Đồ án Mạch điều chỉnh điện áp một chiều bằng cách điều chỉnh độ rộng xung PWM

Lời Mở Đầu: Các mạch điện tử cơ bản vốn được coi là một trong những kiến thức cơ sở,vì vậy để học tốt kiến thức chuyên ngành thì việc nắm vững đặc điểm và nguyên lý ,cách thiết kế và làm mạch thực tế là rất quan trọng .bài thực hành với những kiến thức nền tảng sẽ giúp các bạn hiểu hơn về cách thiết kế mạch điện tử cơ bản Nội dung của bài thực hành này là thực hiện mạch điều chỉnh độ rộng của xung PWM đồng thời là điều chỉnh điện áp một chiều dùng IC LM324 và MOSFET IRF540 ,cùng một số linh kiện khác ,ngoài ra chúng ta cũng co thể dùng ic 555 va lm317,hoacvi điều khiển… ,mạch này đã được chúng em thiết kế dựa trên cơ sở sự hướng dẩn của giảng viên môn điện tử công xuất,một số giáo trình như: linh kiện điện tử,kỹ thuật xung số… Tuy chúng em đã có nhiều cố gắng khi biên soạn và bài báo cáo thực hành không tránh khỏi những khiếm khuyết.chúng em rất hy vọng nhận sự góp ý của Thầy và các bạn để bài thực hành được hoàn thiện hơn. Cuối cùng ,chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo:NGUYỄN TUẤN ANH đã hướng dẫn chúng em hoàn thành bài thực hành này. Hà nội - 2012 Nhóm sinh viên thực hiện: ĐẬU ĐỨC THƯƠNG HOÀNG VĂN TÙNG Nhiệm vụ đồ án môn học: I..Tên đề tài : Mạch điều chỉnh điện áp một chiều bằng cách điều chỉnh độ rộng xung PWM II..Nhiệm vụ và nội dung đề tài 1.. : Mạch điều chỉnh điện áp một chiều bằng cánh điều chỉnh độ rộng xung PWM 2..: Nội dung 2.1.Nguyên Lý Hoạt Động Của Mạch 2.2 . Mạch in trên Orcad/layout 2.3. Hình dạng thực tế của mạch III..Kết luận: 1.. : Mạch điều chỉnh điện áp một chiều bằng cách điều chỉnh độ rộng xung PWM 1.1.Sơ đồ nguyên lý hoàn chỉnh của mạch trên Orcad/capture 1.2.Sơ đồ nguyên lý cu the cua mạch trên orcad/capture 2..Nội dung 2.1.. nguyên lý hoạt động 2.1.1.Khối nguồn Hình3 :Khối Nguồn Xét mạch lọc nguồn hình3 Dùng biến áp khoảng 9(12AC được lọc chỉnh lưu thành điện áp 12VDC một chiều qua Diode cầu ,sau khi được chỉnh lưu ta dùng 1 con IC 7805(IC ổnáp) đưa ra một điện áp chuẩn là 5VDC giữ cho điện áp ổn định và bằng phẳng để cấp cho mạch chính hoạt động ổn định ,các giá trị tụ điện đưa vào mục đích lọc nhiễu tần số caotrên đường nguồn, đưa ra điện áp bằng phẳng hơn.giả sử trên đường mạch không có các tụ thì mạch sẽ tồn tại sóng nhấp nhô có tần số cao ,và nhiễu nó sẽ gây ra sai sót và làm cho mạch không ổn định..
