|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Bộ điều chỉnh công suất trên vi điều khiển. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Bộ điều chỉnh điện, nhiệt kế, ổn nhiệt Bài báo mô tả hai bộ điều khiển công suất thyristor cho tải quán tính. Việc sử dụng vi điều khiển cho phép sử dụng thuật toán đặc biệt để phân phối đồng đều các xung hiện tại trong tải và để có được tần số chuyển mạch cao ngay cả với bước điều khiển công suất là 1%. Thiết bị đầu tiên được thiết kế để kiểm soát công suất trong tải, được thiết kế cho điện áp lưới. Cái thứ hai hoạt động với tải điện áp thấp, không được kết nối điện với mạng. Ngoài ra, bộ điều chỉnh này cung cấp sự ổn định năng lượng trong tải trong quá trình dao động của điện áp lưới. Để kiểm soát tải quán tính, các bộ điều khiển công suất thyristor được sử dụng, hoạt động theo nguyên tắc cung cấp điện áp nguồn cho tải trong một số nửa chu kỳ, sau đó là tạm dừng. Ưu điểm của các thiết bị như vậy là thời gian chuyển mạch của thyristor trùng với thời điểm điện áp nguồn đi qua XNUMX, do đó mức độ nhiễu sóng vô tuyến giảm mạnh. Ngoài ra, một thiết bị như vậy, không giống như bộ điều chỉnh theo pha, không chứa các phần tử ngưỡng tương tự, giúp tăng tính ổn định của hoạt động và đơn giản hóa việc điều chỉnh. Vì việc chuyển mạch chỉ xảy ra trong quá trình chuyển đổi điện áp nguồn qua XNUMX, nên phần năng lượng tối thiểu cung cấp cho tải bằng với năng lượng mà tải tiêu thụ trong một nửa chu kỳ. Vì vậy, để giảm bước điều khiển công suất, cần phải kéo dài chuỗi nửa chu kỳ lặp lại. Ví dụ: để có được bước 10%, cần có một chuỗi mười nửa chu kỳ. Trên hình. Hình 1a cho thấy chuỗi xung trên điện cực điều khiển của thyristor đối với tải điện 30%.
Như bạn có thể thấy, thyristor mở trong ba nửa chu kỳ đầu tiên và đóng trong bảy nửa chu kỳ tiếp theo. Trình tự này sau đó được lặp lại. Tần số chuyển đổi của bộ điều chỉnh như vậy đối với bất kỳ công suất nào nhỏ hơn 100% bằng 1/10 tốc độ lặp lại nửa chu kỳ. Sẽ hợp lý hơn nhiều nếu phân phối các nửa chu kỳ trong đó thyristor mở, nếu có thể, đồng đều trên toàn bộ chuỗi [1]. Trong trường hợp tổng quát, bài toán phân bố đồng đều bất kỳ số lượng xung N nào trong chuỗi có độ dài M (khi N nhỏ hơn hoặc bằng M) được giải bằng thuật toán Bresenham. thường được sử dụng trong đồ họa raster để vẽ các phân đoạn xiên. Thuật toán này được thực hiện bằng cách sử dụng số học số nguyên, giúp đơn giản hóa rất nhiều việc lập trình của nó. Trên hình. Hình 1,6 cho thấy trình tự có cùng công suất 30%. nhưng sử dụng thuật toán Bresenham. Trong trường hợp thứ hai, tần số chuyển mạch cao hơn ba lần. Cần lưu ý rằng mức tăng đáng chú ý hơn với một bước kiểm soát công suất nhỏ. Cơ sở của bộ điều chỉnh công suất (Hình 2) là bộ vi điều khiển DD1 АТ89С2051 của ATMEL [2]. Một máy biến áp TT công suất thấp đã được sử dụng để cung cấp điện. trong đó, cùng với việc sử dụng quang điện trở, cung cấp sự cách ly điện với mạng. Điều này làm cho thiết bị an toàn hơn về điện. Một đặc tính hữu ích khác của bộ điều chỉnh là nó có thể được sử dụng với các tải được thiết kế cho các điện áp hoạt động khác nhau. Để làm điều này, chỉ cần đặt điện áp cần thiết lên thyristor từ một máy biến áp bổ sung là đủ. Ví dụ, bạn có thể cấp nguồn cho mỏ hàn điện áp thấp. Chỉ cần điện áp và dòng điện không vượt quá giá trị tối đa cho phép đối với các thyristor được áp dụng.
