Sách hướng dẫn thực tập điện tử ngành điện iuh

ThS LE NGQC TUAN (Chu bien) ThS HOANG THJ HONG ThS PHAN THJ BICH THAO sAcH HUONG DAN THUC TAP TU • • • DIEN • NGANHDIEN • NHA XUAT BAN D,;.I HQC CONG NGHitP THANH PHO HO CHI MINH LỜI NÓI ĐÀU Sách “Hướng dẫn thực tập điện tử ngành điện ” biên soạn theo đề cương môn học Thực tập điện tử năm 2022, dùng làm tài liệu cho sinh viên hệ đại học Khoa Công nghệ Điện - Trường đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh Tài liệu cung cấp cho sinh viên kiến thức kỹ để hoàn thành thực hành Chuẩn đầu môn học là: - Áp dụng kiến thức học phần mạch điện tử để nhận dạng linh kiện điện tử bản: Điện trở, tụ điện, cuộn cảm, diode, BJT, FET, Relay, ĨC tích hợp - Đánh giá tình trạng linh kiện điện từ bản: Điện trở, tụ điện, cuộn cảm, diode, BJT, FET, relay, ĨC tích hợp Thiết kế, thi công, đo, kiểm tra, sửa chữa mạch điện tử ứng dụng Yêu cầu sinh viên sau học môn học phải có khả năng: - Đọc datasheet, nhận dạng linh kiện - Đo, kiểm tra hư hỏng mạch điện tử ứng dụng - Thiết kế, thi công, sửa chữa mạch điện tử ứng dụng đơn giản Sách "Hướng dẫn thực tập điện tử ngành điện ’’được biên soạn gồm bài: Bài 1: Linh kiện thụ động; Bài 2: Diode bán dẫn; Bài 3: Transistor lưỡng cực (BJT); Bài 4: Transistor hiệu ứng trường (FET); Bài 5: Vẽ mạch in đơn giản; Bài 6: Kỹ thuật hàn bản; Bài 7: Mạch nguồn ổn áp Xin trân trọng cảm ơn ý kiến đóng góp giảng viên Bộ môn sở nội dung phương pháp Trong trình biên soạn, cố gắng tránh khỏi thiếu sót Mọi ý kiến đóng góp ln đón nhận nhàm hoàn thiện nội dung tài liệu đáp ứng nhu cầu người dạy người học Nhóm tác giả xin nhận ý kiến đóng góp gửi theo địa Bộ môn sở, khoa Công nghệ Điện, trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh Xin chân thành cảm ơn! Các tác giả MỤC LỤC LỜI NÓI ĐÀU •• MỤC LỤC BÀI 1: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Điện trở 1.2.1 Điện trở than 1.2.2 Một số loại điện trở thường gặp 12 1.3 Tụ điện 14 1.3.1 Cấu tạo 14 1.3.2 Kiểm tra tụ hoá đồng hồ vạn VOM 14 1.3.3 Cách đọc giá trị điện dung tụ ceramic 15 1.4 Cuộn cảm, máy biến áp 17 1.4.1 Cuộn cảm 17 1.4.2 Máy biến áp 17 1.5 Báo cáo thực hành 19 BÀI 2: DIODE BÁN DẢN 20 2.1 Nhận dạng 20 2.1.1 Cấu tạo 20 2.1.2 Phân cực thuận diode 21 2.1.3 Phân cực ngược diode 21 2.2 Đo xác định chân kiểm tra hư hỏng diode 22 2.2.1 Xác định cực tính diode 22 2.2.2 Xác định hư hỏng 23 2.3 Đo vẽ đặc tuyến diode 24 2.3.1 Sơ đồ mạch nguyên lý 24 2.3.2 Thực hành đo vẽ đặc tuyến diode 24 2.4 Mạch ứng dụng 24 2.4.1 Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu pha không điềukhiển 24 2.4.2 Thực hành 25 2.5 Báo cáo 25 2.5.1 Đo xác định chân kiểm tra hư hỏng diode 25 2.5.2 Đo vẽ đường đặc tuyến diode 25 2.5.3 Mạch chỉnh lưu