vẽ sơ đồ nguyên lý pcb , nguyên lý hoạt động của mạch điệnvẽ sơ đồ nguyên lý pcb , nguyên lý hoạt động của mạch điệnvẽ sơ đồ nguyên lý pcb , nguyên lý hoạt động của mạch điệnvẽ sơ đồ nguyên lý pcb , nguyên lý hoạt động của mạch điệnvẽ sơ đồ nguyên lý pcb , nguyên lý hoạt động của mạch điệnvẽ sơ đồ nguyên lý pcb , nguyên lý hoạt động của mạch điệnvẽ sơ đồ nguyên lý pcb , nguyên lý hoạt động của mạch điệnvẽ sơ đồ nguyên lý pcb , nguyên lý hoạt động của mạch điệnvẽ sơ đồ nguyên lý pcb , nguyên lý hoạt động của mạch điện
HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN CAD/CAM Giảng viên : Nhóm Nhóm tập Thành viên Nguyễn Trung Hiếu : 02 : 19 : Lê Duy Đạt – B20DCDT045 Nguyễn Tiến Dũng – B20DCDT032 Tạ Đức Duy – B20DCDT038 Nhóm mơn học : Vương Đức Duy – B20DCDT040 03 Hà Nội – 2023 Mục lục I Mạch Khối chỉnh áp .2 Khối điều khiển điện áp .3 Khối điều khiển dòng điện Ứng dụng Mạch nguyên lý Mạch in PCB .5 II Mạch Tìm hiểu linh kiện mạch 1.1 Tổng quan linh kiện mạch 1.2 Transistor BC547 1.3 Transistor BC557 12 1.4 Một số linh kiện khác 14 Nguyên lý hoạt động mạch 14 2.1 Giới thiệu chung nguyên lý .14 2.2 Chức phần .15 Ứng dụng 16 Thiết kế mạch .17 4.1 Thiết kế nguyên lý 17 4.2 Thiết kế PCB 18 I Mạch Phân tích mạch Bộ nguồn điều chỉnh điện áp DC 3V đến 24V Mạch gồm khối chính: Khối chỉnh áp Khối điều khiển điện áp Khối điều khiển dòng điện Khối chỉnh áp Đây khối chịu trách nhiệm chỉnh áp đầu vào từ nguồn AC thành đầu DC Khối bao gồm biến áp, chỉnh lưu Bộ biến áp chuyển đổi điện áp 220VAC thành điện áp thích hợp để tiếp tục xử lý chỉnh lưu Bộ chỉnh lưu làm cho đầu DC ổn định Fuse(cầu chì): Cầu chì khối chỉnh áp chịu trách nhiệm bảo vệ mạch thiết bị khác khỏi nguy tải ngắn mạch cách ngắt dòng điện dịng điện vượt q giới hạn an tồn Biến áp: Biến đổi điện áp 220AC thành điện áp thích hợp Bộ chỉnh lưu: Biến đổi điện áp AC thành điện áp DC Khối điều khiển điện áp Khối điều khiển điện áp mạch chịu trách nhiệm điều chỉnh trì điện áp đầu mạch, đảm bảo điện áp đầu cung cấp ổn định theo yêu cầu Op amp LM1558: Bộ khuếch đại so sánh linh kiện khuếch đại thuật toán với đầu dương mắc vào U chuẩn, đầu âm mắc với biến trở, kết cho Us điện áp chiều biến đổi theo Ura Us đưa đến khối biến đổi dòng điện Mạch hồi tiếp: Điện áp qua mạch hồi tiếp so sánh, mạch hồi tiếp phân áp gồm biến trở 10K điện trở 1K U chuẩn: U chuẩn tạo nhờ diode zenner điện trở có giá trị 5,1K ơm Khối điều khiển dịng điện Mạch gồm tranzitor mắc theo sơ đồ Darlington nên hệ số khuếch đại dòng lớn β= β1.β2.β3.Con tranzitor thứ tư bên phải hình vẽ dùng để hạn chế dòng Mắc theo sơ đồ Darlinton tạo công suất lớn cho mạch, trở kháng vào lớn lên tải bên ngồi có thay đổi nhiều khơng ảnh hưởng đến U OP-amp,nên Ura ổn định Ứng dụng Bộ nguồn sử dụng để cung cấp nguồn điện cho việc sửa chữa thiết bị điện tử, ví dụ điện thoại di động, máy tính xách tay, máy tính bảng, hình, v.v,… Bộ nguồn sử dụng ứng dụng robot cơng nghiệp tự động hóa cơng nghiệp khác Trong lĩnh vực nghiên cứu phát triển, cung cấp nguồn cho thiết bị đo lường kiểm tra phịng thí nghiệm q trình thử nghiệm Mạch nguyên lý Mạch in PCB II Mạch Tìm hiểu linh kiện mạch 1.1 Tổng quan linh kiện mạch Hình 1: Sơ đồ nguyên lý mạch Tổng quan, ta thấy mạch điện tử không sử dụng IC mà sử dụng linh kiện bán dẫn để xây dựng mạch điện trở, diode zenner, transistor led đơn 1.2 