Báo cáo thực tập tốt nghiệp đề tài mạch dimmer

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ NHA TRANG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Đề tài: MẠCH DIMMER SVTH: Trương Long Nhật Lớp: TC-DCN15 GVHD: Phạm Minh Hoàng Khóa Học: 2021 - 2023 Khánh Hịa, 08 tháng 06 năm 2023 Báo cáo thực tập tốt nghiệp SVTT: Trương Long Nhật LỜI NÓI ĐẦU Trong phát triển mạnh mẽ kinh tế xã hội đất nước, điện lực đóng góp phần khơng nhỏ đáp nhu cầu phát triển đất nước Ngày phát triển tăng dần cách nhanh chóng lĩnh vực đặc biệt cơng nghiệp địi hỏi nhu cầu tiêu thụ điện lớn để đáp ứng sản xuất – kinh doanh hoạt động sinh hoạt chiếu sáng xã hội ngày tăng cao Việc tính tốn cung cấp điện cho hộ tiêu thụ gặp nhiều khó khăn kỹ thuật kinh tế kinh tế phát triển nước ta Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần có nghiên cứu, khảo sát phân tích cách chắn để thiết kế hệ thống điện có hiệu cao có vốn đầu tư hợp lý đạt yêu cầu kỹ thuật cao chi phí vận hành thấp để đảm bảo sản xuất ổn định đáp ứng đủ nhu cầu hộ tiêu thụ điện nước ta Hiện kinh tế khoa học kỹ thuật nước ta đạt nhiều thành tựu to lớn mặt thúc đẩy phát triển toàn diện, phần vào phát triển nguồn lượng đưa ngành điện phát triển thêm nhiều tầm cao mới, với đội ngũ lao động công nhân kỹ sư có trình độ cao đáp ứng u cầu khắc khe kỹ thuật trọng an toàn lao động bồi dưỡng kiến thức kĩ thuật thường xuyên Với kiến thức học tập từ trường lớp thời gian qua, kèm với môi trường thực tập Trường Cao Đẳng Kĩ Thuật Công Nghệ Nha Trang, nghiên cứu tìm hiểu đề tài: "Mạch Dimmer" Báo cáo tốt nghiệp tiếp xúc va chạm thực tế thời gian thực tập theo yêu cầu nhà trường trải nghiệm quý báu cho trước bước vào công việc thực tế sau Sau thời gian thực tập làm báo cáo, với nổ lực thân, đồng thời với hướng dẫn giúp đỡ thầy cô giáo môn, đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy Phạm Minh Hồng, đến tơi hồn thành báo cáo tốt nghiệp Song với kiến thức cịn hạn chế, tiếp xúc thực tế tơi cịn vấn đề cảm thấy cịn tương đối khó phức tạp, địi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm chun mơn cao nên khơng tránh khỏi sai sót Vì vậy, tơi mong nhận xét góp ý thầy GVHD: Phạm Minh Hoàng Báo cáo thực tập tốt nghiệp SVTT: Trương Long Nhật GIỚI THIỆU VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP Đơn vị: Trường Cao Đẳng Kĩ Thuật Công Nghệ Nha Trang Địa chỉ: Đường N1 Khu Trường học đào tạo dạy nghề Bắc Hịn Ơng, Khánh Hịa 57132 Chuyên: - Đào tạo ngành kỹ thuật, du lịch, thương mại, dịch vụ, khách sạn, sửa chữa ô tô, cắt gọt kim loại, môi trường, xây dựng - Đào tạo lái xe mô tô, ô tô, tàu thủy - Đào tạo GDTX - Trường Cao Đẳng Kĩ Thuật Công Nghệ Nha Trang thành lập năm 2007 GVHD: Phạm Minh