langtusau1088
New Member
Download miễn phí Bộ chỉnh lưu dùng để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều
Trong sự phát triển của khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử, đặc biệt là việc phát triển các bộ vi điều khiển, đã làm thay đổi sâu sắc đời sống con người.Trong sản xuất, những dây chuyền được tự động hóa, con người đã hạn chế được việc tham gia trực tiếp vào các công việc nguy hiểm.
Nói chung, Vi điều khiển tham gia vào rất nhiều lĩnh vực trong đời sống và sản xuất. Trong các thiết bị điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển điều khiển hoạt động của TV, máy giặt, lò vi-ba…Trong hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển được sử dụng trong Robot, dây chuyền tự động. Nhưng cho dù hoạt động ở lĩnh vực nào thì vi điều khiển cung cần có nguồn DC để hoạt động. Do đó, các bộ vi điều khiển luôn có một bộ chỉnh lưu. Đây cũng chính là đề tài của nhóm em.
Bộ chỉnh lưu dùng để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều. Việc chuyển đổi này có nhiều cách để thực hiện như: dùng diode để chỉnh lưu bán kỳ, toàn kỳ, hay dùng Thyristor, Triac để tạo ra điện áp một chiều theo góc kích. Nhóm em sử dụng Triac kết hợp với cầu diode để làm bộ chỉnh lưu.
Nhóm em sẽ sử dụng 89C51 kết hợp với ADC để điều khiển Triac. Việc kết hợp ADC trong mạch điều khiển Triac sẽ tạo ra một bộ điều khiển kín, tín hiệu ngỏ ra luôn được hồi tiếp về và so sánh, nhờ đó tín hiệu ngỏ ra luôn được đảm bảo.
Bộ chỉnh lưu này có thể được sử dụng ở những nơi mà điện áp một chiều ngỏ ra luôn phải thay đổi như trong các phòng thí nghiệm, thực hành của các trung tâm điện tử hay ở các trường dạy kỹ thuật.
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN
-----------------------
I) Yêu cầu của đề tài:
Đối với đề tài này khi thực hiện cần đảm bảo hai yêu cầu cơ bản:
- Hiển thị phải rõ ràng.
- Điện áp chỉnh lưu phải được hồi tiếp để dảm bảo tính ổn định.
II) Sơ đồ khối:
Dựa vào các yêu cầu của đề tài, chúng em có sơ đồ khối như sau:
Nút nhấn
Bộ chuyển đổi ADC
Khối hiển thị
led 7 đoạn
Vi xử lí
Khối công suất
- Nút nhấn: giao tiếp với vi xử lí, dùng để nhập giá trị điện áp.
- Bộ chuyển đổi ADC: chuyển đổi tín hiệu Analog từ khối công suất thành tín hiệu Digital.
- Khối hiển thị led 7 đoạn: hiển thị giá trị đặt và giá trị đo.
- Vi xử lí: nhận dữ liệu từ bộ chuyển đổi ADC, giao tiếp nút nhấn, điều khiển khối công suất và hiển thị dữ liệu lên led 7 đoạn.
- Khối công suất: thực thi tín hiệu điều khiển từ vi xử lí.
Ngoài các khối cơ bản trên, chúng ta còn có một khối quan trọng khác là khối nguồn và mạch đồng bộ.
- Khối nguồn: dùng để cung cấp nguồn cho mạch điều khiển.
- Mạch đồng bộ: mạch này có tác dụng giúp vi xử lí tính toán góc kích cho Triac của khối công suất.
III) Chức năng các khối:
A. Khối nguồn:
1) Chức năng: cung cấp nguồn cho mạch điều khiển.
2) Sơ đồ nguyên lí khối nguồn: điện áp 9VAC được lấy từ máy biến áp, được chỉnh lưu toàn kỳ, qua IC 7805 để tạo nguồn 5VDC.
3) Các thành phần trong khối nguồn:
a) Diode bán dẫn:
- Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P-N ta được một Diode, tiếp giáp P-N có đặc điểm: Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn.