cầu pha 26 BÀI 3: TRANSISTOR LƯỠNG cực BJT 27 3.1 Nhận dạng 27 3.2.1 Cấu tạo, ký hiệu hình dạng transistor BJT 27 3.2.2 Nguyên lý hoạt động transistor BJT 27 3.2 Đo xác định chân, kiểm tra transistor BJT 29 3.2.1 Xác định chân transistor BJT 29 3.3.1 Kiểm tra tình trạng transistor BJT 30 3.3 Đo vẽ đặc tuyến transistor BJT 31 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý 31 3.3.2 Thực hành đo vẽ đặc tuyến transistor BJT 31 3.4 Mạch ứng dụng fransistor BJT 31 3.4.1 Mạch dao động đa hài phi ổn 31 3.4.2 Mạch khuếch đại tín hiệu 33 3.5 Thực hành 34 Bài 4: TRASISTOR HIỆU ÚNG TRƯỜNG FET 35 4.1 Nhận dạng .35 4.1.1 Cấu tạo 35 4.1.2 Ký hiệu 35 4.1.3 Hình dạng 36 4.1.4 Nguyên lý làm việc MOSFET 36 4.2 Phương pháp xác định chân kiểm tra FET 37 4.2.1 4.2.2 4.3 Đo 4.3.1 Đo xác định chân FET 37 Đo kiểm tra hư hỏng 38 vẽ đặc tuyến FET 40 Sơ đồ nguyên lí khảo sát dặc tuyến MOSFET 40 4.3.2 Vẽ đặc tuyến 40 4.4 Mạch ứng dụng FET 41 4.4.1 Đo xác định chân kiểm tra hư hỏng 41 4.4.2 Mạch ứng dụng MOSFET 42 Bài 5: 5.1 5.2 5.3 VẼ MẠCH IN ĐƠN GIẢN 43 Quy tắc thiết kế mạch in 43 Quy trình thiết kế mạch in giấy 43 Các bước thực mạch in 44 5.4 Bài tập ứng dụng 46 Bài 6: KỸ THUẬT HÀN BẢN 48 6.1 Giới thiệu dụng cụ 48 6.2 Xi chì lên dây dẫn 50 6.3 Mối hàn dây 50 6.4 Hàn linh kiện lên mạch in 52 6.5 Tháo linh kiện 53 6.5.1 Dụng cụ 53 6.5.2 Các bước thực 53 6.6 Bài tập thực hành 53 BÀI 7: MẠCH ỒN ÁP NGUỒN DC 54 7.1 Giới thiệu , ; 54 7.1.1 Diode zener 54 7.1.2 IC ổn áp 54 7.2 Phân tích mạch mạch 55 7.2.1 Diode zener 55 7.2.2 IC ổn áp dương 57 7.3 Thi công, đo kiểm chạy thử mạch 58 7.3.1 Thí nghiệm mơ hình 58 7.3.2 Mô phỏng, thiết kế mạch in .58 7.4 Báo cáo 59 7.4.1 Căn sở lý thuyết, tính: 59 7.4.2 Mạch ổn áp dùng zener .59 7.4.3 Mạch ổn áp dùng IC 59 7.4.4 Sơ đồ bố trí linh kiện sơ đồ mạch in 60 7.4.5 Đo thông số thực tế mạch 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 BÀI 1: LINH KIỆN ĐIỆN TỦ THỤ ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chung Các linh kiện điện tử thụ động linh kiện khả điều khiển dịng điện tín hiệu điện khác, bản, linh kiện điện tử thụ động hoạt động từ điện lượng có mạch mà bật, chúng khơng thể tạo lượng chúng nguồn lượng Một linh kiện điện tử thụ động khơng tạo lượng, mà thay vào đó, tiêu tan, lưu trữ và/hoặc giải phóng lượng Ví dụ máy biến áp, phân loại thụ động, tăng điện áp, chúng khơng tăng giảm công suất lượng nên chúng phân loại phần tử thụ động Tương tự, tụ điện hạn chế tương tác điện lưu trữ không cung cấp điện Đa số linh kiện điện tử thụ động có hai chân điện trở, tụ điện, cuộn cảm, cảm biến Bảng ỉ ỉ Linh kiện điện tử thụ động STT Điện trở than -r—1- -A/W- R R VR VR Biến trở ** Quang trở Nhiệt trở Tụ hoá -FT- —w\r- LDR LDR // c