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

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN4.1.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

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 một 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

- Nhiệt độ làm việc -55C  175 C

- Thời gian trễ

+IRF 540 : turn on (11ns) và turn off (39ns)

+IRF 9540 : turn on (16ns) và turn off (47ns)

- Tần 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

PWM

OPTO2

P521

R7 R

Q4 IRF540

A

OPTO3 P521

A

R1 R

Q2 IRF9540

R4

R

R3 R

Q3

IRF9540

OPTO1 P521

24V

R5

720

Q5

IRF540

B

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H dùng MOSFET

b.Phân tích mạch

Mạch dùng 4 MOSFET (2 IRF540, 2 IRF9540) để tạo cầu H điều khiển chiều động cơ.Bên cạnh đó 1 IRF540 làm nhiệm vụ cấp PWM điiều khiển vận tốc động cơ.Mạch còn dùng 3 Opto làm nhiệm vụ cách ly mạch động lực với mạch điều khiển Atmega 8

IRF540 như một khóa thường mở,còn IRF9540 như 1 khóa thường đóng.Khi có điện thì 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 và 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 và 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 khả 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 nghịch và cấp PWM cho động cơ.Ngoài ra còn dùng các IC ( hỗ trợ trong việc đọc encoder)

Hình 4.4 Mạch điều khiển Atmega8 Phân tích mạch :

Mạch 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