Đề tài nghiên cứu, chế tạo mạch nguồn Đối xứng có Điện áp ra (±5 ±12v) 2a dc

DAT VAN DE Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đang và sẽ được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong hầu hết trong các lĩnh vực kinh tế- xã hội cũng

NGANH: DIEU KHIEN VA TU DONG HOA

CHUYEN NGANH: TU DONG HOA CONG NGHIEP

TEN DE TAI: NGHIEN CUU, CHE TAO MACH NGUON DOI XUNG

CÓ ĐIỆN ÁP RA (+5-+12V) 2A-DC Người hướng dẫn: ` NGUYÊN PHƯƠNG THẢO

Sinh viên: DO PHUC HUNG

PHAN THI HIEN

Mã số sinh viên: 12221509

12221334 Lớp: 122211.4

Hưng Yên, năm 2022

TRUONG DHSPKT HUNG YEN Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỦ Độc lập — Tự do - Hạnh phúc

ĐỎ ÁN MÔN HỌC

Sinh viên thực hiện:

1 Đỗ Phúc Hưng

2 Phan Thị Hiên Lớp: 122211.4

1 Tên đề tài:

“Nghiên cứu, chế tạo mạch nguồn đối xứng”

2 Thời gian thực hiện:

Ngày giao đề tài :

1 Một quyên thuyết minh đề tài

2 Các bản vẽ mô tả nội dung đề tài

3 Mạch đã hoạt động tốt

GVHD Nguyén Phuong Thao

MỤC LỤC

DAT VAN DE 6

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DÂN - 8 CHUONG 1: CO SO LY THUYET 9

1.1 Các khái niệm cơ bản về điện trở 9

IJNN ¡LÔ Nnnnmai 9

LQ PRGN LOG cesesccsssessesessesensnvennsessnsevensnecnssnsesnncasonsnsossnsesensasessnsessnseesossssssnsensenes 9 1.1.3 Giá trị của điện trở „9

1.2.4 Phân loại tụ điện « cccceccescee H

1.2.5 Ứng dụng của tụ điện trong (ÏHựC KẾ ccsccsccscecesrerrererrersrssrerssrree lI

1.3.2 Phân loại „12 1.3.3 CẤU (GO vessecsecsscsecsesssssessesssssssnssnesssssssusssssussucsaesssussucsacsssscsueseeneessaeneeneenseneens 12

1.3.4 Nguyên lý HOQf ÔN Gì HH HT nhờ 12

J7} Nhan An ee.e 13

1.4.3 Nguyên lý ÏÀIH VIỆC uc SSS sex 13 LAA, PEN T6 an ee e 13 1.5 Cầu chì 14 1.5.1 Khát niệm 1d

IV, xanh eee Ầ 14 IDˆ „5 10 nnn nh nhe ^w ẩ, A 15

1.5.4 Nguyên lí hoạt động „15 J2 7 15

1.8 Khái niệm nguồn hạ áp một chiều 18 1.8.1 Mạch chỉnh lưu 18 1.8.2 Loc cdc thanh phitn xOdy CHiGU ceccccccscsssscsccsssvssssvsessssessssssssssssecsssnsssenesescenees 19

1.8.3 Lọc bằng tụ đÍiỆN set rrrrrrerrrkee 20

1.8.4 Ôn địHÌ: điện! đp c5 St Che EEkEkEkxkiEkEktkeerkrkrksrkrkrserkrserereree 20

2.2.3.1 Sơ đồ nguyên Uf MAH vccccscsvecssvecsssssessssescssssessssesessssessssesesssscessssseessseavess 24

2.2.3.2 Sơ đồ MAH i ececccssesrecsecvecresressesnessessescesesssssseaeesesssesseaeenesseeneeneeneenseneess 26

2.3 Kết luận và hướng phát triển của đề tài 27 2.3.1 Kết quả đẠf (ẨHỤC co tcrtkketEkkkekstkekksrkersrkeerrsrkeerree 27 2.3.2 Ua ved khhHyẾt đÌÏỄHH set kếkEkEkiEEkrkEkekkkrkrksrkrerserkrserereree 27