Hình dạng Kí hiệu Tên linh kiện c Tụ gốm c 1.2 Điện trở Điện trở loại linh kiện sử dụng rộng rãi mạch điện tử Tính chất cản trở dịng điện qua trực tiếp biến đổi lượng thành nhiệt Nó có chức điều chỉnh phân phối lượng điện mạch điện 1.2.1 Điện trở than Điện trở than loại xuất nhiều mạch điện tử, có cấu tạo từ bột than (carbon) số họp chất, tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà có giá trị khác Giá trị điện trở ký hiệu vòng màu sơn thân, quy ước theo chuẩn quốc tế CEI60757 (1983) Bảng ỉ.2 Bảng quy ước vòng màu điện trở theo tiêu chuẩn quốc tế CEI60757 (1983) Vòng Màu Vòng A Đen (black) Vòng B VòngC Vịng D 10° (± 20% với khơng màu) Nâu (brown) 1 10' ± 1% Đỏ (red) 2 102 ±2% Cam (orange) 3 103 Vàng (yellow) 4 104 Xanh lục (green) 5 105 ± 0.5% Xanh lam (blue) 6 106 ± 0.25% Tím (violet) 7 107 ±0.1% Xám (grey) 8 108 Trắng (white) 10’ 9 Vàng kim (gold) 10-' ±5% Bạc (silver) w2 ± 10% a Cấu tạo điện trở than Điện trở than có cấu tạo từ hồn hợp bột than (carbon) bột graphite, tuỳ theo tỉ lệ pha trộn mà có giá trị khác nhau, bên ngồi lớp vỏ bọc cách điện, hai chân lấy hai đầu hình 1.1 Vịng màu / Thành phần điện trở Hình ỉ ỉ Cấu tạo điện trở than b Cách đọc vòng màu điện trở Cách đọc điện trở ba vòng màu Là loại điện trở có giá trị nhỏ, cơng suất lớn sai số lớn /? = pổ-C]±20%(Q) (1.1) A : Số hàng chục (Số thứ nhất) B: Số hàng dơn vị (Số thứ hai) C: Bội số (số nhân) Do khơng có vịng màu D nên sai số mặc định điện trở ± 20% Ví du 1.1: Điện trở vịng màu hình 1.2 A BC Hình ỉ.2 Điện trở vòng màu - Vòng A (số thứ nhất, số hàng chục): Màu nâu, tra bảng quy ước tương ứng với so - Vòng B (số thứ hai, số hàng đơn vị): Màu đen, tra bảng quy ước tương ứng với số - Vòng c (bội số): Màu đỏ, tra bảng quy ước tương ứng với 102 - Sai số mặc định điện trở vòng màu ± 20% Vậy giá trị điện trở là: R = 10 X 102 Í2 ± 20% = 1000 Í1 ± 20% = kíì ± 20% Bài 6: KỸ THUẬT HÀN CO BẢN 6.1 Giói thiệu dụng cụ Để hàn linh kiện lên bảng mạch, có nhiều cách hàn hàn trực tiếp mỏ hàn dùng phương pháp hàn nhúng chì (thường sử dụng nhà máy lắp ráp số lượng lớn) Với người thi cơng mạch điện tử kỹ tháo, ráp linh kiện điện tử quan trọng, ráp gỡ linh kiện không kỹ thuật làm hư linh kiện làm hư bảng mạch Đẻ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật hàn ráp gỡ mạch cần phải sử dụng thành thạo dụng cụ, hiêu rõ thông số kỹ thuật dụng cụ, vật tư mỏ hàn, máy hàn, chì hàn, nhựa thơng 6.1.1 Mỏ hàn Mỏ hàn chì (mỏ hàn nhiệt) thiết bị gia nhiệt làm nóng chảy chì hàn để thực mối nối bảng mạch in PCB nối chi tiết kim loại mối hàn a Cấu tạo Đầu mỏ hàn hình 6.1 có cấu tạo kim loại giúp truyền nhiệt tốt hơn, trình hàn thường đùng chất khử oxy hố mạnh để khử oxit chì nên đầu mỏ hàn dễ bị ăn mịn Vì sản