Luận văn Xây dựng mô hình bộ biến đổi ba chức năng dùng cho đèn sự cố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG 
Luận văn 
Xây dựng mô hình bộ biến đổi ba 
chức năng dùng cho đèn sự cố 
1 
Lời mở đầu 
 Như chúng ta đã biết,chiếu sáng hiện nay là yếu tố vô cùng quan trọng 
trong cuộc sống.Chiếu sáng phục vụ nhu cầu sống và giải trí,chiếu sáng đặc 
biệt phục vụ đắc lực cho hoạt động làm việc,trong một vài lĩnh vực không thể 
thiếu vai trò của nguồn sáng.Vấn đề đặt ra là khi gặp phải sự cố mất nguồn 
điện lưới thì phải có sẵn một nguồn sáng dự phòng thay thế trong một khoảng 
thời gian nhất định,không những thế,chiếu sáng có thể chiếm tới 40% năng 
lượng tiêu thụ tại các công sở và trung tâm thương mại khiến chúng trở thành 
mục tiêu đáng chú ý của những sáng kiến tiết kiệm năng lượng. 
 Trong nhiệm vụ được giao lần này,em được nhận đề tài tốt nghiệp “Xây 
dựng bộ biến đổi ba chức năng dùng cho đèn sự cố”,đèn sự cố trong thực tế 
chính là một nguồn sáng dự phòng,nó thường được đặt tại các khu trung tâm 
thương mại,bệnh viện,khu giải trị công cộng như rạp chiếu phim,nhà 
háthay có thể sử dụng ngay tại gia đình.Khi xảy ra sự cố mất điện lưới,hỏa 
hoạn...ánh sáng của đèn sự cố có thể thực hiện việc giải tỏa sự cố đám đông 
nhanh chóng,báo hiệu lối thoát hoặc nơi tập trungNhiệm vụ cơ bản của đèn 
sự cố là khi mất nguồn điện lưới thì nó có thể ngay lập tức dùng nguồn điện 
dự trữ để tiếp tục cung cấp ánh sáng nên về cơ bản bộ biến đổi ở đây chính là 
một bộ chấn lưu 3 chức năng.Bộ này cung cấp điện cho bóng của đèn sự 
cố,thường thì các đèn sự cố trên thị trường hay dùng loại bóng tuýp dài hoặc 
loại tròn,nhưng đều là loại đèn phóng điện nhằm tiết kiệm năng lượng. 
Để xây dựng được mô hình chấn lưu ba chức năng cho đèn sự cố,ba chức 
năng mà em cần giải quyết đó là : 
-Chấn lưu điện tử (ballast) thông thường và sự cố cho đèn 
-Xả điện từ acqui thắp sáng đèn bằng bộ nghịch lưu mỗi khi sự cố mất điện 
lưới 
2 
-Sạc acqui tự động mỗi khi acqui xuống đến dưới mức được chọn 
Vậy em sẽ giải quyết từng vấn đề trong quyển đồ án này,dưới đây là các phần 
trong quyển đồ án : 
-Chương 1. Khái quát chấn lưu và chấn lưu cho các đèn neon 
-Chương 2. Tìm hiểu bộ chấn lưu ba chức năng của đèn sự cố và phương 
hướng xây dựng mô hình chấn lưu ba chức năng cho đèn sự cố của đồ án 
-Chương 3. Thiết kế bộ chấn lưu chuyển nguồn và nghịch lưu kích điện cho 
đèn sự cố 
-Chương 4. Thiết kế mạch tự động sạc acqui cho đèn sự cố 
 Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn,người đã 
hỗ trợ kiến thức giúp em trong quá trình làm đề tài.Mặc dù đã rất nỗ lực 
nhưng do khả năng kiến thức còn nhiều hạn chế và thời gian gấp rút nên việc 
hoàn thành đồ án chắc chắn còn nhiều sai sót,em kính mong các thầy cô giáo 
cũng như các bạn cùng nghiên cứu và góp ý để em có thể bổ sung kiến thức 
cho bản thân được hoàn thiện hơn ! 
