Tài liệu CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN pdf

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN
4.1.Mạch động lực
Nhóm sử dụng mạch cầu H bằng các MOSFET (IRF540 và IRF9540) để thiết kế
mạch động lực nhằm cấp nguồn và điều khiển đảo chiều động cơ.Ngoài ra còn có
m
ột MOSFET làm nhiệm vụ cấp PWM để điều khiển tốc độ động cơ.Trong đò án
nhóm sư dụng MOSFET loại cảm ứng.
4.1.1 Đặc tính của MOSFET
IRF540 (thường đóng) IRF9540 (thường mở)
Hình 4.1 MOSFET loại cảm ứng
MOSFET hay còn gọi là transistor có cực của cách li, có tác dụng như một khóa
K. Việc kích đóng hay mở khỏa K tùy thuộc vào điện áp đạt vào chân G của
FET.VG có thể âm hoặc dương.
Ta có đặc tính dẫn của MOSFET như hình
Hình 4.2 Đặc tính dẫn của MOSFET
4.1.2 Một số thông số quan trọng của MOSFET (IRF540 va IRF9540)
- Dòng làm việc Max từ 23A  33A tùy nhiệt độ môi trường cao hay thấp
- Kích dẫn bằng áp +- 20V
- Nhi
ệt độ làm việc -55C  175 C
- Th
ời gian trễ
+IRF 540 : turn on (11ns) và turn off (39ns)
+IRF 9540 : turn on (16ns) và turn off (47ns)
- T
ần số chuyển mạch cực đại 1Mhz
4.1.3.Sơ đồ nguyên lý
a. Sơ đồ nguyên lý
24V
R9
470

R2
R
R8
470
J2
CON4
1
2
3
4
PWM
J1
CON2
1
2
Q1
IRF540
B
R6
720
MG1
MOTOR DC
1 2
PWM
OPTO2
P521
12
43
R7
R

Q4
IRF540
A
OPTO3
P521
12
43
A
R1
R
Q2
IRF9540
R4
R
R3
R
Q3
IRF9540
OPTO1
P521
12
43
24V
R5
720
Q5
IRF540
B
Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H dùng MOSFET
b.Phân tích m

ạch
Mạch dùng 4 MOSFET (2 IRF540, 2 IRF9540) để tạo cầu H điều khiển chiều
động cơ.Bên cạnh đó 1 IRF540 l
àm nhiệm vụ cấp PWM điiều khiển vận tốc động
cơ.Mạc
h còn dùng 3 Opto làm nhiệm vụ cách ly mạch động lực với mạch điều
khiển Atmega 8.
IRF540 như một khóa thường mở,c
òn IRF9540 như 1 khóa thường đóng.Khi có
điện th
ì 540 đóng lại còn 9540 mở ra.
Theo mạch bình thường Q2 Q3 đóng, Q4 Q5 mở.
- Khi ta kích mức 1 vào chân A : Q2 đóng lại Q4 mở ra, dòng điện đi từ nguồn qua
Q3 qua động cơ đến Q4 về Mass, Q2 v
à Q5 mở ra.
- Khi ta kích mức 1 vào chân B : Q3 đóng lại Q5 mở ra, dòng điện đi từ nguồn qua
Q2 qua động cơ đến Q5 về Mass, Q3 v
à Q4 mở ra.
- Khi có xung PWM thì Q1 sẽ đóng ngắt liên tục theo xung để điều khiển điện áp
trung bình qua động cơ từ đó điều khiển được tốc độ động cơ.
Ưu điểm của mạch
:
-
Tránh được hiện tượng trùng dẫn do cùng 1 lúc chỉ có Q2, Q5 hoặc Q3, Q4 đóng
mà thôi.
- Có kh
ả năng hãm : Khi ngưng cấp nguồn do quán tính nên trong mạch xuất hiện
suất điện động cảm ứng.Nếu ta cấp mức 1 hoặc mức 0 vào 2 chân A và B thì sẽ
triệt tiêu được suất điện động này.
4.2. Mạch điều khiển

Nhóm dùng vi điều khiển Atmega 8 để điều khiển thuận n
ghịch và cấp PWM cho
động cơ.Ngoài ra c
òn dùng các IC ( hỗ trợ trong việc đọc encoder)
Hình 4.4 Mạch điều khiển Atmega8
Phân tích mạch :
M
ạch dùng Atmega 8 để điều khiển có MAX 232 giao tiếp máy tính thông qua
cổng COM.
IC SN74LS86AN là IC cổng XOR làm nhiệm vụ ghép xung tăng độ phân giải
(nhân xung) cho encoder mục đích làm cho việc điều khiển chính xác hơn.
IC SN74HC14 la IC strigger có tác dụng làm đẹp xung khi đưa từ encoder.