xuất đầu mỏ hàn tráng lớp mỏng kim loại đặc biệt Niken Crom để chống ăn mòn Khi sử dụng mỏ hàn, tránh dùng dao giấy nhám làm đầu mỏ hàn làm mòn lớp kim loại đặc biệt Dây điện trở tạo nhiệt dây điện trở cho dòng điện qua phát sinh nhiệt độ, nhiệt độ dẫn đến làm nóng đầu mỏ hàn Nhiệt độ thường khoảng 200°C - 300°C nên sử dụng không chạm tay vào phần đầu mỏ hàn dây điện trở tạo nhiệt Chủ ý: Sau khỉ sử dụng xong, nên ỉàm nguội dần mỏ hàn cách đê mỏ hàn nơi thoảng gió quạt, khơng nên ỉàm nguội đột ngột cách nhúng vào nước ỉàm mỏ hàn mau hư Cán mỏ hàn thường làm nhựa gỗ, có tác dụng cách nhiệt cách điện Dây cấp nguồn dẫn điện từ ổ cắm điện đến dây điện trở tạo nhiệt b Thông số kỹ thuật mỏ hàn Điện áp làm việc: Thông thường mỏ hàn có điện áp làm việc 220 VAC, nhiên có số loại mỏ hàn làm việc với điện áp 110 VAC 12 VDC, sử dụng phải ý điện áp làm việc để tránh hư mỏ hàn 48 Công suất mỏ hàn: Mỏ hàn có cơng suất 40 w phù hợp cho việc hàn linh kiện điện tử Ngoài ra, mỏ hàn công suất 60 w thường dùng hàn dây dẫn điện hàn mối hàn cần nhiệt lượng cao 6.1.2 Máy khò Gồm thành phần điện trở tạo nhiệt quạt gió Bên ngồi máy khị có nút điều chỉnh Nút HEAD: Dùng để chỉnh nhiệt độ nóng phát từ máy khị Trong q trình sử dụng ta ý khơng nên chỉnh q nóng làm cháy board mạch tróc mạch đồng Nút WIND: Dùng chỉnh tốc độ gió thổi ra, sử dụng ý khơng chỉnh q mạnh làm ảnh hưởng linh kiện lân cận Hình 6.2 Mảy hàn khị 6.1.3 Chì hàn Chì hàn hình 6.3, chế tạo thành sợi pha trộn sẵn lượng nhỏ nhựa thơng để khử oxit chì hàn, giúp tiếp xúc mạch đồng chân linh kiện tốt Nhiệt độ nóng chảy chì hàn khoảng 200°C đến 300°C Hình 6.3 Cuộn chì hàn Hình 6.4 Nhựa thơng Hình 6.5 Giả gác mỏ hàn 6.1.4 Nhựa thông Nhựa thông chiết xuất từ thơng, dạng axit tự nhiên nhẹ có tác dụng khử oxit, làm cho mối hàn tiếp xúc tốt Nhựa thơng thường có hai dạng: Dạng thơ lấy trực tiếp 49 từ thông, chưa qua pha chế; dạng lỏng pha trộn với chất làm làm lỏng nhựa thơng hình 6.4 6.1.5 Giá gác mỏ hàn Giá gác mỏ hàn dụng cụ để gác mỏ hàn lên làm nóng nhằm chống làm cháy vật dụng khác đặt mỏ hàn nóng lên Trên giá có miếng mút dùng làm đầu mỏ hàn hình 6.5 6.2 Xỉ chì lên dây dẫn Bước 1: Vệ sinh bề mặt dây dẫn giấy nhám để làm lớp oxy hoá, giúp trình xi chì dễ dàng hơn, thời gian cám mỏ hàn cho đạt nhiệt độ tối đa Bước 2: Phủ lên bề mặt dây dẫn lớp nhựa thông Bước 3: Đặt đầu mỏ hàn tiếp xúc với bề mặt dây dẫn để làm nóng dây dẫn, đảm bảo dây dẫn phải đủ nhiệt độ làm nóng chảy chì hàn Bước 4: Chấm chì hàn lên bề mặt dây dẫn làm nóng để chì hàn tự động chảy phủ lên bề mặt dây dẫn dù chì hàn khơng tiếp xúc trực tiếp với đầu mỏ hàn (2.5cm) Hình 6.7 Bóc ỉớp vỏ cách điện dây dẫn 6.3 Mối hàn dây Bước 1: Bóc lớp cách điện inch (2,5 cm) khỏi