Em xin chân thành cảm ơn ! 
Sinh viên thực hiện 
Ngô Thành Luân 
3 
CHƢƠNG 1. 
KHÁI QUÁT CHẤN LƢU VÀ CHẤN LƢU CHO CÁC ĐÈN 
NEON 
1.1. KHÁI QUÁT CHẤN LƢU 
1.1.1. Chấn lƣu và tầm quan trọng của chấn lƣu trong chiếu sáng 
 Trong công nghiệp cũng như trong cuộc sống hằng ngày thì chiếu sáng là 
rất cần thiết nên vấn đề năng lượng cho chiếu sáng cũng rất được chú ý,giải 
pháp để chiếu sáng tiết kiệm năng lượng mà vẫn đạt được hiệu suất là rất 
quan trọng. 
 Hiện nay trong chiếu sáng thì đèn sợi đốt vẫn được sử dụng nhiều,chúng 
mắc trực tiếp vào lưới,nhưng thực chất năng lương cung cấp cho nó là lãng 
phí nhiều do một lượng lớn chuyển hóa qua nhiệt năng tỏa ra.Khác với đèn 
sợi đốt,đèn phóng điện không thể mắc trực tiếp vào lưới điện,trước khi dòng 
điện kịp ổn định một cách nào đó thì chúng đã tăng mạnh làm đèn bị đốt nóng 
và phá hủy. Độ dài và đường kính của dây tóc trong đèn sợi đốt chính làm 
hạn chế dòng chạy qua nó và điều chỉnh ánh sáng phát ra. Thay vì dây tóc, 
đèn phóng điện dùng hiệu ứng hồ quang điện nên nó cần đến phần tử gọi là 
"chấn lưu" để trợ giúp cho việc phát sáng. 
Chấn lưu có ba công dụng chính: 
 Cung cấp thế hiệu khởi động một cách chính xác bởi vì đèn cần thế 
hiệu khởi động lớn hơn thế hiệu làm việc 
 Làm hợp điện thế nguồn về giá trị điện thế làm việc của đèn 
 Hạn chế dòng để tránh đèn bị hỏng bởi vì khi hồ quang xuất hiện thì 
tổng trở của đèn sẽ giảm (hiệu ứng điện trở vi phân âm) 
4 
 Đầu tiên đèn được coi như một khối khí không dẫn giữa hai điện cực.Chấn 
lưu cần phải cung cấp điện thế để tạo hồ quang giữa hai điện cực. Hiệu điện 
thế này được cấp bởi bộ biến áp nằm trong chấn lưu để tạo xung cao thế. Khi 
khí trong đèn đã bị iôn hóa, điện trở của đèn sẽ giảm rất nhanh tránh cho điện 
cực không bị đốt quá nóng. Khi dòng điện đã chạy qua dòng hồ quang khí sẽ 
nóng lên và tạo áp suất trong ống phóng điện. Áp suất này làm tăng điện trở 
của dòng hồ quang dẫn đến việc tiếp tục đốt nóng khí và nâng cao áp suất. 
Chấn lưu cần phải điều khiển thế và dòng để đèn làm việc ổn định tại công 
suất danh định. Thiếu việc điều khiển dòng của chấn lưu, áp suất sẽ tăng cho 
đến khi thế đặt vào hai điện cực sẽ giảm, iôn hóa sẽ tắt và đèn sẽ ngừng làm 
việc. 
 Nếu chấn lưu không thích hợp chúng sẽ khiến đèn làm việc trong trạng 
thái không tối ưu. Kết quả là đèn không làm việc tại đúng công suất và sẽ 
không phát đúng ánh sáng, tuổi thọ chúng sẽ giảm đi. Chấn lưu cần phải cung 
cấp đúng hiệu điện thế danh định để khởi động và duy trì hồ quang và cần 
phải điều khiển dòng để đèn làm việc đúng công suất. 