- Kí hiệu:
- Các loại Diode: diode zener, diode quang, diode biến dung, diode nắn điện,…
- Diode dẫn khi được phân cực thuận (UAK > 0)
- Diode phát quang ( Light Emiting Diode: LED): là Diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận, điện áp làm việc của LED khoảng 1,7 đến 2,2V dòng qua LED khoảng từ 5mA đến20mA. Led được sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có điện . vv…
- Trong mạch chỉnh lưu, Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu.
b) Tụ điện:
-Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động, là phần tử có giá trị dòng điên qua nó tỷ lệ với tốc độ biến đổi của điện áp trên nó theo thời gian. Tụ điện đươc chia thành hai loại: tụ phân cực và tụ không phân cực.
-Tụ điện có hai bản cực làm bằng chất dẫn điện đặt song song, ở giữa có lớp cách điện.
- Các loại tụ thường gặp ở hai nhóm có trị số cố định hay có trị số thay đổi được. Theo đặc điểm laọi vật liệu sử dụng khi chế tạo, tụ điện đựơc phân chia thành các loại sau:
+ Tụ gốm.
+ Tụ mica
+ Tụ polistiren.
+ Tụ polycacbonat.
+ Tụ poyeste
+ …..
- Tụ điện có giá trị điện dung thay đổi được bao gồm hai dạng cơ bản.
+ Dạng tụ điều chuẩn dung điện môi là lớp không khí giữa 2 bộ cánh cách kim loại nhôm lắp xen kẽ nhau một cách cố định, bộ kia có thể xoay 1800 nhờ một trục quay.
+ Dạng tụ tinh chỉnh dùng mica làm vật liệu điện môi cách ly giữa hai hay nhiều phiến kim loại xen kẽ, điện dung thay đổi được nhờ xoay vít trục để đều chỉnh phần điện tích trùng nhau giữa các phiến kim loại, phần trùng càng nhiều thì giá trị tụ càng tăng.
- Kí hiệu:
c) IC ổn áp 7805: là loại IC dùng để
ổn định điện áp +5V đầu ra.
- Output (3): Chân điện áp ra 5V.
- Command (2): Chân nối mass.
- Input (1) : Chân điện áp vào.
- Điện áp ngõ vào Vin>=5V (lớn hơn
từ 3V hay 4V), điện áp ngõ ra Vout =5V.
- Chân nối mass cũng rất quan trọng,
nếu chân này bị hở thì áp tại ngõ ra sẽ có thể bằng
với điện áp ngõ vào. Điều này sẽ rât nguy hiểm
nếu vi xử lý nhận được mức điện áp này.
B. Mạch đồng bộ:
1) Chức năng: điện áp 9VAC sau khi qua cầu chỉnh lưu sẽ cho ra điện áp 9VDC có dạng sóng như hình dưới, mỗi khi chân VBE ≤ 0.7V thì chân ZERO sẽ có một xung cạnh lên. Xung này được đưa vào vi xử lí để tính toán góc kích cho SCR.
2) Sơ đồ nguyên lí: - khi VBE ≤ 0.7V, VZERO = 5V.
- khi VBE ≥ 0.7V, VZERO = 0V.
C. Khối hiển thị LED 7 đoạn:
1) Chức năng: hiển thị giá trị đặt và giá trị điện áp sau khi chỉnh lưu (trong tài liệu này giá trị sau khi chỉnh lưu được gọi là VDC).
2) Thành phần của khối hiển thị:
a) LED 7 đoạn:
- LED 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 LED đơn có dạng thanh xếp theo hình bên dưới và có thêm một LED đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của LED 7 đoạn. 8 LED đơn trên LED 7 đoạn có Anode hay Cathode được nối chung với nhau (COM). 8 cực còn lại trên mỗi LED đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài để kết nối với mạch điện. Nếu LED 7 đoạn có Anode chung, COM được nối với +Vcc, các chân c̣n lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các LED đơn, LED chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0. Nếu LED 7 đoạn có Cathode chung, COM được nối xuống Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các LED đơn, LED chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1.