đầu dây cố định hàm kìm tuốt dây cách đầu dây nối với inch (2,5 cm) Bóp chặt tay cầm lại với kéo hàm phía đầu dây để loại bỏ lóp cách điện Lặp lại quy trình đầu dây cịn lại cần nối hình 6.7 Hình 6.8 Luồn co nhiệt Hình 6.9 Nối dây dẫn Bước 2: Luồn ống co nhiệt vào hai dây, đẩy xa khỏi mối hàn đoạn để tránh làm nóng ống Dùng ống co nhiệt có đường kính lớn dây sử dụng để dễ dàng luồn 50 vào Cắt đoạn ống dài inch (5,1 cm) để sau che mối nối đoạn vỏ dây dẫn hai đầu mối nối Trượt ống co nhiệt vào dây di chuyển ống cách xa mối nối hình 6.8 Bước 3: Xoắn đầu dây lại với để kết hợp chúng lại với nhau, xếp tâm dây tiếp xúc để chúng tạo thành hình chữ X uốn cong dây xuống để xoắn quanh dây chặt tốt để có kết nối chắn Đảm bảo đầu dây không nhô lên hướng khỏi mối nối, không bạn khơng có kết nối chắn Lặp lại quy trình với dây cịn lại để mối nối bạn trơng hai bên hình 6.9 Bước 4: Cho chất trợ dung nhựa thông lên dây nối để giúp chất hàn bám dính tốt hom Nhựa thơng hợp chất giúp làm dây cho phép chất hàn dính vào chúng Cho lượng nhựa thơng hạt cườm lên ngón tay bạn chà xát lên dây dẫn bị hở cố gắng phủ dây tốt để có lớp từ thơng mỏng chúng hình 6.10 Dùng ngón tay khăn giấy lau chất trợ dung dư thừa khỏi dây Hình 6.10 Phủ nhựa thơng lên mối hàn Bước 5: Khi mỏ hàn nóng, ấn mỏ hàn vào phần dây hình 6.11 để bắt đầu làm nóng mối hàn Nhựa thơng nhanh chóng tan chảy biến thành chất lỏng chạy vào khe sợi dây điện Tiếp tục giữ mỏ hàn vào dây nhựa thông chảy ngưng lại trước bắt đầu sủi bọt Hình 6.11 Làm nóng chảy nhựa thơng Hình 6.12 Chấm chì hàn vào mối hàn Bước 6: Khi mối hàn nóng, chấm chì hàn vào mối hàn hướng đối diện với đầu mỏ hàn hình 6.12, để chì hàn tự động chảy vào khe dây dẫn phủ kín mối hàn Trong hình 6.13 mối hàn sau hàn xong có bề mặt bóng đều, ngấu chì chắn Hình 6.13 Mối hàn sau khỉ hàn xong 51 Bước 7: Đẩy ống co nhiệt lại che phủ kín mối hàn, dùng máy khị thổi nóng để ống co nhiệt co lại cố định mối nối 6.4 Hàn linh kiện lên mạch in Bước 1: Chuẩn bị - Cắm mỏ hàn cho đạt tới nhiệt độ tối đa - Dùng giấy nhám vệ sinh bề mặt mạch in (nếu mạch in bị oxy hoá) Bước 2: Ráp linh kiện lên board mạch Lỗ cắm linh kiện Mạch in Mạch đồng Hình ỉ Cấu trúc mạch in Hình ỉ Ráp điện trở cồng suất nhỏ Hỉnh 6.16 Ráp điện trở công suất lớn Cắm linh kiện lên board mạch, bẻ chân linh kiện sang hai bên hình 6.15 để linh kiện không bị rơi trước hàn sau hàn mối hàn Những linh kiện công suất lớn, phát sinh nhiệt nhiều cần cắm cao bề mặt board mạch để thoát nhiệt tốt hình 6.16 để nhiệt tốt hơn, tránh làm hư board mạch Có thể cắt chân linh kiện trước hàn hình 6.17 Chú ý cắt chân linh kiện phải cao mạch in khoảng mm đến mm để đảm bảo chân linh kiện tiếp xúc với mối hàn mạch in Bước 3: Hàn chì