1.1.2. Các đặc trƣng cơ bản của chấn lƣu 
 Để lựa chọn chấn lưu cho các ứng dụng trên thực tế cần để ý đến 3 thông 
tin là loại đèn, số lượng đèn mà chấn lưu phải làm việc đồng thời và hiệu điện 
thế lối vào của hệ thống chiếu sáng. Sau khi đã xác định 3 tham số đó thì chấn 
lưu sẽ được lựa chọn tiếp tục dựa trên các đặc trưng sau: 
- Công suất lối vào 
 Đó là tổng công suất cần thiết để cả chấn lưu và đèn làm việc như một thể 
thống nhất. Ta không thể tính công suất lối vào như tổng số học của công suất 
chấn lưu cộng công suất đèn bởỉ vì đa số chấn lưu không điều khiển đèn làm 
việc hết công suất danh định. Do vậy công suất lối vào là một đại lượng cần 
đo chính xác sau khi xác định đúng công suất của đèn đang làm việc. 
5 
 Mất mát công suất của chấn lưu là phần công suất tổn hao riêng của chấn 
lưu. Nếu tổn hao này xác định được thì công suất lối vào là tổng của tổn hao 
này cộng với công suất đèn. Tuy nhiên việc tính này có thể dẫn đén sai phạm 
nếu ta không chắc chắn rằng đèn làm việc hết công suất danh định. 
-Điện thế lối vào 
 Mỗi chấn lưu làm việc với điện thế danh định ghi trên nhãn của chấn lưu. 
Nếu dùng không đúng thế danh định này có thể gây hỏng chấn lưu hoặc đèn 
hoặc cả chấn lưu và đèn. Chấn lưu điện tử có thể làm việc với hiệu điện thế 
lối vào trong khoảng hơn kém 10% hiệu điện thế định mức. 
-Dòng điện lối vào 
 Đó là dòng điện tiêu thụ danh định của chấn lưu và đèn. Đối với đa số 
chấn lưu chỉ có một giá trị dòng điện lối vào được chỉ định. Đối với một số 
chấn lưu khác, ví dụ như chấn lưu điện từ dùng cho đèn huỳnh quang thu gọn 
có dòng làm việc, dòng khởi động, dòng hở mạch. Có khả năng là dòng khởi 
động và dòng mạch hở lớn hơn dòng làm việc. Dòng lớn nhất phải được chú ý 
để thiết kế đúng mạch của hệ thống chiếu sáng, của mạch khởi động, của cầu 
chì bảo vệ ngược lại có thể gây hỏng cho hệ thống. 
-Hệ số công suất PF 
 Hệ số công suất xác định tương quan giữa hai loại công suất: hữu công và 
vô công. Hữu công đo bằng (KW). Đó là công mà hệ thống thực hiện chuyển 
động, sản ra nhiệt hoặc những thứ tương tự. Vô công đo bằng kilovolt- 
amperes vô công (KVAR). Hai loại công này chung lại tạo ra công biểu kiến 
đo trong đơn vị kilovolt-amperes (KVA). Cuối cùng hệ số công suất chính là 
tỷ số giữa hữu công và công biểu kiến, KW/KVA. 
Hệ số công suất của chấn lưu xác định hiệu quả chuyển hóa của thế hiệu và 
dòng điện của nguồn điện thành công suất tiêu thụ của chấn lưu và đèn. Sự 
6 
tận dụng hiệu quả dòng điện khiến hệ số công suất đạt giá trị 100%. Hệ số 
công suất không phải là chỉ số xác định khả năng của chấn lưu tạo ra ánh sáng 
của đèn. 
Chấn lưu được thiết kế có hệ số PF cao hoặc thường (nghĩa là thấp) hoặc có 
PF thích ứng. Loại có PF cao dùng trong các chiếu sáng thương mại có giá trị 
lớn hơn 90%. Chấn lưu loại PF cao dùng dòng khởi động thấp hơn loại có PF 
thấp, do vậy cùng một chỗ có thể lắp đặt nhiều chóa đèn hơn. Loại chấn lưu 
có PF thấp thường có dòng khởi động lớn gấp đôi loại có PF cao. Chúng đòi 
hỏi phí tổn dây nối nhiều hơn vì trong cùng một nhánh đèn số chóa đèn lắp 
đặt được ít hơn, do vậy có thể gây quá tải đối với toàn mạng và có thể bị các 
nhà cung cấp điện bắt phạt. 