Điều chỉnh công suất trong tải bằng các nút SB1 và SB2. Nhấn nhanh vào một trong các nút sẽ tăng hoặc giảm một bước, trong khi giữ nút sẽ gây ra sự thay đổi công suất đơn điệu. Việc nhấn đồng thời hai nút dẫn đến tắt tải nếu nó đã được bật trước đó hoặc bật công suất tối đa nếu tải đã bị tắt. Giá trị của công suất trong tải được hiển thị trên đèn LED bảy phần tử HG1-HG3. Để giảm số lượng phần tử, một dấu hiệu động được triển khai trong phần mềm được sử dụng. Các cực âm của chỉ báo được kết nối với các cổng của vi điều khiển, cực dương bao gồm các bóng bán dẫn VT3 và VT4. được điều khiển bởi các tín hiệu quét chỉ báo. Ở chữ số cao nhất, chỉ có thể chỉ định một chữ số, do đó, các phần tử B và C được kết nối với cùng một cổng thông qua các điện trở và cực dương của các chỉ báo HG1 và HG2 được kết hợp. Dòng xung của các phần tử bị giới hạn bởi các điện trở R10-R18 ở mức xấp xỉ 15mA, nhỏ hơn dòng tối đa cho phép đối với các cổng (20mA). nhưng đủ để có được độ sáng cần thiết. Bộ so sánh tương tự được tích hợp trong bộ vi điều khiển liên kết với các thời điểm khi điện áp nguồn đi qua 5. Điện áp xoay chiều được cung cấp cho các đầu vào của nó thông qua các bộ hạn chế VD2R6 và VD3R3.2 từ cuộn thứ cấp của máy biến áp. Vai trò của bộ giới hạn đối với nửa chu kỳ âm của điện áp nguồn được thực hiện bởi các điốt của cầu chỉnh lưu. Việc chuyển đổi bộ so sánh xảy ra tại thời điểm điện áp nguồn đi qua 4. Đầu ra của bộ so sánh được thẩm vấn bằng phần mềm và ngay khi phát hiện thấy sự thay đổi trạng thái của nó, tín hiệu điều khiển sẽ xuất hiện ở đầu ra điều khiển thyristor (cổng vi điều khiển P3) để bật chúng. Trong trường hợp bỏ qua nửa chu kỳ hiện tại, tín hiệu này sẽ không có. Sau đó, chỉ báo HG4 bật trong 1 ms. Tại thời điểm này, trạng thái đóng của các nút và được kiểm tra. nếu cần, giá trị của công suất hiện tại sẽ được thay đổi. Sau đó, điện áp điều khiển được loại bỏ khỏi thyristor và các chỉ báo HG2 và HG4 được bật trong XNUMX ms. Hơn nữa, trong vòng XNUMX mili giây, dự kiến sẽ có một thay đổi mới về trạng thái của bộ so sánh. Tín hiệu từ cổng P3.2 đi đến một công tắc được tạo trên các bóng bán dẫn VT1 và VT2, được sử dụng để điều khiển các điốt phát quang của quang điện trở. Để chuyển đổi tải, hai quang điện trở được kết nối chống song song được sử dụng. Điốt phát quang của chúng được mắc nối tiếp. Các điốt phát hiện tại - khoảng 100 mA - đặt điện trở R1. Bộ điều chỉnh có thể hoạt động ở hai chế độ với các bước điều khiển công suất khác nhau. Chế độ vận hành được chọn bởi dây nhảy hàn S1. Vị trí của nó được thăm dò bởi bộ vi điều khiển ngay sau khi thiết lập lại. Ở vị trí 1, thể hiện trong sơ đồ, bước điều chỉnh công suất là 1%. Trong trường hợp này, chỉ báo hiển thị các số từ 0 (0%) đến 100 (100%). Ở vị trí 2, bước là 10%. Chỉ báo hiển thị các số từ 0 (0%) đến 10 (100%). Sự lựa chọn của mười chuyển màu trong chế độ 2 là do thực tế. rằng trong một số trường hợp (ví dụ, điều khiển bếp