Hoàng Báo cáo thực tập tốt nghiệp SVTT: Trương Long Nhật CHƯƠNG I: NỘI DUNG THỰC TẬP A MẠCH DIMMER AC Mạch Dimmer AC gì? Mạch Dimmer AC dựa nguyên lý cắt xén pha điện áp pha khác theo sóng hình sin dịng điện xoay chiều từ làm giảm lượng đến tải Hình 1.0: Mạch Dimmer AC 4000W I Sơ đồ mạch Dimmer AC Một số dạng sơ đồ mạch dimmer AC: GVHD: Phạm Minh Hoàng Báo cáo thực tập tốt nghiệp SVTT: Trương Long Nhật Hình 1.1: Mạch Dimmer AC Hình 1.2: Dimmer AC 2000W GVHD: Phạm Minh Hoàng Mạch Báo cáo thực tập tốt nghiệp Hình 1.3: SVTT: Trương Long Nhật AC 2000W Mạch Dimmer II Cấu tạo mạch Dimmer AC Hình1.4: Mạch Dimmer AC - J1-J2 (L-N): Nguồn điện xoay chiều AC ~ 220VAC/50Hz DUT hay AC Load: Tải xoay chiều Công suất tải phải bé công suất Triac U1 BTA41-600B GVHD: Phạm Minh Hoàng Báo cáo thực tập tốt nghiệp - SVTT: Trương Long Nhật R1: Điện trở loại 39ohm, 1W R4: Điện trở loại 10Kohm, 1W VR: Biến trở 500Kohm, 0,56W C1: Tụ kéo loại 0.01uF/600V C2: Tụ kẹo tụ không phân cực loại 0.1uF/275V D1 : Diac DB3, dạng Diode AC dẫn dòng chiều U1: Triac 600V/40A loại BTA41-600B Điều khiển góc pha điện áp, dẫn dịng theo chiều tự đóng điện áp hai đầu A1 - A2 triac tức góc 0/360 độ, 180 độ III Nguyên lí hoạt động Mạch Dimmer hoạt động dựa nguyên lý xén điện áp hay cắt góc pha điện áp đầu vào sóng hình Sin Theo hình trên, góc cắt pha điện áp tải Triac U1 thay đổi VR C2 Hằng số thời gian tính theo t = RC Biến trở VR dùng để điều chỉnh số thời gian hay thời gian trễ để mở triac (góc cắt điện áp) Triac U1 kích mở ta cho điện áp chiều vào chân điều khiển G Mạch chiều tạo D1, R4, VR, C2 Mạch chống cháy cho TRIAC hay mạch snubber bảo vệ Triac (R1,C1) Sử dụng ta cần đóng mở tải cảm (inductive load) Khi tải cảm (VD: động cơ) bị ngắt điện đột ngột, điện áp tính theo cơng thức U=Ldi/dt vọt lên lớn, đánh thủng TRIAC Do ta cần tụ để tạo dao động điện trở để tiêu tán lượng cuộn dây Xét nửa chu kỳ đầu tín hiệu ( - 180 độ), chu kỳ dương : Tụ C2 nạp thông qua điện trở R4 biến trở VR (hằng số thời gian nạp RC) Khi tụ nạp đầy phóng điện qua Diac D1 kích mở cho chân G Triac U1 Lúc điện áp chân G chân A1 Triac dương, Triac U1 mở dẫn dòng điện từ nguồn -  tải qua chân A1 đến A2 Triac Khoảng tạo thời gian trễ kích mở Triac tạo VR C2 tạo góc cắt pha điện áp (xem hình ảnh phần nửa chu kỳ đầu) Khi hết chu kỳ đầu tới điểm Triac đóng hồn tồn (Triac Off) Ở nửa chu kỳ tiếp theo, chu kỳ âm : Nguồn AC đảo dấu, trình tương tự chu kỳ dương Góc cắt pha điện áp chu kỳ tạo VR C2 Điện áp chân G chân A2 Triac lớn điện áp A1 Triac dẫn từ A2 đến A1 qua tải nguồn Khi hết chu kỳ âm tới điểm Triac lại đóng hồn tồn (Triac off) (xem hình dưới, phân nửa chù kỳ âm) lại bắt đầu chu kỳ GVHD: Phạm Minh Hoàng Báo cáo