-Chống nóng 
 Tất cả các chóa đèn trong nhà và ngoài trời cần phải được chống nóng để 
hạn chế nhiệt độ của chấn lưu để bảo vệ chúng khỏi bị quá nóng. Những chấn 
lưu có toả nhiệt tốt được dánh dấu “loại P”. 
Chấn lưu sắt từ và chấn lưu lai sử dụng bộ chống nóng (TP) như một phần 
của thiêt kế nằm ngay trong hộp của chấn lưu. Nếu chấn lưu quá nóng thì TP 
sẽ mở và ngắt nguồn điện vào chấn lưu cho đến khi nó nguội hẳn thì lại tự 
động nối nguồn điện lại. 
-Tạp âm của chấn lưu 
 Những tiếng rè của các hệ thống chiếu sáng dùng đèn phóng điện được tạo 
bởi những dao động của cuộn dây và lõi sắt từ của chấn lưu. 
Tạp âm này được khuyếch đại theo 3 cách: 
• Do cách gắn chấn lưu lên chóa đèn 
• Có phần tử nào đó trong chóa đèn bị lỏng 
7 
• Do trần nhà, tường, nền nhà và các đồ đạc gây ra. 
Việc lựa chọn chấn lưu của đèn phóng điện phải được tiến hành trên cơ sở 
gây tiếng ồn ít nhất cho khu vực quanh nó. 
Chấn lưu được phân theo tiếng ồn ra thành các loại ký hiệu từ A đến F. Vì 
chấn lưu điện tử không có những phần tử gây dao động và làm việc tại tần số 
cao nên chúng gây ít tiếng ồn hơn.Để lựa chọn chấn lưu cho tốt ta cần để ý 
đến hiệu quả sử dụng.Tiếng ồn của chấn lưu ở trong các gia đình quan trọng 
hơn ở các công sở. 
-Nhiệt độ làm việc 
Chấn lưu là nguồn phát nhiệt, cùng với nhiệt do đèn phát ra và các điều kiện 
của môi trường xung quanh khiến chấn lưu và tụ điện nằm trong vỏ của nó 
nóng lên. Tất cả các chấn lưu tiết kiệm năng lượng hiện nay được chế tạo 
dùng dây dẫn và cách điện chịu đưọc nhiệt độ 180°C. 
Nhiệt độ của các phần tử tăng khiến tuổi thọ của chúng giảm đi. 10°C tăng 
của nhiệt độ làm việc có thể dẫn đến làm giảm một nửa tuổi thọ của phần tử. 
Nhiệt độ làm việc của lớp cách điện của chấn lưu là 180°C và của tụ điện là 
90°C là những giá trị thí dụ cần để ý. 
-Hệ số chấn lưu 
 Hệ số chấn lưu bằng tỷ số giữa Thông lượng ánh sáng của đèn khi dùng 
với chấn lưu đang xét với Thông lượng ánh sáng của đèn khi dùng với chấn 
lưu chuẩn.Do chấn lưu là một phần tử tích hợp của hệ thống chiếu sáng nên 
chúng có ảnh hưởng trực tiếp lên thông lượng ánh sáng phát ra. Hệ số chấn 
lưu BF là đại lượng đánh giá khả năng của chấn lưu tạo ra ánh sáng từ đèn. 
Đó là tỷ số giữa thông lượng của cùng một đèn phát ra khi dung chấn lưu 
đang quan tâm và khi dùng chấn lưu chuẩn theo tiêu chuẩn  ... khoảng nghỉ của acqui sau khi nạp. 
3.2. Các phƣơng pháp nạp acqui 
 Ở các phần trên chúng ta đã lụa chọn loại acqui 12V 5Ah,dùng cho đèn sự 
cố nên ta dùng loại bình kín không cần bảo dưỡng.Với mục đích dễ dàng thay 
mới acqui khi hỏng chúng ta thiết kế một mạch nạp acqui riêng rẽ với các bộ 
phận khác. 