Transistor BC547 Hình 1.2: Transistor BC547 1.2.1 Tổng quan BC547 dòng transistor thuộc loại NPN sử dụng mạch điện tử thương mại giáo dục Nó đóng gói TO-92 xử lý dòng điện đầu lên đến 100mA BC547 có độ lợi dịng điện chiều tốt, với độ nhiễu thấp nên lựa chọn lý tưởng cho mạch khuếch đại tín hiệu Bên cạnh đó, với điện áp bão hịa 90mV BC547 cịn dùng cơng tắc đóng ngắt mạch 1.2.2 Sơ đồ chân Transistor BC547 Hình 1.2.2: Sơ đồ chân Transistor BC547 Hướng phần mặt phẳng vỏ phía trước mặt cấu hình sơ đồ chân BC547 theo thứ tự từ trái qua phải chân C, chân B chân E, cụ thể là: Chân số 1: Collector (Dòng điện chạy vào chân này) Chân số 2: Base (Điều khiển phân cực transistor) Chân số 3: Emitter (Dịng ra) 1.2.3 Thơng số kỹ thuật BC547 Có sẵn gói TO-92 Loại BJT: NPN Dòng tiêu thụ tối đa: 100mA Điện áp tiêu thụ - cực gốc tối đa (VCB): 50V Điện áp cực thu – cực phát tối đa (VCE): 45V Điện áp cực phát – cực gốc tối đa (VEBO): 60V Tiêu tán cực thụ tối đa (PC): 500mW Tần số chuyển đổi tối đa (fT): 300MHz Độ lợi dòng điện DC tối thiểu tối đa (hFE): 110-800 Nhiệt độ bảo quản hoạt động nằm khoảng từ -65 đến 150 độ C Để phân cực bóng bán dẫn, ta phải cung cấp dịng điện cho chân sở, dòng điện nên giới hạn 5mA Khi BC547 phân cực hồn tồn cho phép dòng tối đa 100mA chạy qua thu phát 1.2.4 Ứng dụng Ứng dụng BC547 làm khuếch đại Với độ lợi dòng điện chiều tốt, độ nhiễu thấp nên BC547 lựa chọn lý tưởng cho mạch khuếch đại BC547 khuếch đại cơng suất, dịng điện hay điện áp tùy theo cấu hình 10 Một số ứng dụng mạch khuếch đại là: - Bộ khuếch đại thu chung - Bộ khuếch đại phát chung - Bộ khuếch đại sở chung Ứng dụng BC547 làm công tắc Một transistor giống công tắc Mở Phân cực thuận công tắc Đóng Phân cực ngược Điều đạt cách cung cấp lượng dòng điện cần thiết cho cực điều khiển Với điện áp bão hòa khoảng 90mV BC547 dùng để làm cơng tắc đóng ngắt mạch điện Một số ứng dụng bật BJT BC547 là: - Mạch tiền khuếch đại âm giai đoạn khuếch đại âm - Chuyển đổi tải 100mA - Mạch cảm biến - Cặp transistor Darlington - Mạch tần số vô tuyến 11 1.3 Transistor BC557 1.3.1 Tổng quan Hình 1.3.1: Transistor BC557 BC557 transistor lưỡng cực PNP sử dụng rộng rãi sản xuất gói TO-92 nhỏ Nó transistor PNP có mục đích chung sử dụng chuyển mạch khuếch đại mạch điện tử Do collector emitter đóng (Phân cực thuận) chân base nối đất mở (Phân cực ngược) có tín hiệu cấp vào chân Base Đây đặc điểm mà transistor PNP khác với transistor NPN, trạng thái Logic (màu xanh hình) sử dụng để chuyển đổi tín hiệu điện áp điện áp mass Điện áp tín hiệu (Điện áp Base-Emitter V BE) 12 1.3.2 Sơ đồ chân transistor BC557 Hình 1.3.2: Sơ đồ chân Chân số 1: Collector Chân số 2: Base Chân số 3: Emitter 1.3.3 Thông số kỹ thuật BC547 Loại gói: TO-92 Loại transistor: PNP Dịng cực góp tối đa (IC): -100mA Điện áp cực góp cực phát tối đa (VCE): -45V Điện áp cực góp cực gốc tối đa (VCB): -50V Điện áp cực gốc cực phát tối đa (VBE): -5V Tiêu thụ cực góp tối đa (Pc): 500 mW Tần số chuyển đổi tối đa (fT): 100 MHz Độ lợi dòng điện DC tối thiểu tối đa (hFE): 125 đến 800 Nhiệt độ lưu trữ hoạt động tối: -65 đến + 150 độ C 1.3.4 Ứng dụng BC557 transistor đa sử dụng rộng rãi ứng dụng mục đích chung, ví dụ sử dụng khuếch đại âm radio nhỏ, cịi điện tử, chng điện tử mạch âm khác yêu cầu độ khuếch đại nhỏ Do độ lợi tốt nên transistor sử dụng tầng tiền khuếch đại âm