thực tập tốt nghiệp SVTT: Trương Long Nhật Chu kỳ lập lập lại Khi dạng sóng điện áp tải dạng cắt xén hình vẽ (đường nét đứt) Với mạch điều khiển góc mở Triac từ đến 180 độ tương ứng với điện áp từ 0V đến 220VAC (điện áp nguồn) IV Ứng dụng  Điều chỉnh độ sáng bóng đèn sợi đốt đèn halogen từ điều chỉnh nhiệt lượng tỏa đèn (dùng sưởi ấm chăn ni, sấy thực phẩm)  Điều chỉnh gia nhiệt (hay gọi trở nhiệt) lò sấy Điều chỉnh nhiệt độ nước nồi phở, nồi hấp  Điều chỉnh tốc độ động quạt, khoan pin, động AC công suất nhỏ ( giả sử bạn bật quạt số nhỏ thấy mạnh bạn sử dụng mạch Dimmer AC để điều chỉnh cho quạt quay chậm lại) Những ứng dụng khác: Ngồi ra, dimmer cịn ứng dụng nhiều việc khác Ví dụ dimmer để thay đổi điện áp dòng điện,  Kinh nghiệm thực tiễn Liên quan đến thiết bị điện, an tồn ln lưu ý mà cụ thể phòng việc xảy cháy nổ nên lựa chọn thương hiệu tiếng sản phẩm chất lượng cao để sử dụng  Kiểm tra thiết bị điện có hỗ trợ sử dụng với dimmer hay không  Khi lắp đặt, đoạn nối, tiếp điểm đấu điện phải kiểm tra kỹ, siết chặt để tránh tình trạng mơ-ve điện gây chập cháy B MẠCH DIMMER DC Mạch Dimmer DC gì? Mạch Dimmer DC module điện tử kết nối với tải DC động dây led để điều chỉnh tốc độ động điều chỉnh độ sáng dây led Có khả tăng giảm tốc độ độ sáng cách linh hoạt cách thay đổi dạng sóng điện áp cấp cho thiết bị từ khiến cơng suất động & led thay đổi theo Hình1.5: Mạch DC điều khiển tốc độ động GVHD: Phạm Minh Hoàng Báo cáo thực tập tốt nghiệp SVTT: Trương Long Nhật I Một số dạng sơ đồ mạch Dimmer DC Hình 1.6: Mạch Dimmer DC Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý cảu mạch dimmer DC dùng Mosfet GVHD: Phạm Minh Hoàng Báo cáo thực tập tốt nghiệp SVTT: Trương Long Nhật Hình 1.8: Mạch giảm áp DC LM2596 Hình 1.9: Mạch ĐK động DC từ dòng điện xoay chiều dùng Mạch Dimmer 10 GVHD: Phạm Minh Hoàng Báo cáo thực tập tốt nghiệp SVTT: Trương Long Nhật II Cấu tạo mạch Dimmer DC Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý mạch Dimmer DC dùng Mosfet - J1-J2 (L-N): Nguồn điện xoay chiều DC ~ 220VAC/50Hz DUT hay DC Load: Tải xoay chiều Công suất tải phải bé công suất Triac U1 BTA41-600B R1: Điện trở loại 39ohm, 1W R4: Điện trở loại 10Kohm, 1W VR: Biến trở 500Kohm, 0,5W C1: Tụ kéo loại 0.01uF/600V C2: Tụ kẹo tụ không phân cực loại 0.1uF/275V D1 : Diac DB3, dạng Diobe DC dẫn dòng U1: Triac 600V/40A loại BTA41-600B III Nguyên lý hoạt động Mạch Dimmer DC - Chân IC NE55 cấp xung điều khiển vào chân G Mosfet ( chân 1), điện trở R2 (1K) giúp bảo vệ IC khỏi Mosfet ( Mosfet bị lỗi cấp dòng lớn ngược lại NE555 ) - Tại chân G Mosfet kích tồn dịng điện nhỏ , cần mắc chân G & S điện trở để triệt tiêu dòng điện thừa hết tín hiệu kích chỗ gắn điện trở 10k