl a
mov p2,#00h
delay:djnz r1,delay

Mov r0,a
reti
Org 0030h
main:
mov a,#0fh
Mov p2,#00h
setb p3.2
Mov p1,#0FFh
19


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Mov R0,#0fh
Mov tmod,#11h
Setb tcon.0
Mov ie,#10000001b
Xung0:
Jnb p1.1,Xung1
Jnb p1.2,Xung2
Mov tl0,#6bh
Mov th0,#0feh
Clr tr1
Clr tf1
Mov tl1,#0a6h
Mov th1,#0fdh
Mov p2,r0
Setb tr0
AN : jnb tf0,AN
Mov p2,#00h

Setb tr1
Clr tr0
Clr tf0
BN: jnb tf1,BN
Sjmp xung0
Xung1:
Jnb p1.0,xung0
Jnb p1.2,xung2
Mov tl0,#0a6h
Mov th0,#0fdh
Clr tr1
Clr tf1
Mov tl1,#6bh
Mov th1,#0feh
Mov p2,r0
Setb tr0
CN: jnb tf0,CN
Mov p2,#00h
Setb tr1
Clr tr0
Clr tf0
D: jnb tf1,D
Sjmp xung1
Xung2:
Jnb p1.1,xung1
Jnb p1.0,xung0
20


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Mov tl0,#0ddh
Mov th0,#0fch
Clr tr1
Clr tf1
Mov tl1,#9ah
Mov th1,#0ffh
Mov p2,R0
Setb tr0
E: jnb tf0,E
Mov p2,#00h
Setb tr1
Clr tr0
Clr tf0
F: jnb tf1,F
Sjmp xung2
end

21


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Thiêt kế mạch điện tử công suất
Tác giả: Phạm Quốc Hải
2. Điện tử công suất
Tác giả: Trần Trọng Minh
3. Slide: Các Kỹ thuật điều chế độ rộng xung (PWM)
Tác giả: Ths. Hà Xuân Hà

4. Điện tử tương tự
Tác giả: Nguyển Trinh Đường
Lê Hải Sâm
Lương Ngọc Hải
Nguyễn Quốc Cường
5.Datasheet các linh kiện MOSFET IRF540,IRF9540
Transistor 2N3904
IC AT89S52

22


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

23


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

24