 Với việc nạp acqui,nếu sau khi acqui đã nạp tối đa mà vẫn được sạc tiếp 
thì toàn bộ năng lượng chuyển vào khi đó sẽ trở thành nhiệt năng trên 
acqui,điều này là rất không có lợi cho acqui bởi nó sẽ gây giảm tuổi thọ acqui 
và hơn nữa là việc tiêu tốn năng lương vô ích. 
Acqui của đèn sẽ được kết nối với một mạch nạp tự động,mạch này có khả 
năng tự đo mức của acqui để sạc và ngắt khi acqui được nạp đầy. 
Có 3 phương pháp nạp ắc qui là: 
-Phương pháp nạp với dòng điện không đổi 
-Phương pháp với điện áp không đổi 
-Phương pháp nạp dòng áp 
60 
3.2.1. Phƣơng pháp nạp với dòng điện không đổi 
Hình 3.3. Sơ đồ nạp acqui với dòng điện không đổi 
 Đây là phương pháp nạp cho phép chọn được dòng nạp thích hợp cho mọi 
loại ắc qui, bảo đảm cho ắc qui được no. Đây là phương pháp sử dụng trong 
các xưởng bảo dưỡng, sửa chữa để nạp điện cho ắc qui hoặc nạp sửa chữa cho 
ắc qui bị sunfat hóa. 
 Với phương pháp này ắc qui được mắc nối tiếp nhau và phải thỏa mãn 
điều kiện: 
 Un 2,7.Naq 
 Trong đó: 
 Un – điện áp nạp 
61 
 Naq – Số ngăn acqui đơn 
Trong quá trình nạp, sức điện động của ắc qui tăng dần lên, để duy trì 
dòng nạp điệnkhông đổi, ta phải bố trí trong mạch nạp biến trở R.Trị số giới 
hạn của biến trở được xác định theo công thức : 
n
aqn
I
NU
R
0,2
 Nhược điểm của phương pháp nạp với dòng điện không đổi là thời gian 
nạp kéo dài,người ta sử dụng phương pháp nạp với dòng điện nạp có cùng 
dung lượng định mức. Để khắc phục nhược điểm thời gian nạp kéo dài, người 
ta sử dụng phương pháp nạp với dòng điện nạp thay đổi hai hay nhiều nấc. 
Trong trường hợp hai nấc, dòng điện nạp ở nấc thứ nhất chọn bằng ( 0,3 0,5) 
C20 tức là nạp cưỡng bức và kết thúc ở nấc một khi ắc qui bắt đầu sôi. Dòng 
điện nạp ở nấc thứ hai là 0,05C20 . 
62 
3.2.2. Phƣơng pháp nạp với điện áp không đổi 
Hình 3.4. Sơ đồ nạp acqui với điện áp không đổi 
 Phương pháp này yêu cầu các ắc qui được mắc song song với nguồn nạp. 
Hiệu điện thế của nguồn nạp không đổi và được tính bằng (2,3V 2,5V) cho 
mỗi ngăn đơn. 
Hiệu điện thế của nguồn nạp phải đượ c giữ ổn định với độ chính xác đến 3% 
và được theo dõi bằng vol kế.Dòng nạp 
In = (Un− Eaq)/ Raq 
 Lúc đầu sẽ rất lớn sau đó khi Eaq tăng dần lên thì In giảm đi khá nhanh. 
 Phương pháp nạp với điện áp không đổi có thời gian ngắn, dòng nạp tự động 
giảm theo thời gian. 
63 
Tuy nhiên phương pháp này ắc qui không được nạp no. Vì vậy nạp với 
phương pháp điện áp không đổi là phương pháp nạp bổ sung cho ắc qui trong 
quá trình sử dụng. 
3.2.3. Phƣơng pháp nạp dòng áp 
 Đây là phương pháp tổng hợp của hai phương pháp trên. 