cho phép mosfet phóng điện xuống GND - Chân để cấp nguồn nuôi cho IC NE555 , thường điện áp từ 4.5 -16 V, Chân nối VCC - Chân nối GND 11 GVHD: Phạm Minh Hoàng Báo cáo thực tập tốt nghiệp - - SVTT: Trương Long Nhật Chân NE555 chân điều khiển điện áp mạch không sử dụng người ta mắc tụ điện C2 (10uf) giúp lọc nhiễu tránh ghi đè tín hiệu Để điều khiển xung người ta sử dụng chân chân để Flip-flop IC NE555 so sánh điện áp điều khiển kích hoạt chân Chân kích hoạt để ngắt xung điều khiển, tắt để cấp xung điều khiển, trình thực mạch sau sơ đồ trình thay đổi R2 R3 dẫn đến chu kỳ làm việc ( Duty Cycle ) thay đổi từ dẫn đến điện áp trung bình thay đổi IV Ứng dụng thực tế Mạch Dimmer DC  Dimmer DC ứng dụng để điều khiển tốc độ động DC  Các động DC sử dụng rộng rãi đời sống công cụ dụng cụ điện cầm tay, đồ chơi, thiết bị gia dụng, công nghiệp sử dụng làm băng tải, bàn xoay phanh hãm phanh, sử dụng robot, bơm thủy lực  Dimmer DC ứng dụng để điều chỉnh độ sáng bóng đèn led DC, dải led sử dụng điện DC nguồn tổ ong bình acquy đèn sử dụng đời sống trang trí nhà cửa phịng ngủ phịng khách, qn cafe, chiếu sáng khơng gian làm việc  Ngồi ra, Dimmer cịn ứng dụng nhiều việc khác Ví dụ: Dimmer để thay đổi điện áp dòng điện  Giống Dimmer loại AC không xoay chiều dùng để điều khiển motor C Mạch Chỉnh Lưu Diode Mạch chỉnh lưu mạch điện dùng để biến đổi từ điện xoay chiều thành điện chiều Dòng điện trước chỉnh lưu mạch chỉnh lưu cầu dòng điện xoay chiều Dòng điện sau chỉnh lưu dòng điện chiều I Sơ đồ Mạch Chỉnh Lưu Diode: Hình 2.0: Mạch chỉnh lưu Diode 12 GVHD: Phạm Minh Hoàng Báo cáo thực tập tốt nghiệp SVTT: Trương Long Nhật II.Cấu tạo Mạch chỉnh lưu hình cầu sử dụng điốt đấu thành hai nhóm: D1, D3 nhóm chung cực âm D2, D4 nhóm chung cực dương Nguồn điện xoay chiều đưa vào mạch cầu lấy trực tiếp từ lưới điện thông qua biến áp Ta thấy mạch cầu chỉnh lưu cần điốt để chỉnh lưu cho chu kỳ với mạch diode hay ta tăng áp cách lắp thêm tụ III Các nguyên lí hoạt động Cầu chỉnh lưu mạch điện tử sử dụng để chuyển đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện chiều DC Mạch bao gồm cấu trúc bốn diode kết nối theo dạng mạch cầu, thường dạng cầu đầy đủ (full bridge) cầu bán đầy đủ (half bridge) Khi nguồn điện xoay chiều AC vào mạch, diode cầu chỉnh lưu hoạt động xen kẽ, cho phép dòng điện chạy theo hướng thông qua Load (tải điện), tạo thành nguồn điện chiều DC đầu Các diode hoạt động cơng tắc điện tử, cho phép dịng điện chạy theo chiều cụ thể, ngăn cản dòng điện quay lại nguồn AC Quá trình chuyển đổi từ nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện chiều DC cầu chỉnh lưu xảy liên tục suốt chu kỳ điện áp AC đầu vào Điều giúp cung cấp nguồn điện ổn định cho linh