Hình4 :mạch chỉnh lưu cầu khi có tụ 2.1.2.Khối phát xung PWM
HÌNH 5:khối phát xung + Khâu tạo xung răng cưa : Khâu này bao gồm các U1a, U1c, U1d. Đây là các Opam tạo ra xung răng cưa chuẩn. Xung răng cưa được tạo từ mạch dao động xung vuông qua bộ tích phân dùng Opam để tạo ra xung răng cưa. + Khâu so sánh để tạo ra xung vuông : Khâu này có nhiệm vụ tạo ra xung vuông điều chỉnh được về sườn lên và sườn xuống. Khâu này lấy tín hiệu xung răng cưa so sánh với tín hiệu một chiều để tạo ra xung vuông đồng thời đây là xung điều khiển. IC so sánh là U1b. Ta cóhìnhvẽdãnđồxungsau:
. Bộ dao động:tạo xung lấy mẫu dùng IC lm324,IC này có ba mức xung ra khác nhau, ba mức xung này lấy ở ba chân của IC ,chân 8 là lấy ra nhọn, chân 1 lấy ra xung vuông ,chân số 14 lấy ra xung răng cưa.đối với mạch này chúng ta lấy ra xung ở chân 8 là xung nhọn:
Xungra ở chânsố 2,6 làxungnhọnkhichân 7 hở mass khiđótụ C1 sẽnạpđiệnnguồn,khiđómưcdiệnáptrênchân 2,6 sẽ tang dầnlênchotớikhimứcápbằng 2/3 mứcápnguồnthìchân 7 chonối mass lúcnàytụ C1 xảđiện qua R2,vậy R2 cónhiệmvụlàhạndòngxảquálớnkhivào IC555(dònglớncóthểlàmcháy IC),khimứcáptrên 2,6 xuốngtới 1/3 mứcnguồnthìchân 7 lạihở mass tụ C1 lạinạpđiện…. Đểxácđịnhđượcđộrộngxungvàtầnsốcủaxungra ta cócáccôngthứcsau: tn : thờigianđiệnáp ở mứccao (tụnạp) tn = 0,7 . (R1 + R2). C1 = 0,7 . (470 + 470).0,47.10^-6 = 0,31 (ms) tp : thờigianđiệnápmứcthấp (tụphóng) tp =0,7 . R2 . C1 =0,7 . 470 .0,47.10^-6 =0,15 (ms) Điệnáptạichân 3 códạngxungvuôngcóchukỳlà : T = tn + tp =0,31 + 0,15 =0,46 (ms) Vậytầnsốcủatínhiệuxunglà : f = 1/ T = 2,1 ( KHz ) Do thờigianđểTụnạpvàphóngquánhỏnên led báoxung ở chân 3 khôngnháy (làmviệcvớitầnsốcao) Ta mắc 2 điệntrởhạndòngcho 2 led báotínhiệuxung, cógiátrịlà1k,nếu ta giảmtầnsốlàmviệcxuốngthì ta sẽthấy led D1,D2 sẽnhấpnháyliêntục ,điềuđóchothấyrằngcótínhiệuxungvuông ở chânsố 3,và xungnhọn ở chânsố 2,6 Ta códãnđồxungsau:
Mạch so sánhdùngIC741(mứcdương)
ĐiệnápngõvàonUvđượclấytừchân 3 của IC ,chânsố 2 dóngvaitròlàmđiệnápchuẩn ,khiđóđiệnápngõvàosẽlấy so sánhvớiđiệnápchuẩnUch Tạichânsố 2 dùng 1 con triếtápcógiátrịlà 10k ,1 điệntrởcógiátrị 220R làmcầuphânápđểlấyrađiệnápchuẩn.(ta cóthểđiềuchỉnhtriếtápđểthayđổigiátrịđiệnápchuẩnđể so sánhvớiđiệnápvào ở chân 3) Ubh = I.R8 = (12 . 10.10^3)/(R8+R6) = 11,7 (v) Khi : Uv>Uch => Ur ->Ubh Uv Ur -> 0 Mạchcuốicùnglàdùng transistor Mosfetcónhiệmvụđóngcắttạoramứcvônlêncao Ta dùng 1 tụ 103 đểlọcnhiễuchoMotor khitínhiệuđi qua IC741 Dùng 1 con diode 4007 đểcho Motor chạyổnđịnhhơn Ta cósơđồmạchnhưsau :
2.2..sơđồmạchnguyênlýhoànchỉnhtrênorcad/capture
2.3..mạch in trênorcad/layout
2.4. mạchmôphỏngtrên ISIS professional

2.5..sơđồmạchthựctế
III…kếtluận Trongquátrìnhthiếtkếchúngemcóthamkhảođếntàiliệucủamônhọccủngnhưđềtàimàchúngemđãtrìnhbày.Tuynhiên ,trongquátrìnhthựchiệncònnhiềuthiếusót do trìnhđộchuyênmônchưacao .Vìvậychúngemrấtmongnhậnđượcđónggóp ý kiếnchânthànhtừthầy,côgiáođểđềtàihoànthiệnhơn qua đógiúpchúngemcóthêmphầnhiểubiếttrongquátrìnhhọctậptiếptheo. ``````````*****chúngemxinchânthànhcảmơn*****``````````