-Đối với ắc qui axit : Để đảm bảo thời gian nạp cũng như hiệu suất nạp thì 
trong khoảng thời gian tn= 16h tương ứng với 75 - 80% dung lượng ắc qui ta 
nạp với dòng điện không đổi là : 
In= 0,25C20 
 Vì theo đặc tính nạp của ắc qui thì trong đoạn nạp chính thì khi dòng điện 
không đổi thì điện áp, sức điện động tải ít thay đổi, do đó đảm bảo tính đồng 
đều về tải cho thiết bị nạp. 
Sau thời gian 16h ắc qui bắt đầu sôi lúc đó ta chuyển sang nạp ở chế độ ổn áp. 
Khi thời gian nạp được 20h thì ắc qui bắt đầu no, ta nạp bổ sung thêm 2 - 3h. 
-Đối với ắc qui kiềm : Trình tự nạp cũng giống như ắc qui axit nhưng do khả 
năng quá tảicủa ắc qui kiềm lớn nên lúc ổn dòng ta có thể nạp với dòng nạp : 
In = 0,1C20 
hoặc nạp cưỡng bức để tiết kiệm thời gian với dòng nạp : 
In = 0,25C20 
 Các quá trình nạp ắc qui tự động bị kết thúc khi ngắt nguồn nạp hoặc 
khi nạp ổn áp với điện áp bằng điện áp trên hai cực của ắc qui, lúc đó dòng 
nạp sẽ từ từ giảm về không. 
 Vì acqui là tải có tính chất dung kháng kèm theo sức phản điện động cho 
nên khi acqui đói mà ta phải nạp theo phương pháp điện áp thì dòng điện 
64 
trong ắc qui sẽ tự động dâng nên không kiếm soát được sẽ làm sôi ắc qui dẫn 
đến hỏng học nhanh chóng. Vì vậy trong vùng nạp chúng ta phải tìm cách ổn 
định dòng nạp cho ắc qui. 
Khi dung lượng của ắc qui dâng lên đến 80% lúc đó nếu ta cứ tiếp tục giữ ổn 
định dòng nạp thì ắc qui sẽ sôi và làm cạn nước. Do đó đến giai đoạn này ta 
lại phải chuyển đến chế độ nạp acqui sang chế độ ổn áp. Chế độ ổn áp được 
giữ cho đến khi ắc qui đã thực sự no. Khi điện áp trên các bản cực của ắc qui 
bằng với điện áp nạp thì lúc đó dòng nạp sẽ tự động giảm về không,kết thúc 
quá trình nạp. 
Nhận xét : 
Qua các phương pháp nạp trên ta lựa chọn phương pháp nạp với điện áp 
không đổi để phù hợp với nhu cầu bổ sung điện mỗi khi acqui thiếu điện của 
đèn sự cố. 
3.3. Xây dựng mạch nạp acqui tự động 
Để nạp acqui thì phải căn cứ đến những yếu tố sau: 
-Điện áp ắc quy khi đầy: 
Ta dùng loại acqui 12V nên khi đầy điện áp acqui thường là 13,6 VDC đến 
13,7 VDC. 
-Chế độ nạp : 
Có 4 chế độ nạp: 
* Nạp "thả nổi" : dòng nạp nhỏ hơn 1/15 dung lượng ắc quy trong 20 h. 
Ví dụ : ắc quy 5 Ah nạp thả nổi với dòng 0,33 A. 
65 
* Nạp vừa : dòng nạp bằng 1/7 đến 1/8 dung lượng ắc quy trong 8h --> 10h. 
Ví dụ : ắc quy 5 Ah nạp vừa với dòng 0,6 A đến 0,7 A. 
* Nạp nhanh : dòng nạp = 1/4 dung lượng ắcquy trong hơn 4h. 
Ví dụ : ắc quy 5 Ah nạp nhanh với dòng 1,25 A. 
* Vừa nạp vừa dùng : dòng nạp = 1/2 dung lượng ắc quy cho đến khi đầy 
(dưới 10 phút). Khi điện áp ắc quy xuống còn 11,8 VDC hay 11,9 VDC thì lại 
nạp. 
