Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ ĐỒ Á N CÔ NG NGHỆ 1 Thiết kế bộ nguồn ổn áp một chiều có điện áp 12V, +12V dòng 1A ĐỒ Á N CÔ NG NGHỆ 2 MỤC LỤC Trang PHẦN I MỞ ĐẦU 2 PHẦN II NỘI DUNG 3 CHƯƠNG I KHÁ I QUÁ T CHUNG 3 I K.
ĐỒ Á N CÔ NG NGHỆ Thiết kế nguồn ổn áp chiều có điện áp -12V, +12V dịng 1A ĐỒ Á N CÔ NG NGHỆ MỤC LỤC Trang PHẦN I.MỞ ĐẦU PHẦN II.NỘI DUNG CHƯƠNG I:KHÁ I QUÁ T CHUNG I.KHÁ I NIỆM CHUNG: II.SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH NGUỒN III.LINH KIỆN CHƯƠNG II:TÍNH TỐ N VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN I.BỘ NGUỒN ………………………………………………… II.MẠCH CHỈNH LƯU 11 III.MÁ Y BIẾN Á P … 15 IV.BỘ LỌC 18 CHƯƠNG III.KẾT QUẢ VÀ MẠCH MÔ PHỎNG 20 PHẦN III.LỜI KẾT 23 Tài liệu tham khảo - Tài liệu chuyên ngành: + Kỹ thuật điện tử - Đỗ Xuân Thụ, Nxb Giáo duc, 2004 + Điện tử công suất –Lê văn Doanh,NXB khoa học kĩ thuật,2009 ĐỒ Á N CƠ NG NGHỆ Lời nói đầu Ngày nay, với phát triển ngày mạnh lĩnh vực khoa học kỹ thuật thiết bị điện tử ứng dụng rộng rãi lĩnh vực kinh tế, xã hội đời sống Trong tất thiết bị điện tử vấn đề nguồn cung cấp nghững vấn đề quan trọng định đến làm việc ổn định hệ thống Hầu hết thiết bị điện tử sử dụng nguồn điện chiều ổn áp với độ xác ổn định cao Hiện nay, kỹ thuật chế tạo nguồn điện ổn áp khía cạnh nghiên cứu phát triển với mục đích tạo khối có cơng suất lớn, độ ổn định, xác cao, kích thước nhỏ Từ ứng dụng thực tế nguồn điện ổn áp chiều dựa vào nhứng kiến thức học em thực hiên đề tài: “Thiết kế nguồn ổn áp chiều có điện áp -12V, +12V dịng 1A” sử dụng IC ổn áp” hướng dẫn tận tình thầy giáo Nguyễn Hải Hà Qua em tìm hiểu kĩ ngun lý hoạt động mạch nguồn đồng thời có thêm kiến thức thiết kế mạch tương tự Do hạn chế hiểu biết thời gian, nên trình tìm hiểu , nghiên cứu thuyết minh đề tài khơng tránh khỏi sai sót Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô bạn bè để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! ĐỒ Á N CÔ NG NGHỆ PHẦN II:NỘI DUNG CHƯƠNG I:KHÁ I QUÁ T CHUNG I.Khái niệm chung:nguồn chiều có nhiệm vụ cung cấp lượng chiều cho mạch thiết bị điện tử hoạt động.Năng lượng chiều tổng quát lấy từ nguồn xoay chiều điện lưới thơng q trình biến đổi thực nguồn chiều Vìvậy sống với khoa học công nghệ phát triển với nghành tự động hóa thực tập vi điều khiển cần có nguồn chiều nguồn 5v dùng cho đèn led 12v,24v để nuôi cho IC điều khiển chạy động II.Sơ đồ khối mạch nguồn Hình 1.1:Sơ đồ khối mạch nguồn 1.Máy biến áp dùng để biến đổi điện áp xoay chiều U1 thành điện áp xoay chiều U2 có giá trị thích hợp 2.Mạch chỉnh lưu có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp xoay U2 chiều thành điện áp chiều khơng phẳng U1 (có giá trị that đổi nhấp nhơ) 3.Bộ lọc có nhiệm vụ san điện áp chiều đập mạch U1 thành điện áp chiều U01 nhấp nhơ ĐỒ Á N CƠ NG NGHỆ 4.Bộ ổn áp chiều(IC nguồn) có nhiệm vụ ổn định điện áp(dịng điện)ở đầu U02 (It)khi U01 bị thay đổi theo ổn định U01 hay It III.Linh kiện mạch Máy biến áp (hạ áp) Diode chỉnh lưu cầu Tụ hóa ;tụ kẹo; đèn led ;tản nhiệt điện trở Ic ổn áp 7912,7812 CHƯƠNG II:TÍNH TỐ N V À LỰA CHỌN LINH KIỆN CHO MẠCH I.BỘ ỔN Á P .