vào chân linh kiện Đặt mỏ hàn vào mối hàn (chân linh kiện phần đồng mạch in) góc 45° khoảng đến giây Chấm chì hàn vào phía đối diện với đầu mỏ hàn để chì tự động chảy bao quanh mối hàn Đầu mỏ hàn Hình 6.17 Cắt chân linh kiện Dây chì hàn Hình 6.18 Cách đặt mỏ hàn chì Bước 4: Vệ sinh board mạch Dùng xăng thơm xịt lên board mạch dùng chổi cọ rửa nhựa thông bám quanh chân linh kiện sau hàn Chú ý không đặt mỏ hàn vào mối hàn lâu, nhiệt độ cao từ mỏ hàn làm hư linh kiện 52 Bước 5: Chống oxy hoá mối hàn Dùng dầu bóng chun dụng nhựa thơng pha lỗng xịt phủ lên bề mặt mạch in sau hàn để chống oxy hố Dùng đèn gia nhiệt để sấy khơ dầu bóng nhựa thơng 6.5 Tháo linh kiện 6.5.1 Dụng cụ Khi tháo linh kiện khỏi mạch cần dùng mỏ hàn ống hút chì hình 6.19 Cần đầy piston Chốt gài Hình ỉ Ĩng hút 6.5.2 Các bước thực Bước 1: Nhấn cần đẩy để gài piston vào chốt gài Bước 2: Đặt mỏ hàn làm nóng vào chân linh kiện cần gỡ để làm nóng chảy chì hàn chân linh kiện Bước 3: Nhấn chốt gài ống hút chì để chì hút khỏi chân linh kiện board mạch Bước 4: Khi chì hàn hút khỏi chân linh kiện, dùng kìm gắp linh kiện khỏi mạch 6.6 Bài tập thực hành Bài 1: Xi chì đoạn dây dẫn điện đon đoạn dây dẫn điện nhiều lõi Bài 2: Hàn chì mối nối dây dẫn điện đon mối nối dây dẫn điện nhiều lõi Bài 3: Tập hàn chân linh kiện mạch in đục lỗ sẵn hình.20 Hình 6.20 Mạch in đục lễ sẵn 53 BÀI 7: MẠCH ỎN ÁP NGUỒN DC 7.1 Giới thiêu Như trình bày trước, mạch điện tử hoạt động cần cung cấp nguồn nguồn điện chiều Tuy nhiên, nguồn cung cấp khơng ổn định dễ gây hư hỏng linh kiện điện tử mạch linh kiện điện tử dễ hư điện áp cung cấp không không ổn định Đẻ giải vấn đề ta có mạch ổn áp điện áp nguồn DC để cố định điện áp nguồn cung cấp cho mạch điện tử, ổn áp bang diode zener, dùng cho nguồn công suất nhỏ IC họ 78, 79 để ổn áp cho nguồn có cơng suất lớn hon 7.1.1 Diode zener Là loại dioe làm việc chế độ phân cực ngược, phân cực ngược diode tới mội giá trị định (tuỳ theo nhà sản xuất) ghim giữ điện áp giá trị cho dịng điện qua Đây đặc tính quan trọng diode zener, dùng để điều chỉnh điện áp ghim giữ, ổn định điện áp, diode zener cịn gọi diode ổn áp Để diode zener hoạt động chế độ phân cực ngược cần kết nối catode với dương nguồn, anode với âm nguồn điện ngõ vào 7.1.2 IC ổn áp Với mạch điện khơng cần địi hỏi dòng điện ổn áp cao, độ ổn định điện áp q cao, dùng IC ồn áp thiết kế đơn giản Các loại ổn áp thường sử dụng IC 78xx, 79xx, với XX giá trị điện áp ngõ ổn định Ví dụ 7805 ổn áp V, 7808 ổn áp V, 7812 ổn áp 12 V hay ổn áp điện áp âm có 7905 ổn áp điện áp -5 V, 7912 ổn áp -12 V Sự kết hợp hai họ IC tạo nguồn đối xứng, nguyên lý, hoạt động giống a Họ IC 78xx Họ 78 IC có điện áp ngõ dương ổn định, hai số XX kèm phía sau giá trị điện