Bên cạnh công dụng này, BC557 cịn hoạt động cơng tắc ứng dụng điện tử cho tải 100mA, sử dụng để bật tắt phần mạch điện tử ví dụ transistor công suất cao khác, LED, relay, 13 1.4 Một số linh kiện khác Một số linh kiện khác sử dụng mạch điện trở, diode zenner led đơn… Nguyên lý hoạt động mạch 2.1 Giới thiệu chung nguyên lý 14 Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý mạch Tổng quan chung mạch kiểm tra pin 12V sử dụng đèn LED phát sáng mức sáng tương ứng Đèn LED màu đỏ sáng lên điện áp pin nằm khoảng từ đến 10V, đèn LED màu cam sáng lên điện áp pin nằm khoảng từ 10,5 đến 12V đèn LED màu xanh lục sáng điện áp pin 12,5V Mạch thử kiểm tra cách sử dụng bóng bán dẫn NPN bóng bán dẫn PNP 2.2 Chức phần Mạch kiểm tra pin 12V sử dụng transistor BC547 BC557 với diode Zenner sử dụng để kiểm tra mức độ sạc pin thông qua đèn LED Nguyên lý hoạt động mạch bao gồm hai giai đoạn chính: giai đoạn kiểm tra giai đoạn hiển thị 2.2.1 Giai đoạn kiểm tra BC547 (NPN) sử dụng cơng tắc kiểm tra dịng, BC557 (PNP) sử dụng công tắc chuyển đổi Đầu vào mạch kết nối với pin cần kiểm tra thông qua resistor cố định diode Zenner 15 Diode Zenner sử dụng để bảo vệ mạch khỏi mức áp cao 12V Với diode Zenner, điện áp pin vượt 12V, diode hoạt động mạch ngắn cho phép dòng điện chảy qua, với mức áp ổn định Khi điện áp pin không vượt 12V, diode Zenner khơng hoạt động cho phép dịng điện chảy qua mạch Dòng điện từ pin chảy qua đầu vào thông qua resistor cố định BC547 kích hoạt dịng điện chảy qua chân sở (base) nó, tạo đường dẫn cho dịng điện chảy qua chân emitor collector Chân emitor BC547 kết nối với chân sở BC557 thơng qua resistor Khi BC547 kích hoạt, kết nối chân sở BC557 với mặt đất thơng qua resistor, làm cho BC557 bị kích hoạt cho phép dòng điện chảy qua emitor collector 2.2.2 Giai đoạn hiển thị Đầu mạch kết nối với đèn LED thông qua resistor Khi BC557 kích hoạt, mức điện áp chân collector tăng lên, tạo mức điện áp cao đầu mạch Đèn LED kích hoạt mức điện áp đầu vượt qua ngưỡng kích hoạt LED Điều có nghĩa pin hoạt động có mức độ sạc Nếu pin khơng hoạt động không đủ sạc, BC547 BC557 không kích hoạt mức điện áp đầu mạch thấp Điều khiến dòng điện qua LED nhỏ khơng có dịng điện chảy qua LED, cho thấy pin không hoạt động không đủ sạc Ứng dụng Ứng dụng ắc quy ô tô : Pin kiểm tra mạch tích hợp vào hệ thống điện để theo dõi hiển thị trạng thái ắc quy Điều giúp người dùng biết cần thay đổi ắc quy sạc lại ắc quy Ứng dụng hệ thống lượng mặt trời: Mạch sử dụng để kiểm tra trạng thái quy định hệ thống lượng mặt trời Nó giúp đảm bảo axit quy cịn đủ lượng để lưu trữ lượng từ lượng mặt trời Ứng dụng thiết bị cầm tay di động: Mạch kiểm tra pin tích hợp vào thiết bị cầm tay di động (ví dụ: sạc dự phịng) phép người dùng biết cần sạc lại thay pin Ứng dụng hệ thống không chật hẹp: Trong hệ thống khơng có giới hạn chế độ, chẳng hạn robot hệ thống nhúng, mạch giúp theo dõi trạng thái nguồn lượng định hành động tương ứng 16 Cảnh báo hệ thống: Mạch sử dụng cảnh báo hệ thống để cung cấp cảnh báo pin khắc phục tình trạng cạn kiệt lượng, giúp tránh gián đoạn hoạt động thiết bị Ứng dụng DIY: Các nhà điện tử DIY sử dụng mạch để kiểm tra trạng thái pin dự án tự động xây dựng thiết bị thông tin qua đèn LED đơn giản theo dõi Thiết kế mạch 4.1 Thiết kế nguyên lý Hình 3.1: Mạch thiết kế Schematic 17 4.2 Thiết kế PCB 18