Tuy nhiên nạp acqui càng nhanh thì tuổi thọ acqui sẽ giảm càng nhanh,nên 
thường không sử dụng các dòng nạp cao.Trong mach thiết kế chúng ta sẽ sử 
dụng dòng nạp bằng 1/10 dung lượng acqui,tức là 0,5 A. 
- Nguồn nạp : 
Nguồn nạp phải có điện áp cao hơn điện áp đầy của ắc quy. Tốt nhất là nạp 
bằng nguồn chỉnh lưu, chỉ nắn mà không lọc (không lọc bằng tụ). 
Khi nắn ra ta có điện thế đỉnh 
Vp = 12 * = 12 * 1,414 = 16,768 V 
 Đạt yêu cầu điện áp và cường độ nạp. 
3.3.1. Các linh kiện chính cho mạch sạc acqui 
a. Máy biến áp: 
 Chọn máy biến áp ở mạch này người ta thường chọn biến áp có ngõ ra 
12V và 15V,dòng bằng 1/2 dung lượng ắcqui để có thể dùng được nhiều chế 
độ nạp nếu cần. 
66 
Ở đây ta lấy biến áp 3A,ngõ ra 15V. 
b.Pic 16F684 
Pic 16F684 có 14 chân,ADC 10 bit,dưới dây là sơ đồ chân : 
Hình 3.5. Sơ đồ chân Pic 16F684. 
Hình dạng thực tế: 
Hình 3.6. Hình dạng thực tế Pic 16F684 
c. IC KA7805 
-Điện áp vào 5V đến 18V 
-Điện áp ra 5V ( 4,8V đến 5,2V ) 
67 
Ngoài ra còn một số diode,tụ 35V,điện trở nhiệt 
3.3.2. Sơ đồ nguyên lí mạch nạp ăcqui tự động 
Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lí mạch nạp acqui tự động 
 Đây là sơ đồ nạp acquy kiểu nạp áp không đổi với Pic16F684 là bộ xử lý 
trung tâm cho mạch. 
-Các mạch lấy tín hiệu dùng trở phân áp gồm có:R2-R3, R7-R8,lấy thông tin 
về cho VĐK. 
-Các diode ổn áp 5v D6,D1 mắc tại đầu vào vi điều khiển với mục đích bảo 
vệ đầu vào chống vượt quá 5v gây hỏng Port của vi điều khiển. 
-Role dùng để cấp điện áp nạp cho acquy, có 1 điện trở nhiệt R5 để hạn chế 
dòng nạp.Khi nạp sẽ gây nóng điện trở này. 
68 
-Transistor Q1(D468) dùng để cấp nguồn cho cuộn hút role. 
-Nguồn 15vdc cấp cho mạch được lấy từ điện áp thứ cấp của biến áp nhờ cầu 
chỉnh lưu hoặc lấy điện về từ acquy nếu mất nguồn, tất cả được mắc tới đầu 
vào nguồn của IC ổn áp LM7805. 
-Các diode D7-D8 có nhiệm vụ chống lan áp, dòng ngược từ acquy sang 
mạch lấy tín hiệu có điện áp lưới( R2-R3) và chống áp VDC trực tiếp từ 
nguồn nạp tới acquy để bắt buộc phải qua role. 
-Mạch có đèn led báo nguồn. 
Khi điện áp xuống tới 11V thì ADC của Pic sẽ phát hiện và mạch sẽ tự động 
sạc cho acqui.Khi acqui được no role sẽ được điều khiển ngắt bộ sạc khỏi 
nguồn. 
Trong trạng thái bình thường,mạch luôn được nuôi sống với biểu hiện là đèn 
led sáng,Pic luôn sẵn sàng kiểm tra dung lượng acqui cũng như nhận biết 
trạng thái nguồn lưới để đưa ra tín hiệu điều khiển mạch. 