Anode chung:
LED 7 đoạn
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Trong sự phát triển của khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử, đặc biệt là việc phát triển các bộ vi điều khiển, đã làm thay đổi sâu sắc đời sống con người.Trong sản xuất, những dây chuyền được tự động hóa, con người đã hạn chế được việc tham gia trực tiếp vào các công việc nguy hiểm.
Nói chung, Vi điều khiển tham gia vào rất nhiều lĩnh vực trong đời sống và sản xuất. Trong các thiết bị điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển điều khiển hoạt động của TV, máy giặt, lò vi-ba…Trong hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển được sử dụng trong Robot, dây chuyền tự động. Nhưng cho dù hoạt động ở lĩnh vực nào thì vi điều khiển cung cần có nguồn DC để hoạt động. Do đó, các bộ vi điều khiển luôn có một bộ chỉnh lưu. Đây cũng chính là đề tài của nhóm em.
Bộ chỉnh lưu dùng để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều. Việc chuyển đổi này có nhiều cách để thực hiện như: dùng diode để chỉnh lưu bán kỳ, toàn kỳ, hay dùng Thyristor, Triac để tạo ra điện áp một chiều theo góc kích. Nhóm em sử dụng Triac kết hợp với cầu diode để làm bộ chỉnh lưu.
Nhóm em sẽ sử dụng 89C51 kết hợp với ADC để điều khiển Triac. Việc kết hợp ADC trong mạch điều khiển Triac sẽ tạo ra một bộ điều khiển kín, tín hiệu ngỏ ra luôn được hồi tiếp về và so sánh, nhờ đó tín hiệu ngỏ ra luôn được đảm bảo.
Bộ chỉnh lưu này có thể được sử dụng ở những nơi mà điện áp một chiều ngỏ ra luôn phải thay đổi như trong các phòng thí nghiệm, thực hành của các trung tâm điện tử hay ở các trường dạy kỹ thuật.
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN
-----------------------
I) Yêu cầu của đề tài:
Đối với đề tài này khi thực hiện cần đảm bảo hai yêu cầu cơ bản:
- Hiển thị phải rõ ràng.
- Điện áp chỉnh lưu phải được hồi tiếp để dảm bảo tính ổn định.
II) Sơ đồ khối:
Dựa vào các yêu cầu của đề tài, chúng em có sơ đồ khối như sau:
Nút nhấn
Bộ chuyển đổi ADC
Khối hiển thị
led 7 đoạn
Vi xử lí
Khối công suất
- Nút nhấn: giao tiếp với vi xử lí, dùng để nhập giá trị điện áp.
- Bộ chuyển đổi ADC: chuyển đổi tín hiệu Analog từ khối công suất thành tín hiệu Digital.
- Khối hiển thị led 7 đoạn: hiển thị giá trị đặt và giá trị đo.
- Vi xử lí: nhận dữ liệu từ bộ chuyển đổi ADC, giao tiếp nút nhấn, điều khiển khối công suất và hiển thị dữ liệu lên led 7 đoạn.
- Khối công suất: thực thi tín hiệu điều khiển từ vi xử lí.
Ngoài các khối cơ bản trên, chúng ta còn có một khối quan trọng khác là khối nguồn và mạch đồng bộ.
- Khối nguồn: dùng để cung cấp nguồn cho mạch điều khiển.
- Mạch đồng bộ: mạch này có tác dụng giúp vi xử lí tính toán góc kích cho Triac của khối công suất.
III) Chức năng các khối:
A. Khối nguồn:
1) Chức năng: cung cấp nguồn cho mạch điều khiển.
2) Sơ đồ nguyên lí khối nguồn: điện áp 9VAC được lấy từ máy biến áp, được chỉnh lưu toàn kỳ, qua IC 7805 để tạo nguồn 5VDC.
3) Các thành phần trong khối nguồn:
a) Diode bán dẫn:
- Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P-N ta được một Diode, tiếp giáp P-N có đặc điểm: Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn.
