CHƯƠNG IIITHIẾT 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
Trang 1CHƯƠNG 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:
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 điều khiển có quán tính lớn và công suất cung cấp cho đối tượng là điẹân lưới
Sơ đồ thiết kế mạch công suất:
AC(220)
Tín hiệu
điều
khiển
U 2 2 0 V
R 3
1 2 K
2 1
C 8
1 u F
U 4
M O C 3 0 2 0
1 2
R 2
3 3 0
2
1
R 1
3 3 0
2 1
L 1
1 0 u H
1 2
U 5
L O
1 2
.
Q 1
T R I A C
3
Trang 2HOẠT 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
Phương pháp điều rộng xung với:
T khiển
Với :
T
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:
T
T o n
Trang 3Trong đó :
T là chu kỳ xung kích
Từ dó ta có tỉ số truyền công suất trong một chu kỳ được dịnh nghĩa như sau:
Công suất cung cấp cho tải ứng với một chu kỳ là :
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)
một giá trị 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 bị 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:
T
Ton
t(s)
Udk
Heater
swic Udk AC
Trang 4/ W R
R 2
1 k
2
1
V C C
D 3
J S 1
C O N N T R B L K 2
1 2
1 2
D 1
Q 2
2 N 1 7 1 1
2
V C C
J S 2
C O N N T R B L K 2
1 2
1 2
Q 1
2 N 1 7 1 1
2
C S
D 0
1 k
2
1
D 6
D 5
U 3
7 4 H C 5 7 3 / L C C
1
1 1
2 0
1 9
1 8
1 7
1 6
1 5
1 4
1 3
1 2
2 3 4 5 6 7 8 9
O E
L E
V C C
1 Q
2 Q
3 Q
4 Q
5 Q
6 Q
7 Q
8 Q
1 D
2 D
3 D
4 D
5 D
6 D
7 D
8 D
D 4
D 2
V C C
U 4 A
7 4 L S 0 2 / S O
2
D 7