kiện điện tử mạch, đèn LED, điện tử công suất, điều khiển động nhiều ứng dụng điện tử khác Nguyên lí hoạt động cầu chỉnh lưu quan trọng việc cung cấp nguồn điện ổn định cho thiết bị điện tử đóng vai trò quan trọng nguồn điện nhiều ứng dụng khác IV Ứng dụng thực tế Ứng dụng mạch chỉnh lưu trích xuất dịng điện chiều từ nguồn xoay chiều Vì vậy, mạch chỉnh lưu thường sử dụng bên mạch cấp nguồn hầu hết thiết bị điện tử Mạch chỉnh lưu thành phần mạch biến đổi điện chiều từ điện áp sang điện áp khác Một ứng dụng mạch chỉnh lưu dùng mạch tách sóng tín hiệu vơ tuyến điều biến biên độ Ngồi ra, mạch chỉnh lưu sử dụng để cấp điện có cực tính cho máy hàn điện Đơi mạch thay cho diode cầu chỉnh lưu dùng Thyristor 13 GVHD: Phạm Minh Hoàng Báo cáo thực tập tốt nghiệp SVTT: Trương Long Nhật KẾT LUẬN Qua thời gian tháng thực tập trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Nha Trang, hướng dẫn thầy Nguyễn Trọng Hiếu tiếp thu nhiều điều bổ ích, tiếp xúc làm quen với môi trường làm việc với thiết bị đại, đồng thời cho thấy tính kỉ luật, tinh thần trách nhiệm cơng việc giúp tơi có thêm kiến thức kinh nghiệm để chuẩn bị cho công việc sau này: Tất học móng cho em đường tương lai: - Trực tiếp tiếp cận máy móc Thực hành làm mạch Diode Gia công tủ điện Bảo trỉ, sửa chữa máy quạt Theo tôi, vấn đề quan trọng cơng việc sau này, móng để hồn thiện thân tương lai Trong thời gian đầu tiếp cận với cơng việc tơi gặp khơng it khó khăn, hội để tơi vượt qua thử thách thân mình, điều kiện thời gian kiến thức chưa tiếp thu hết cịn nhiều điều nên khơng tránh khỏi sai sót Tơi muốn dành lời cảm ơn sâu sắc đến Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cơng Nghệ Nha Trang, tạo kiện cho tơi có mơi trường làm việc tốt để tơi có dịp cọ sát với thực tế hồn thành tốt tập Cảm ơn thầy cô quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ dẫn tơi tận tình Đặc biệt tơi xin gửi lời cảm ơn đến giáo viên hướng dẫn thầy Phạm Minh Hồng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi hồn thành nhiệm vụ thời gian thực tập Tôi xin chân thành cảm ơn! Trương Long Nhật 14 GVHD: Phạm Minh Hoàng Báo cáo thực tập tốt nghiệp SVTT: Trương Long Nhật MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU GIỚI THIỆU VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP CHƯƠNG I: NỘI DUNG THỰC TẬP A MẠCH DIMMER AC .4 I.Sơ đồ mạch Dimmer AC II Cấu tạo mạch Dimmer AC III Nguyên lí hoạt động IV Ứng dụng .8 B MẠCH DIMMER DC .8 I.Một số dạng sơ đồ mạch Dimmer DC .9 II Cấu tạo mạch Dimmer DC 11 III Nguyên lý hoạt động Mạch Dimmer DC 11 IV Ứng dụng thực tế Mạch Dimmer DC 12 C Mạch Chỉnh Lưu Diode 12 I.Sơ đồ Mạch Chỉnh Lưu Diode: 12 II.Cấu tạo 13 KẾT LUẬN 14 15 GVHD: Phạm Minh Hoàng