3.3.3. Chƣơng trình điều khiển tự động nạp acqui 
#include 
#device *=8 
#FUSES NOWDT //No Watch Dog Timer 
#FUSES HS //High speed Osc (> 4mhz for PCM/PCH) 
(>10mhz for PCD) 
//#FUSES NOPUT //No Power Up Timer 
#FUSES MCLR //Master Clear pin enabled 
#FUSES NOPROTECT //Code not protected from reading 
//#FUSES NOCPD //No EE protection 
//#FUSES NOBROWNOUT //No brownout reset 
#use delay (clock=20000000) 
69 
#byte PortC= 0x07 
#bit Role_Acquy =PortC.1 
unsigned int8 data[2]={},check=0; 
int1 enable_time=0; 
unsigned int16 time=0; 
#INT_RTCC 
void RTCC(void)// CT phuc vu ngat 
{ 
if(enable_time==1)// Neu yeu cau tao tre 
 { 
 time--; 
 if(time==0) 
 { 
 enable_time=0; 
 } 
 } 
if(check<2) 
 { 
 Set_Adc_Channel(7);//Chuan bi doc dien ap luoi 
 if(check) 
 { 
 data[check-1]=Read_Adc();// lay Adc 
 } 
70 
 check++; //Check=1 
 } 
else if(check<4) 
 { 
 Set_Adc_Channel(6);//Chuan bi doc dien ap acquy 
 if(check==3) 
 { 
 data[check-2]=Read_Adc();// lay Adc 
 } 
 check++;// Check=4 
 if(check==4) 
 { 
 check=0;// Da doc xong cac dau vao Adc 
 } 
 } 
} 
void delay(unsigned int16 t) 
{ 
time=t<<1;//Nhan doi thoi gian 
enable_time=1; 
while(enable_time!=0) 
 { 
 } 
t=0; 
} 
void status_init(void) 
71 
{ 
Role_Acquy=0; 
} 
void operation(void) 
{ 
//_____________________CT kiem soat va nap acquy______________ 
if(data[0]>20)// Neu co dien ap tu luoi 220VAC 
 { 
 if(data[1]>68)// Acquy Full 
 { 
 Role_Acquy=0;//Tat role nap acquy 
 } 
 else if(data[1]<50)// Acquy mising 
 { 
 Role_Acquy=1;// Nap Acquy 
 } 
 } 
else if(data[0]<10)// Neu ko co dien ap tu luoi 220VAC 
 { 
 Role_Acquy=0;//Tat role nap acquy 
 } 
} 
72 
void main() 
{ 
Setup_Adc_Ports(sAN4|sAN6|sAN7|VSS_VDD);// Khai bao cac chan lam 
Adc 
Setup_Adc(Adc_Clock_Div_2); //Clock chia 2 
Setup_Timer_0(RTCC_Internal|RTCC_Div_16|RTCC_8_Bit);// Khai bao 
dung timer 0 
Set_Timer0(96);// Thoi gian tran Timer0 la 512us 
Enable_Interrupts(Int_RTCC); 
delay_ms(100);//Tre on dinh 100ms 
enable_interrupts(GLOBAL);//Cho phep cac ngat duoc hoat dong 
Set_Tris_A(0b11111011);// Thiet lap PortA 
set_tris_C(0b11111101);// Thiet lap PortC 
status_init();// Khoi tao ban dau 
73 
while(1) 
 { 
 delay(512); 
 operation(); 
 } 
KẾT QUẢ 
Mô hình với các tính năng của đèn sự cố đã được thiết kế và thực hiện.Việc 
chuyển đổi được đề xuất đã được thiết kế theo kỹ thuật sau: 
1. Điện áp vào: 220 V/50 Hz; 
2. Pin điện áp: 12V; 
3. Kiểm tra đèn: hai đèn 8W huỳnh quang. 
Hệ thống hiệu quả tổng thể là khoảng 80%, trong đó thiệt hại chủ yếu là do rò 
rỉ điện cảm của biến áp. 
Theo chế độ bình thường, các chức năng chuyển đổi như là một chấn lưu điện 
tử thông thường, khi mất điện, bộ chuyển đổi sẽ tự động chuyển ngay sang 
được chế độ pin mà không đợi lâu. 
3.3.5. Hình ảnh mô hình trong thực tế 
74 
Hình 3.9. Hình ảnh mô hình trong thực tế