Mạch nguồn 5V&12v

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật trên con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước. Ngành điện tử nói chung đã có những bước tiến vượt bậc và mang lại những thành quả đáng kể. Để thúc đẩy nền kinh tế của đất nước ngày càng phát triển, giàu mạnh thì phải đào tạo cho thế hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo thì phải đưa ra các phương tiện dạy học hiện đại vào trong giảng đường, trường học có như vậy thì trình độ của con người ngày càng cao mới đáp ứng được nhu cầu của xã hội. Trường ĐHSPKT Hưng Yên là một trong số những trường đã rất trú trọng đến việc hiện đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả trong giảng dạy cũng như giúp sinh viên có khả năng thực tế cao. Để các sinh viên có tăng khả năng tư duy và làm quen với công việc thiết kế, chế tạo chúng em đã được giao cho thực hiện đồ án: “Thiết kế chế tạo mạch nguồn 5V&12V ” nhằm củng cố về mặt kiên thức trong quá trình thực tế.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH NGUỒN 5V&12V

Người hướng dẫn: TS Đoàn Văn Điện

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Quang Huy & Đặng Văn Hùng Lớp: 112216.1

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Hưng Yên, Ngày Tháng Năm 2022

Giảng viên hướng dẫn

TS Đoàn Văn Điện

LỜI CẢM ƠN

Qua một thời gian thực hiện, đến nay đề tài: “Thiết kế và chế tạo mạch nguồn 5V&12V ” đã được hoàn thành Trong thời gian thực hiện, em đã nhận

được rất nhiều sự giúp đỡ quý báu của các cá nhân, tập thể

Em xin chân thành cảm ơn tới thầy TS Đoàn Văn Điện đã hướng dẫn, giúp

đỡ em tận tình trong quá trình thực hiện đồ án Em xin cảm ơn các thầy, cô giáo, lãnh đạo Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, đã giúp

đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án

Cuối cùng em xin được bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành nội dung đồ án

Hưng Yên, ngày tháng năm 2022

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN

Sau khi nhận đề tài chúng em đã bắt tay ngay vào việc: Thời gian và công việc cụ thể như sau:

Tuần 1: Gặp thầy giáo hướng dẫn nhận đề tài

Tuần 2: Tìm hiểu về đề tài, lĩnh vực ứng dụng, tìm các tài liệu liên quan đến đề tài Tuần 3: Tìm và thiết kế sơ đồ nguyên lý, tính toán mạch và chọn linh kiện

Tuần 4: Test thử trên bo mạch và hiệu chỉnh, xử lý sự cố

Tuần 5: Thiết kế mạch in, lắp ráp sản phẩm, kiểm tra chạy thử sản phẩm

Tuần 6: Hoàn thành lý thuyết

Thời gian đầu nhóm chúng em đã cố gắng gặp thầy liên tục 1 lần trên 1 tuần, qua những lần gặp như vậy chúng em đã được thầy “ Đoàn Văn Điện ” hướng dẫn nhiệt tình, cụ thể phương hướng thực hiện tiếp theo và thầy chỉ rõ những chỗ còn thiếu sót để chúng em khắc phục

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 3

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN 4 TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật trên con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước Ngành điện tử nói chung đã có những bước tiến vượt bậc và mang lại những thành quả đáng kể Để thúc đẩy nền kinh tế của đất nước ngày càng phát triển, giàu mạnh thì phải đào tạo cho thế hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo thì phải đưa ra các phương tiện dạy học hiện đại vào trong giảng đường, trường học có như vậy thì trình độ của con người ngày càng cao mới đáp ứng được nhu cầu của xã hội Trường ĐHSPKT Hưng Yên là một trong số những trường đã rất trú trọng đến việc hiện đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả trong giảng dạy cũng như giúp sinh viên có khả năng thực tế cao

Để các sinh viên có tăng khả năng tư duy và làm quen với công việc thiết kế,

chế tạo chúng em đã được giao cho thực hiện đồ án: “Thiết kế chế tạo mạch nguồn 5V&12V ” nhằm củng cố về mặt kiên thức trong quá trình thực tế

Sau khi nhận đề tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của giảng viên hướng dẫn cùng với

sự lỗ lực cố gắng của cả nhóm, sự tìm tòi, nghiên cứu tài liệu, đến nay đồ án của

chúng em về mặt cơ bản đã hoàn thành Trong quá trình thực hiện dù đã rất cố gắng nhưng do trình độ còn hạn chế kinh nghiệm còn ít nên không thể tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các

cô giáo trong khoa để đồ án của chúng em ngày càng hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Đoàn Văn Điện đã giúp chúng em hoàn thành đồ án

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU LINH KIỆN

1.1 Điện trở

a) Khái niệm, cấu tạo, kí hiệu

Khái niệm:

Điện trở là linh kiện điện tử thụ động, dùng để cản trở dòng điện

Ký hiệu và hình dạng:

Ký hiệu Hình dạng Hình 1.1: Ký hiệu và hình dạng của điện trở Cấu tạo:

Điện trở được cấu tạo từ những vật liệu có điển trở suất cao như làm bằng than, magie kim loại Ni-O2, oxit kim loại, dây quấn

b) Phân loại

Điện trở thường: Điện trở thường là các loại điện trở có công suất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W

Điện trở công suất: Là các điện trở có công suất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W, 10W

Điện trở sứ, điện trở nhiệt: Là cách gọi khác của các điện trở công suất, điện trở này có vỏ bọc sứ, khi hoạt động chúng tỏa nhiệt

Điện trở dây cuốn: Loại điện trở này dùng dây điện trở quấn trên lõi than và có

1 lớp cách điện thường bằng sứ hoặc nhựa tổng hợp để tạo ra điện trở có giá trị nhỏ và chịu được công suất tiêu tán lớn Thường được sử dụng trong các mạch cung cấp điện của các thiết bị điện

Điện trở điều chỉnh: Hay còn gọi là biến trở, giá trị điện trở có thể thay đổi được tùy ý

1.2 Tụ điện

a) Khái niệm

Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động có khả năng tích và giải phóng năng lượng dưới dạng điện trường

Khái niệm và hình dạng:

Ký hiệu

Hình dạng Hình 1.2: Ký hiệu và hình dạng của tụ điện

Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động

b) Cấu tạo

Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi

Người ta thường dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi

và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như tụ giấy, tụ gốm, tụ hoá

1.3 IC 78XX

Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng IC

ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản.Các loại ổn

áp thường được sử dụng là IC 78xx,79xx, với xx là điện áp cần ổn áp

VD: 7805 ổn áp 5V, 7812 ổn áp 12V.

Việc dùng các loại IC ổn áp họ 78xx tương tự nhau

Hình 1.3: Sơ đồ chân IC 78XX

Sơ đồ chân của IC 78XX

 Chân số 1 là chân IN (hình vẽ trên)

 Chân số 2 là chân GND (hình vẽ trên)

 Chân số 3 là chân OUT (hình vẽ trên)

Một số thông số kĩ thuật:

Dòng cực đại có thể duy trì 1A

Dòng đỉnh 2.2A

Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W

Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W.

Nếu vượt quá ngưỡng 4 ý trên 7805 sẽ bị cháy

Thực tế ta nên chỉ dùng công suất tiêu tán =1/2 giá trị trên Các giá trị cũng không nên dùng gần giá trị max của các thông số trên Tốt nhất nên dùng ≤ 2/3 max Hơn nữa các thống số trên áp dụng cho điều kiện chuẩn nhiệt độ 25 độ C

1.4 IC 79XX

Cấu tạo và hình dạng của họ IC 79XX

* Chức năng họ IC 79XX nói chung

1.5 Biến áp

Cấu tạo:

Bộ phận chính của máy biến áp là một khung sắt non (có pha silic) gồm nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện lại với nhau để hạn chế dòng điện Fu-cô (Foucalt) Hai đầu có hai cuộn dây Cuộn thứ nhất có N1 vòng dây nối với nguồn phát điện gọi

là cuộn sơ cấp, cuộn thứ 2 có N2 vòng dây nối với các thiết bị tiêu thụ điện năng gọi là cuộn thứ cấp

cuộn thứ cấp

Nguyên lý của biến áp:

Một điện áp hàm sin sẽ tạo ra dòng điện hàm sin trong cuộn dây sơ cấp, dòng điện này sẽ tạo ra một từ trường biến đổi luân phiên theo quy luật hàm sin Trong biến

áp, từ trường biến thiên này được cảm ứng tới một cuộn dây thứ hai qua một lõi sắt

từ Điện áp hàm sin được tạo ra trong cuộn dây thứ hai bởi sự thay đổi của từ thông ΔΦ

Tùy theo số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp mà quyết định biến áp là tăng áp hay hạ áp

1.6 Diode

Diode là một loại linh kiện bán dẫn chỉ cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại

Cấu tạo:

Hình 1.6: Cấu tạo của diode Diode được cấu tạo từ là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại

N Diode có hai cực là Anot (A) và Katot (K), nó chỉ cho dòng một chiều từ A sang K và nó được coi như van một chiều trong mạch điện và được ứng dụng rộng rãi trong các máy thu thanh thu hình, các mạch chỉnh lưu, ổn định điện áp

Phân loại:

Có nhiều loại Diode, như Diode chỉnh lưu thông thường, Diode Zener, Diode phát quang (LED)…