Để thu nhỏ kích thước chuẩn hóa tham số ổn áp chiều để bù tuyến tính người chế tạo dạng vi mạch,nhờ việc sử dụng dễ dàng hơn.Các IC ổn áp thực tế bao gồm phần tạo điện ápchuẩn, khuyếch đại tín hiệu sai lệch ,tranzito điều chỉnh ,bộ hạn chế dòng IC ổn áp thường đảm bảo dòng khoảng từ 100mA đến 1A điện áp tới 50v,công suất tiêu tán khoảng 500-800mW Theo đề tài đặt cần tạo mức điện áp 5v,12v dịng 1A nên ta chọn loại IC 78xx có chân nối 7805(+5v) 7812(+12v).với dòng 0-1A.Dùng IC 78xx điện áp ổn định ĐỒ Á N CƠ NG NGHỆ • 78xx gồm có chân : : INPUT - Chân nguồn đầu vào : GROUND - Chân nối đất : OUTPUT - chân nguồn đầu ỔN Á P Các mạch ổn áp có nhiệm vụ giữ cho điện áp dòng điện thiết bị cung cấp không đổi điện áp vào thay đổi tải nhiệt độ thay đổi Thông thường mạch ổn áp có tác dụng giảm U giảm tạp âm dùng mạch ổn định giảm nhỏ kích thước thiết bị cung cấp nhờ tiết kiệm tụ điện điện cảm lọc Mạch ổn áp dùng diode Zener Hiệu diode Zener thể đoạn đặc tuyến ứng với u < -Uz, lúc với lượng biến đổi dịng điện ∆ I lớn ∆ U biến thiên Các diode zener có Uz ≈ 8V thường có điện trở động rz nhỏ nghĩa chúng ổn áp tốt Các diode có Uz < 8V thìrz lớn nên khơng thể dung để ổn ĐỒ Á N CƠ NG NGHỆ áp được, cịn diode có Uz > 8V có tăng nhỏ nên dùng làm ổn áp hiệu ổn áp khơng cao Vì cần ổn định điện áp lớn, nên chọn nhiều diode có Uz = 8V mắc nối tiếp chọn diode với Uz lớn Đặc tuyến Volt-Ampe sơ đồ ổn áp chiều dùng diode zener Theo sơ đồ ta có: Ur’ = Uz Hệ số ổn áp G ổn áp chiều đồng thời hệ số lọc điện áp xoay chiều xác định sau: (Uz điện áp qua diode zener) Hệ số ổn áp tương đối: Mạch ổn áp loại dùng yêu cầu cơng suất nhỏ, vìu cầu hiệu suất thấp (η ≈ 50%) cơng suất tổn hao R r-z lớn Mạch ổn áp dùng diode zener với mạch lặp emito đầu Sơ đồ mạch ổn áp dùng diode zener xét thường có cơng suất tổn hao lớn Pth = Iz.Uz Khi yêu cầu dòng tải lớn, phải chọn diode có dịng lớn Diode zener thích nghi với chỉnh lưu công suất nhỏ Để ổn áp cho mạch chỉnh lưu có cơng suất lớn dùng mạch ổn áp zener có tầng mạch lặp emitơ Sơ đồ hình vẽ: ĐỒ Á N CÔ NG NGHỆ Sơ đồ dùng cho trường hợp điện áp cố định sơ đồ điode zener nên dòng qua diode zener là: Ibo hệ số khuếch đại dòng điện chiều transistor mắc emitor chung) Do dùng diode zener có dịng nhỏ cho chỉnh lưu có cơng suất tương đối lớn Điện áp chỉnh lưu xác định theo công thức: Với UBE (0,6 ÷ 0,7) V Điện trở sơ đồ điện trở mạch