Đồ án tìm hiểu và thiết kế mạch tạo nguồn dc (3 7v5v12v24v)

Lời nói đầu Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật công nghệ, thiết bị điện tử ứng dụng ngày rộng rãi hầu hết lĩnh vực kinh tế xã hội đời sống Trong tất thiết bị điện tử vấn đề nguồn cung cấp vấn đề quan trọng định đến làm việc ổn định hệ thống Hầu hết thiết bị điện tử sử dụng nguồn chiều ổn áp với độ xác ổn định cao Hiện kỹ thuật chế tạo nguồn ổn áp khía cạnh nghiên cứu phát triển với mục đích tạo khối nguồn cơng suất lớn, độ ổn định, xác cao, kích thước nhỏ (các nguồn xung) Từ tầm quan trọng ứng dụng thực tế nguồn chiều ổn áp dựa vào kiến thức học tự tìm hiểu thêm, nhóm em xin trình bày đề tài :”Tìm hiểu thiết kế mạch tạo nguồn DC (3,7V; 5V; 12V; 24V)” Để qua tìm hiểu kỹ nguyên lý hoạt động mạch nguồn đồng thời củng cố thêm kỹ thiết kế mạch điện tương tự Trong trình thực đồ án chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Hồng Nam tận tình giúp chúng em hoàn thành đề tài Do khả kiến thức hạn chế, thực đề tài chắn khơng tránh thiếu sót, nhóm em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đề tài hồn thiện Xin chân thành cảm ơn Nhóm sinh viên thực Nguyễn Ngọc Hợp – Võ Đức Vương – Vũ Huy Hồng Mục lục Lời nói đầu CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG 1.1 Khái niệm chung nguồn chiều 1.2 Biến áp nguồn chỉnh lưu 1.2.1 Biến áp nguồn 1.2.2 Chỉnh lưu 1.3 Bộ lọc chiều 1.4 Ổn định điện áp CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN DC (3,7V; 5V; 12V; 24V) 2.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật khối nguồn 2.2 Phương án thiết kế 2.2.1 Biến áp chỉnh lưu 2.2.2 Lọc nguồn 2.2.3 Tạo điện áp 24V 10 2.2.4 Tạo điện áp 12V 5V 10 2.2.5 Tạo điện áp 3,7V .11 2.2.6 Danh mục linh kiện 14 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN 3.1 Tổng hợp kết 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 Nguyễn Ngọc Hợp – Võ Đức Vương – Vũ Huy Hồng CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG 1.1 Khái niệm chung nguồn chiều Nguồn chiều có nhiệm vụ cung cấp lượng chiều cho thiết bị điện tử hoạt động Năng lượng chiều tổng quát lấy từ nguồn xoay chiều lưới điện thông qua trình biến đổi thực nguồn chiều Yêu cầu loại nguồn điện áp phụ thuộc điện áp mạng, tải nhiệt độ Để đạt yêu cầu cần phải dùng mạch ổn định điện áp Sơ đồ khối nguồn hoàn chỉnh biểu diễn hình 1.1: U1 Biến áp Chỉnh lưu U2 Lọc UT Ổn áp1 chiều U0 Hình 1.1: Sơ đồ khối nguồn ổn áp Tải U0 Chức khối: - Biến áp để biến đổi điện áp xoay chiều U thành điện áp xoay chiều U2 có giá trị thích hợp với u cầu Trong số trường hợp khơng cần dùng biến áp - Mạch chỉnh lưu có nhiệm vụ chuyển điện áp xoay chiều U thành điện áp chiều UT (có giá trị thay đổi nhấp nhơ) Sự thay đổi tùy thuộc tưng dạng mạch chỉnh lưu - Bộ lọc có nhiệm vụ san điện áp chiều đập mạch U T thành điện áp chiều U01 nhấp nhơ - Bộ ổn áp chiều có nhiệm vụ ổn định điện áp đầu U 02 U01 thay đổi Trong trường hợp khơng có u cầu cao khơng cần ổn áp chiều Tùy theo điều kiện cà yêu cầu cụ thể mà chỉnh lưu mắc theo sơ đồ khác dùng van chỉnh khác 1.2 Biến áp nguồn chỉnh lưu 1.2.1 Biến áp nguồn Nguyễn Ngọc Hợp – Võ Đức Vương – Vũ Huy Hoàng Biến áp nguồn làm nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều mạng điện thành điện áp xoay chiều có trị số cần thiết mạch chỉnh lưu nguồn ngăn cách mạch chỉnh lưu với mạng điện xoay chiều mạch chiều 1.2.2 Chỉnh lưu Chỉnh lưu q trình biến đổi lượng dịng điện xoay chiều thành lượng dòng điện chiều Chỉnh lưu thiết bị điện tử công suất sử dụng rộng rãi thực tế Sơ đồ cấu trúc thường gặp mạch chỉnh hình 1.2: Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc mạch chỉnh lưu Trong đó: - BA: Biến áp Tùy vào yêu cầu mà tăng áp hay giảm áp - MV: Mạch van Các van ván dẫn mắc theo nguyên tắc để tiến hành trình chỉnh lưu - LSB: Lọc san Trên hình 1.3 số mạch chỉnh lưu thường gặp thực tế: Hình 1.3: Một số sơ đồ chỉnh lưu thực tế a) tia pha, b) tia pha có điểm c) tia pha, d) cầu pha e) cầu pha, g) tia pha Nguyễn Ngọc Hợp – Võ Đức Vương – Vũ Huy Hồng Bảng 1.1: Tham số mạch chỉnh lưu 1.3 Bộ lọc chiều Trong mạch chỉnh lưu điện áp tải có cực tính khơng đổi, giá trị điện áp thay đổi theo chu kỳ, gọi đập mạch (gợn sóng) điện áp sau chỉnh lưu Người ta định nghĩa hệ số đập mạch Kđm điện áp K đm= Kđm v biên độ sóng hài lớn ut giá trị trung bình u t Lọc Kđmr Hình 1.4: Sơ đồ khối lọc Hiệu khâu lọc đánh giá qua hệ số san bằng: K sb = K đmv K đmr Hệ số san lớn điện áp ổn định, nhấp nhơ, chất lượng lọc tốt Một số lọc thường gặp lọc điện cảm L, lọc điện dung C, lọc LC lọc hình π có sơ đồ hình 1.5: Nguyễn Ngọc Hợp – Võ Đức Vương – Vũ Huy Hồng Hình 1.5: Các sơ đồ lọc san phẳng a) lọc điện cảm, b) lọc LC c) lọc điện dung, d) lọc hình π (lọc CLC) - Lọc điện cảm: Giá trị điện cảm lọc cần để có hệ số Ksb cần thiết là: √K L= sb −1 ∙ Rt [H ] mđm ω Lọc điện cảm phù hợp với tải cơng suất lớn, cơng suất lớn điện trở tải Rt nhỏ, dễ dàng thực điều kiện lọc tốt XL>>Rt - Lọc điện dung: Giá trị tụ điện xác gần theo công thức: C= [ F] mđm ω Rt K đmr Lọc điện dung khó thực với tải cơng suất lớn, R t nhỏ khó thực điều khiện lọc tốt XCRt; XC