1.7 Đồng hồ hiển thị

Điện áp cung cấp: DC 0 – 30V

Công suất tiêu thụ: ＜0.5VA

Dải đo: DC 0-60V DC

Độ đo chính xác: 1% ± 2

Màn hình hiển thị: LED 7 thanh

Khối nguồn Khối tụ lọc Khối ổn áp

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO

2.1 Sơ đồ khối

Hình 2.1: Sơ đồ khối toàn mạch

2.2 Khối nguồn

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn

Điện áp đầu vào sau khi đi qua biến áp hạ áp xuống từ 220V AC-50Hz xuống còn 12V AC Tiếp theo được đi qua cầu Diode để chuyển từ điện áp xoay chiều thành một chiều

Hình 2.3: Dạng sóng điện áp trước và sau chỉnh lưu Điện áp hiện tại là 12V DC Sau chỉnh lưu và ổn áp điện áp còn nhấp nhô ta cho qua tụ để san phẳng điện áp

2.3 Khối tụ lọc

Hình 2.5: Sơ đồ khối tụ lọc Sau chỉnh lưu và ổn áp điện áp còn nhấp nhô ta cho qua tụ để san phẳng điện áp

Tụ điện có điện dung càng lớn thì điện áp đầu ra càng phẳng cùng với tụ phân cực

ta dùng thêm tụ gốm để lọc nhiễu cao tần

Hình 2.6: Sau khi có tụ lọc

2.4 Khối ổn áp

Hình 2.7: IC ổn áp Mạch ổn áp là mạch có chức năng tạo ra hay duy trì một điện áp ổn định dù cho đầu vào thay đổi ở một khoảng dài rộng nào đó

Điện áp thu được ở chu kỳ +12V sẽ được đi qua IC 7805, 7812 để ổn định ra mức

cố địện áp 5V, 12V

2.5 Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý toàn mạch

Nguyên lý làm việc :

Điện áp đầu vào sau khi đi qua biến áp hạ áp xuống từ 220V AC-50Hz xuống còn 12V AC Tiếp theo được đi qua cầu Diode để chuyển từ điện áp xoay chiều thành một chiều, sau chỉnh lưu và ổn áp điện áp còn nhấp nhô ta cho qua tụ để san phẳng điện áp Tụ điện có điện dung càng lớn thì điện áp đầu ra càng phẳng Cùng với tụ phân cực ta dùng thêm tụ gốm để lọc nhiễu cao tần Điện áp thu được ở chu kỳ +12V sẽ được đi qua 2 IC là 7805 và 7812 để ổn định mức điện áp đầu ra luôn ở trong khoảng cố định, đèn led D1 và D2 dùng để báo hiệu đã có nguồn ra

2.6 Sơ đồ mạch boar

Hình 2.8: Sơ đồ boar mạch

2.7 Sơ đồ bố trí linh kiện và hình ảnh thực tế

Hình 2.8: Sơ đồ bố trí linh kiện

CHƯƠNG III: KẾT LUẬN 3.1 Kết quả

Sau thời gian thực hiện đồ án môn học, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy

TS Đoàn Văn Điện chúng em đã hoàn thành đồ án theo quy định Để thực hiện

được yêu cầu của đề tài, chúng em đã không ngừng học hỏi, những vấn đề về các linh kiện điện tử và các vấn đề khác liên quan Vì thế kiến thức về điện tử, kinh nghiệm thực tế về làm mạch đã có sự tiến bộ Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn thầy!

3.2 Hạn chế

- Vì sản phẩm làm ra chỉ mang tính nghiên cứu nên còn mang tính cơ bản và chưa được sử dụng rộng rãi ngoài thực tế

- Do thời gian và điều kiện của sinh viên nên sản phẩm chưa được hoàn hảo

3.3 Hướng phát triển đề tài

Mạch hoạt động tốt nhưng công suất còn nhỏ, chúng ta có thể tăng công suất của mạch lên cao hơn

Trên đây là đồ án môn học của em sau một thời gian nguyên cứu tìm hiểu đã hoàn thành Vì kiến thức còn hạn chế cùng với thời gian có hạn đồ án còn nhiều thiếu sót và bất cập rất mong mọi ý kiến đóng góp để em có thể sửa đổi và được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Văn Đạm Thiết kế các mạng và hệ thống điện Nhà xuất bản khoa học

kỹ thuật, 2004

[2] Trần Bách Lưới điện và hệ thống điện tập 1, 2, 3 Nhà xuất bản khoa học kỹ

thuật, 2004

[3] Trần Bách Ổn định trong hệ thống điện Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2001 [4] Trần Bách Tối ưu hóa các chế độ của hệ thống điện Trường Đại học Bách

Khoa Hà Nội, 1999

[5] Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hòa Phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2005

[6] Nguyễn Lân Tráng Quy hoạch và phát triển hệ thống điện Nhà xuất bản khoa

học kỹ thuật, 2004

[7] Lã Văn Út Ngắn mạch trong hệ thống điện Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật,

Hà Nội 2005

[8] Trần Đình Long Tự động hóa trong hệ thống điện Trường Đại học Bách

Khoa Hà Nội, 2005