điện), một bước điều chỉnh công suất nhỏ là không cần thiết. Nếu bộ điều chỉnh được cho là chỉ được sử dụng ở chế độ này, thì có thể bỏ qua chỉ báo HG1 và các điện trở R17, R18. Nói chung, thiết bị cho phép bạn tùy ý thiết lập số mức công suất cho từng chế độ. Chỉ cần nhập giá trị chuyển màu mong muốn cho chế độ 0005 vào mã chương trình tại địa chỉ 1Н và cho chế độ 000 tại địa chỉ 2ВН. Bạn chỉ cần nhớ rằng số lượng chuyển màu tối đa ở chế độ 1 không được quá 127 và ở chế độ 2 - không quá 99, vì ở chế độ này, không thể hiển thị hàng trăm. Nếu dòng tải không vượt quá 2 A. có thể sử dụng quang điện trở mà không cần tản nhiệt. Ở dòng điện cao hơn, chúng được lắp đặt trên các bộ tản nhiệt có diện tích 50 ... 80 cm '. Khi tải được cung cấp điện áp dưới 50 V, quang điện trở có thể thuộc bất kỳ loại nào (về điện áp). Khi làm việc với điện áp lưới, loại quang điện trở ít nhất phải là 6. Máy biến áp nguồn là bất kỳ loại công suất thấp nào có điện áp trên cuộn thứ cấp là 8 ... 10 V và dòng điện cho phép ít nhất là 200 mA. Điốt FR157 (VD1-VD4) có thể hoán đổi với cầu chỉnh lưu KD208 KD209 hoặc KTs405 với bất kỳ chỉ số chữ cái nào. Chip ổn định DA1 7805 (tương tự trong nước KR142EN5A, KR1180EN5) không yêu cầu tản nhiệt bổ sung. Bóng bán dẫn VT2-VT4 - bất kỳ cấu trúc pn-p công suất thấp nào. Thay vì VT1, các bóng bán dẫn KT815, KT817 với bất kỳ chỉ số chữ cái nào đều được áp dụng. Tuy nhiên, cần chọn điện trở R5. Điốt VD5. VD6 - bất kỳ silicon công suất thấp nào, ví dụ: KD521, KD522. Các nút SB1 và SB2 - bất kỳ nút nhỏ nào mà không cần sửa chữa, ví dụ: PKN-159. Các chỉ số HG1 - HG3 - bất kỳ bảy phần tử nào có cực dương chung, độ sáng cần thiết của ánh sáng. Tụ điện C1. C3, C6 - bất kỳ oxit nào, phần còn lại - gốm. Điện trở R1 - MLT-0,5, phần còn lại - MLT-0.125. Ví dụ, thậm chí còn thuận tiện hơn khi sử dụng điện trở gắn trên bề mặt. PH1-12. Bộ điều chỉnh không cần điều chỉnh nếu nó được lắp ráp từ các bộ phận tốt đã biết và bộ vi điều khiển được lập trình không có lỗi. Vẫn nên kiểm tra tính chính xác của liên kết với tần số của điện áp nguồn. Để thực hiện việc này, hãy đồng bộ hóa máy hiện sóng với điện áp nguồn và đảm bảo rằng các xung quét màn hình (tín hiệu RXD và THO của bộ vi điều khiển) đồng bộ với nguồn điện và có tần số nguồn điện gấp đôi. Điều xảy ra là khi tải được kết nối do nhiễu, tính đồng bộ bị hỏng. Trong trường hợp này, cần kết nối một tụ điện có công suất 12-13 pF giữa các đầu vào của bộ so sánh (chân 1000, 4700 của vi điều khiển). Các mã chương trình vi điều khiển được đưa ra trong Bảng. một.
Với bước kiểm soát là 1%, sự không ổn định của điện áp lưới là nguyên nhân chính gây ra lỗi cài đặt nguồn. Nếu tải không được kết nối bằng điện với mạng, có thể dễ dàng đo giá trị trung bình của điện áp đặt vào tải và giữ nó không đổi bằng cách sử dụng mạch phản hồi. Nguyên tắc này được thực hiện trong bộ điều chỉnh thứ hai. Sơ đồ chức năng của thiết bị được hiển thị trong hình. 3.