lặp emitor coi R rz điện trở phân áp bazơ Ta có: ≈ Ie It Bn = Bn nhỏ qua dòng tải Bn lần (Bn U’r = Uz – U BE rBE Ri = β + Trong đó, rBE điện trở vào transistor,β ∂Ic= ∂Ib UCE = const hệ số khuếch đại dịng xoay chiều VìRi < rz, nên mạch ổn áp loại có điện áp phụ thuộc vào tải Ngồi dong qua diode zener nhỏ nên chọn trị số điện trở R lớn để tăng hệ số ổn áp mà tổn hao R không tăng Với sơ đồ lấy điện áp U’r, phần cua Uz qua chiết áp P Nếu ĐỒ Á N CÔ NG NGHỆ chọn điện trở chiết áp P nhỏ rBE điện trở mạch tăng không đáng kể 222222 Giới thiệu IC78xx, 79xx Với mạch điện khơng địi hỏi độ ổn định điện áp cao, sử dụng IC ổn áp thường người thiết kế sử dụng vìmạch điện đơn giản Các loại ổn áp thường sử dụng IC 78xx - 79xx, với xx điện áp cần ổn áp Vídụ 7805 ổn áp 5V,7808 ổn áp 8V, 7812 ổn áp 12V hay ổn áp điện áp âm có 7905 ổn áp điện áp -5V, 7912 ổn áp -12V Việc dùng loại IC ổn áp 78xx tương tự hay 79xx tương tự, minh họa cho IC ổn áp 7805 Hôm hướng dẫn bạn qua cách sử dụng qua loại IC ổn áp mà mạch ta thường hay sử dụng để làm nguồn hệ thống Đó loại IC họ 78 79 với nguồn ổn áp đầu khác + Họ 78xx họ cho ổn định điện áp đầu dương Còn xx giá trị điện áp đầu nhứ 5V, 6V + Họ 79xx họ ổn địn điện áp đầu âm Còn xx giá trị điện áp đầu : -5V,-6V Sự kết hợp hai tạo nguồn đối xứng Về mặt nguyên lý hoạt động tương đối giống Bây ta xét IC 78, 79! 78xx 78xx loại dòng IC dùng để ổn định điện áp dương đầu với điều kiện đầu vào luôn lớn đầu 3V Tùy loại IC 78 mà ổn áp đầu bao nhiều vídụ : 7806 - 7809 ĐỒ Á N CÔ NG NGHỆ + 78xx gồm có chân : : Vin - Chân nguồn đầu vào : GND - Chân nối đất : Vo - chân nguồn đầu Chú ý: điện áp đặt trước IC78xx phải lớn điện áp cần ổn áp từ 2V đến 3V * Những dạng seri 78XX Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Điện-Điện Tử LA7805 IC ổn áp 5V LA7806 IC ổn áp 6V LA7808 IC ổn áp 8V LA7809 IC ổn áp 9V LA7812 IC ổn áp 12V LA7815 IC ổn áp 15V LA7818 IC ổn áp 18V LA7824 IC ổn áp 24V Đây dòng cho điện áp tương ứng với dịng 1A Ngồi cịn seri khác chịu dòng 78xx +5V > +24V Dòng 1A 78Lxx Chuyển đổi điện áp dương từ +5V > +24V Dòng 0.1A 78Mxx Chuyển đổi điện áp dương từ +5V > +24V Dòng 0.5A 78Sxx Chuyển đổi điện áp dương từ +5V > +24V Dòng 0.2A * Cách xác định chân: 78xx ic có chân seri khác chung thứ tự chân Các bạn 10 ĐỒ Á N CÔ NG NGHỆ xem đây! 79xx Cũng họ 78 thìhọ 79 có hoạt động tương tự điện áp đầu âm (-) trái ngược với họ 78.cũng có nhiều loại mức ổn áp đầu dòng 78 : 7905, 7906 với dòng chụi 1A 0.1A 7912 Chân vào(+) chân ra(+) Chân nối mát(-) 7812 Chân vào(+) chân ra(+) Chân nối mát(-) 11 ĐỒ Á N CƠ NG NGHỆ II.MẠCH CH ỈNH LƯU 1.Mạch ngun lícủa chỉnh lưu cầu : hình 1.1:sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu Trong chỉnh lưu cầu gồm diode ta nhận thấy khoảng 0