áp ngõ ổn định, ví dụ 05 V, 06 V, 09 V, 12 V với điều kiện điện áp ngõ vào IC phải lớn ngõ V Họ IC 78xx gồm có chân: Chân (Kff): Chân nguồn ngõ vào Chân (GND): Chân nối đất Chân (Vout): Chân nguồn ngõ Piná Ground Hình 7.1IC ẩn áp dương b Họ IC 79xx Họ 79 IC có điện áp ngõ âm ổn định, hai số XX kèm phía sau giá trị điện áp ngõ ổn định, ví dụ -05 V, -06 V, -09 V, -12 V với điều kiện điện áp ngõ vào IC phải lớn ngõ -3 V Họ IC 79xx gồm có chân: Chân 1: Ground (mass) Chân 2: Vin (đầu vào ý điện áp âm) 54 Pin2 Input Hình 7.2 IC ổn áp âm Chân 3: Vout (điện áp âm ổn định) 7.2 Phân tích mạch 7.2.1 Diode zener Diode zener ứng dụng chế độ phân cực ngược so đồ mạch nguồn Hình 7.4 Tín hiệu điện áp ngõ khơng có có ổn áp a Điện trở hạn dòng cho diode zener Một điện trở nối tiếp (giới hạn dòng) Rs mắc nối tiếp với diode zener để dòng điện chạy qua diode nhở hon định mức dịng điện tối đa Nếu không, diode zener bị cháy, giống linh kiện tiêu tán công suất lớn Điện trở hạn dịng cho diode zener tính theo cơng thức: V - Rs=-^-HL ỉ, t-MÁX (7.1) Dịng điện cực đại Izmax qua diode zener tính theo công thức: Ị — ZM.ư y (7.2) 55 Nguồn điện áp ks kết nối vào ngõ vào mạch Ngoài ra, để giữ cho diode hoạt động điều kiện đánh thủng, điện áp nguồn Ks phải lớn hon điện áp đánh thủng zener Vz Điện áp ổn định ngõ Vout điện áp diode zener b Hoạt động đánh thủng Hình 7.5 Sơ đồ mạch tương đương Thevenin Để kiểm tra xem diode zener có hoạt động vùng đánh thủng hay khơng, cẩn tính tốn điện áp Thevenin Điện áp Thevenin điện áp tồn ngắt kết nối điốt zener khỏi mạch Do mạch phân áp, viết sau: r =Ạ4_ Rs+R, (7.3) Khi điện áp Thevenin vượt điện áp zener tượng đánh thủng xảy c Các thông số kỹ thuật diode zener - Điện áp zener Vz\ Điện áp zener điện áp ngược đánh thủng Điện áp có giá trị từ 2.4 V đến khoảng 200 V Điện áp zener có nhiều loại 2.4 V; 2.7 V; 3.3 V; 3.7 V;4.1 V; 4.7 V; 5.1 V; 6.2 V; 9.1 V; 10 V; 12 V; 13 V; 15 V; 18 V; 20 V; 24 V - Dòng điện /z(Max).‘ Dòng điện cực đại tương ứng với điện áp zener định mức Ưz, Iz(Max) - 200 PA-200A - Dòng điện Zz(Min): Dòng điện tối thiểu cần thiết để diode bị đánh thủng, lz(Min) = mA - 10 mA - Công suất danh định: Công suất tiêu tán tối đa diode Zener tính tích điện áp diode dịng điện chạy qua Các giá trị tiêu biểu 400 mW, 500 mW, w 5W - Sai số điện áp: Thông thường ± 5% - Nhiệt độ làm việc ổn định: Diode có độ ổn định tốt làm việc với điện áp 5V - Điện trở zener 7?z: Diode zener có giá trị điện trở định thể qua đặc tuyến VI 56 7.2.2 IC ổn áp dương a Tản nhiệt IC Trong điều chỉnh điện áp IC 78xx, nhiều lượng tiêu hao dạng nhiệt Sự khác biệt giá trị điện áp ngõ vào ngõ nhiệt Vì vậy, khác biệt điện áp ngõ vào điện áp ngõ cao phát sinh nhiệt nhiều Neu khơng