Để hoạt động ở chế độ điều khiển tự động, hai bộ điều biến Bresenham (Mod. 1 và Mod. 2) được sử dụng, được triển khai trong phần mềm. Đầu vào của cái đầu tiên nhận mã của công suất cần thiết, được đặt bằng các nút điều khiển. Ở đầu ra của nó, một chuỗi xung được hình thành, được đưa qua bộ lọc thông thấp (Z1) đến đầu vào đảo ngược của bộ so sánh. Đầu vào không đảo của nó sau khi bộ lọc thông thấp (Z2) nhận được điện áp lấy ra từ tải. Từ đầu ra của bộ so sánh, tín hiệu lỗi một bit được đưa đến đầu vào của bộ vi điều khiển, nơi nó được lọc kỹ thuật số. Do bộ lọc kỹ thuật số (DF) hoạt động đồng bộ với các bộ điều biến nên đảm bảo triệt tiêu hiệu quả các gợn sóng ở tần số lặp lại của các chuỗi xung đầu ra và các hài của nó. Từ đầu ra của bộ lọc kỹ thuật số, tín hiệu lỗi tám bit được đưa đến bộ điều khiển tích hợp (IR). Để cải thiện độ chính xác, bộ điều khiển tích hợp hoạt động trong lưới 2 bit. Tám bit thấp hơn của mã đầu ra của bộ điều khiển được đưa đến đầu vào của bộ điều biến Mod. XNUMX, ở đầu ra của chuỗi xung được hình thành, được đưa đến bộ điều khiển thyristor. Một bộ điều khiển như vậy rất giống với mạch được mô tả ở trên, do đó, thật hợp lý khi chỉ tập trung vào sự khác biệt của nó. Trên hình. 4 cho thấy một phần khác của mạch. Các chân còn lại của vi điều khiển DD1 không được hiển thị trong sơ đồ. Chúng được kết nối theo cùng một cách. như trong hình. 2.
Vì các cổng I / O có sẵn của vi điều khiển là không đủ, chúng tôi phải từ bỏ việc sử dụng bộ so sánh tích hợp. Thay vào đó, bộ điều chỉnh sử dụng bộ so sánh kép DA2. Trên một (DA2.1), một đơn vị liên kết được lắp ráp vào các thời điểm chuyển tiếp qua 393 của điện áp lưới. Do đặc thù của vi mạch LM19, một điện trở R2 phải được thêm vào nút này, cùng với các điện trở R3 và R2 (xem Hình 3.2), tạo thành một bộ chia điện áp làm giảm điện áp phân cực âm ở đầu vào bộ so sánh. Tín hiệu (uốn khúc tần số chính) từ đầu ra của bộ so sánh được đưa đến đầu vào của vi điều khiển PXNUMX. Bộ so sánh thứ hai (DA2.2) được sử dụng trong mạch phản hồi. Tín hiệu lỗi bit đơn được đưa vào vi điều khiển P3.5. Đầu vào của bộ so sánh được trang bị bộ lọc thông thấp. tạo bởi các nguyên tố R23, C7 và R24, C8. Tín hiệu từ đầu ra của bộ điều chế (đầu ra của cổng P3.4 của vi điều khiển) được đưa đến đầu vào của bộ lọc thông thấp qua bộ chia R22R26. điều này là cần thiết vì bộ so sánh không thể hoạt động với điện áp đầu vào gần với điện áp nguồn. Biên độ của các xung sau bộ chia là khoảng 3,5 V. Độ ổn định của biên độ được xác định bởi độ ổn định của điện áp nguồn +5 V, được sử dụng làm ví dụ. Điện áp lấy ra từ tải được đưa đến đầu vào của một bộ lọc thông thấp khác cũng thông qua bộ chia R20R21. Đây là cách anh ấy được chọn. sao cho ở điện áp danh định của mạng và công suất trong tải là 100%, điện áp ở đầu ra của bộ lọc thông thấp là 3,5 V. Tín hiệu từ đầu ra của vi điều khiển RZ.Z được đưa đến công tắc bóng bán dẫn điều khiển quang điện trở. Máy biến áp mạng có một cuộn dây bổ sung (111), được kết nối với bộ chỉnh lưu có điều khiển, được hình thành bởi quang điện trở VS1. VS2 và cụm diode