- Kí hiệu:
- Các loại Diode: diode zener, diode quang, diode biến dung, diode nắn điện,…
- Diode dẫn khi được phân cực thuận (UAK > 0)
- Diode phát quang ( Light Emiting Diode: LED): là Diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận, điện áp làm việc của LED khoảng 1,7 đến 2,2V dòng qua LED khoảng từ 5mA đến20mA. Led được sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có điện . vv…
- Trong mạch chỉnh lưu, Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu.
b) Tụ điện:
-Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động, là phần tử có giá trị dòng điên qua nó tỷ lệ với tốc độ biến đổi của điện áp trên nó theo thời gian. Tụ điện đươc chia thành hai loại: tụ phân cực và tụ không phân cực.
-Tụ điện có hai bản cực làm bằng chất dẫn điện đặt song song, ở giữa có lớp cách điện.
- Các loại tụ thường gặp ở hai nhóm có trị số cố định hay có trị số thay đổi được. Theo đặc điểm laọi vật liệu sử dụng khi chế tạo, tụ điện đựơc phân chia thành các loại sau:
+ Tụ gốm.
+ Tụ mica
+ Tụ polistiren.
+ Tụ polycacbonat.
+ Tụ poyeste
+ …..
- Tụ điện có giá trị điện dung thay đổi được bao gồm hai dạng cơ bản.
+ Dạng tụ điều chuẩn dung điện môi là lớp không khí giữa 2 bộ cánh cách kim loại nhôm lắp xen kẽ nhau một cách cố định, bộ kia có thể xoay 1800 nhờ một trục quay.
+ Dạng tụ tinh chỉnh dùng mica làm vật liệu điện môi cách ly giữa hai hay nhiều phiến kim loại xen kẽ, điện dung thay đổi được nhờ xoay vít trục để đều chỉnh phần điện tích trùng nhau giữa các phiến kim loại, phần trùng càng nhiều thì giá trị tụ càng tăng.
- Kí hiệu:
c) IC ổn áp 7805: là loại IC dùng để
ổn định điện áp +5V đầu ra.
- Output (3): Chân điện áp ra 5V.
- Command (2): Chân nối mass.
- Input (1) : Chân điện áp vào.
- Điện áp ngõ vào Vin>=5V (lớn hơn
từ 3V hay 4V), điện áp ngõ ra Vout =5V.
- Chân nối mass cũng rất quan trọng,
nếu chân này bị hở thì áp tại ngõ ra sẽ có thể bằng
với điện áp ngõ vào. Điều này sẽ rât nguy hiểm
nếu vi xử lý nhận được mức điện áp này.
B. Mạch đồng bộ:
1) Chức năng: điện áp 9VAC sau khi qua cầu chỉnh lưu sẽ cho ra điện áp 9VDC có dạng sóng như hình dưới, mỗi khi chân VBE ≤ 0.7V thì chân ZERO sẽ có một xung cạnh lên. Xung này được đưa vào vi xử lí để tính toán góc kích cho SCR.
2) Sơ đồ nguyên lí: - khi VBE ≤ 0.7V, VZERO = 5V.
- khi VBE ≥ 0.7V, VZERO = 0V.
C. Khối hiển thị LED 7 đoạn:
1) Chức năng: hiển thị giá trị đặt và giá trị điện áp sau khi chỉnh lưu (trong tài liệu này giá trị sau khi chỉnh lưu được gọi là VDC).
2) Thành phần của khối hiển thị:
a) LED 7 đoạn:
- LED 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 LED đơn có dạng thanh xếp theo hình bên dưới và có thêm một LED đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của LED 7 đoạn. 8 LED đơn trên LED 7 đoạn có Anode hay Cathode được nối chung với nhau (COM). 8 cực còn lại trên mỗi LED đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài để kết nối với mạch điện. Nếu LED 7 đoạn có Anode chung, COM được nối với +Vcc, các chân c̣n lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các LED đơn, LED chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0. Nếu LED 7 đoạn có Cathode chung, COM được nối xuống Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các LED đơn, LED chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1.
Anode chung:
LED 7 đoạn
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links