có tản nhiệt, q nhiệt làm hỏng IC Hình 7.6 Sơ đồ nguyền lý mạch ẩn áp dùng ỈC họ 78 Để tránh sai số (sụt áp) điện áp ngõ ra, nên để điện áp ngõ vào lớn điện áp ngõ từ V đến V gắn tản nhiệt phù hợp cho ĨC SƠĐỔCHÂN LM7805 ĐẨU RA ĐẤUVAO CHẨN MAT CHUNG (a) Cấu trúc tương đương IC họ 78 (b) Sơ đồ chân ỈC ổn áp dương họ 78 Hình 7.7 IC ổn áp dương họ 78 b Thông số kỹ thuật - Điện áp đầu vào: tối thiểu 11.5 VDC với IC 7809 15 VDC với IC 7812 - Điện áp đầu ra: VDC với IC 7809 12 VDC với IC 7812 - Dòng điện đầu ra: 1.5 A lý thuyết, thực tế nhiệt độ phòng, dòng đầu khoảng 1A, cần bổ sung tản nhiệt để trì hiệu suất độ bền IC - Đóng gói: Kiểu TO-220 57 7.3 Thi cơng, đo kiểm chạy thử mạch 7.3.1 Thí nghiệm mơ hình a Ổn áp dùng diode zener - Dùng dây nổi, kết nối sơ đè linh kiện theo sơ đồ nguyên lý - Đo điện áp ngõ vào, ngõ - Thay đổi loại diode zener, loại IC, đo điện áp ngõ - Ghi kết vào phần báo cáo Hình 7.8 Sơ đồ linh kiện mạch ổn áp zener mơ hình b IC ổn áp dương - Dùng dây nối, kết nốỉ sơ đồ linh kiện theo sơ đồ nguyên lý - Đo điện áp ngõ vào, ngõ - Thay đổi loại IC, đo điện áp ngõ 7809 Hình 7.9 Sơ đồ linh kiện mạch ổn ảp dương mơ hình 7.3.2 Mơ phỏng, thiết kế mạch in - Sử dụng phần mềm vẽ sơ đồ mạch, chạy mô 58 - Thay đổi loại diode zener, IC, đo điện áp ngõ - Thiết kế mạch in cho sơ đồ mạch Mô sơ đồ mạch dạng 3D - Làm mạch thực tế 7.4 Báo cáo 7.4.1 Căn sở lý thuyết, tính: a Hệ số biến áp để điện áp Vc điện áp thứ cấp máy biến áp V2 =12 V với sơ cấp Kỉ =220 V b Điện trở hạn dịng cho Dz có điện áp nguồn Kz = V; Vs = Ị V; PD(Max) = w 7.4.2 Mạch ổn áp dùng zener Thay đổi loại diode zener khác ghi kết đo điện áp ngõ Bảng ỉ Đo điện ảp ngô với loại diode zener khác LOẠI Đz 1N4372A 1N4733A 1N4738A 1N4740A 1N4742A Lo 7.4.3 Mạch ổn áp dùng IC Vẽ dạng sóng điện áp thứ cấp V2 điện áp ngõ ổn áp dùng 1C ổn áp họ 7812 59 Hình 7.10 Vẽ dạng sóng điện ảp Vz Vo 7.4.4 Sơ đồ bố trí linh kiện sơ đồ mạch in a Mạch ổn áp dùng zener Sơ đồ bố trí linh kiện 60 Sơ đồ mạch in b Mạch ổn áp dùng IC Sơ đồ mạch in Sơ đồ bố trí linh kiện 7.4.5 Đo thông số thực tế mạch Bảng 7.2 Kết khảo sát mạch ổn áp Vs Vd Vc Vo Mạch ổn áp dùng diode zener Mạch ổn áp dùng IC 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 [1] Lê Tiến Thường, Hướng dẫn thỉ nghiệm Mạch điện tử, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp HỒ Chí Minh, 1994 [2] Châu Minh Thuyên, Lê Ngọc Tuân, Kỹ thuật điện - điện tử, Nhà xuất Đại học Cơng nghiệp Tp Hồ Chí Minh, 2020 [3] Robert L Boyỉestad, Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, 11th Ed, Pearson, 2013 [4] https://dientuviet.com/kien-thuc-co-ban-ve-diode-zener/ (22/12/2020) [5] https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=48124 (27/02/2023)