VD7. từ đó họ cung cấp tải. Các nút điều khiển để lưu cổng vi điều khiển được kết nối khác so với thiết bị trước đó. Có một khoảng trống trong chu kỳ điều chỉnh khi các chỉ báo tắt. Tại thời điểm này, có thể quét các nút dọc theo các đường điều khiển chỉ báo. Do đó, ba nút chỉ sử dụng một đường bổ sung: đây là đường trở lại được kết nối với chân cổng P3.7. Nút thứ ba là cần thiết cho chế độ "Tự động". Ngay sau khi bật, thiết bị ở chế độ điều khiển thủ công, tức là nó có chức năng tương đương với bộ điều khiển được mô tả ở trên. Để bật điều khiển tự động, nhấn đồng thời các nút "Tự động" và "+". Trong trường hợp này, đèn LED HL1 "Tự động" sáng lên. Ở chế độ này, bộ điều khiển sẽ tự động duy trì công suất đã đặt. Nếu bây giờ bạn nhấn và giữ nút "Tự động", thì bạn có thể thấy trạng thái hiện tại của bộ điều chỉnh trên các chỉ báo. Khi điện áp lưới giảm nhiều đến mức không thể duy trì nguồn, đèn LED "Tự động" bắt đầu nhấp nháy. Bạn có thể tắt chế độ điều khiển tự động bằng cách nhấn đồng thời các nút "Tự động" và "-". Các mã cho phần sụn của chương trình vi điều khiển của bộ điều chỉnh này được đưa ra trong Bảng. 2.
Khi dòng tải lớn hơn 2 A, nên lắp đặt quang điện trở trên tản nhiệt. Tấm tản nhiệt của vỏ quang điện trở được kết nối với cực dương, vì vậy các thiết bị có thể được gắn trên một bộ tản nhiệt trong thiết bị. Thay cho VD7, bạn nên sử dụng một tổ hợp các điốt Schottky (hoặc hai điốt Schottky riêng biệt, ví dụ: KD2998A). Trong trường hợp cực đoan, bạn có thể sử dụng điốt thông thường, được thiết kế cho dòng tải cần thiết. Có thể thu được kết quả tốt với các điốt thuộc sê-ri KD2997. KD2999. KD213. Bộ so sánh LM393 được sản xuất bởi phần mềm Integral dưới ký hiệu IL393. Bạn cũng có thể sử dụng hai bộ so sánh riêng biệt, chẳng hạn như LM311. Thay vì bóng bán dẫn KP505A, có thể sử dụng bóng bán dẫn lưỡng cực của dòng KT815, KT817 bằng cách đưa điện trở 2 kΩ vào mạch thu của bóng bán dẫn VT1. Phần còn lại của các yêu cầu là như nhau. như đối với bộ điều khiển được mô tả ở trên. Khi điều chỉnh bộ điều chỉnh, tải được kết nối với nó và cung cấp điện áp nguồn định mức (ví dụ: sử dụng LATR). Sau đó, đặt công suất tối đa (100%). Điện trở tông đơ R21 đảm bảo rằng chênh lệch điện áp ở đầu vào của bộ so sánh 0A2.2 gần bằng không. Sau đó, giảm công suất xuống 90% và bật chế độ "Tự động". Bằng cách điều chỉnh điện trở R21, khớp (với độ chính xác ± 1) của công suất đã cài đặt và số đọc của các chỉ báo ở chế độ điều khiển trạng thái của bộ điều chỉnh (khi nhấn nút "Tự động"). Văn chương
Tác giả: L.Ridiko, Minsk, Belarus
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Điện thoại thông minh nhanh nhất của Huawei ▪ Teslaphoresis ở kích thước nano ▪ Bộ định tuyến ASUS RT-AC3200 3200 Mbps
▪ phần của trang web Y học. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Băng dính sẽ không bị cong. Lời khuyên cho chủ nhà ▪ bài viết Tại sao không phải tất cả các đám mây mưa? đáp án chi tiết ▪ bài Tarragon. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Chống sét lan truyền tự động. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này