2.3.3 Hướng phát triỂn của đ tài cc sec ceerekiEreEketketetkerkerrrkerersrrersrrrkee 27

DAT VAN DE

Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đang và sẽ

được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong hầu hết trong các lĩnh vực kinh tế- xã hội cũng như trong đời sông Trong tất cả các thiết bị điện tử vấn đề nguồn cung cấp là một trong

những vấn đề quan trọng nhất quyết định đến sự làm việc ôn định của hệ thống Hầu hết các thiết bị điện tử đều sử dụng các nguồn điện một chiều được ổn áp với độ chính xác và

ôn định cao Hiện nay kỹ thuật chế tạo các nguồn điện ổn áp cũng đang là một khía cạnh

đang được nghiên cứu phát triển với mục đính tạo ra các khối nguồn có công suất lớn, độ

ôn định, chính xác cao, kích thước nhỏ Từ tầm quan trọng trong ứng dụng thực tế của nguồn điện một chiều ôn áp và củng cố lại những kiến thức được học và áp dụng thực hành trong thực tế, nên em đã chọn đề tài:” Thiết kế mạch nguồn đổi xứng” đề qua đó tìm hiểu

kĩ hơn về nguyên lí hoạt đọng của các mạch nguồn đòng thời củng cô thêm kĩ năng trong

thiết kế các mạch điện tương tự Trong quá trình thực hiện đề tài em xin chân thành cảm

ơn cô Nguyễn Phương Thảo đã hướng dẫn em hoàn thành đề tài này Do khả năng kiến thức bản thân còn hạn chế, đề tài chắc chăn sẽ không tránh những thiếu sót, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến thầy cô đề đề tài được hoàn thiện hơn

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài mặc dù gặp phải rất nhiều những vẫn đề khó khăn song với sự hướng dẫn của cô Nguyễn Phương Thảo cùng với sự chỉ bảo của các thầy cô giáo Khoa Điện — Điện Tử và sự lễ lực không ngửng của cả nhóm, đến nay chủng em đã hoàn thành đề tài Tuy nhiên, do kiến thức của chúng em còn hạn chế, nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy chúng em rât mong nhận được những ý kiến đóng góp chân thành

từ phía cô Nguyễn Phương Thảo, cùng các thầy cô giáo Khoa Điện — Điện Tử và các bạn doc dé dé tai này của chúng em ngày càng hoàn thiện và phát triển lên mức cao hơn trong thời gian gần nhất

Sau l thời gian thực hiện đề tài tại khoa, chúng em đã được học hỏi rật nhiều kinh nghiệm

và kiến thức Các thầy cô gióa trong khoa đã nhiệt tình chỉ bảo Đặc biệt là sự hướng dẫn rất nhiệt tình của cô Nguyễn Phương Thảo đã giúp chúng em hoàn thành đề tài nay Chúng em xin chân thành cảm ơn!

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hưng Yên, Ngày lháảng Năm 2023 Giáo viên hướng dân

Nguyễn Phương Thảo

cùng lớn Đơn vị điện trở : Ohm ( ôm)

Ký hiệu điện trở kiểu Ký hiệu điện trở theo

- Nhiệt trở có hệ số nhiệt âm

- Nhiệt trở có hệ số nhiệt dương

- Điện trở quang

1.1.3 Gia trị của điện tre

- Gia tri cua điện trở được vẽ trên thân điện trở Đôi với điện trở 4 vạch màu, thì

3 vạch đâu tiên biêu thị giá trị của điện trở, vạch thứ 4 là sai sô của điện trở

11.4 Ung dung

- Hiệu ứng này có ích trong một số ứng dụng như đèn điện dây tóc hay các thiết bị cung cấp nhiệt bằng điện, nhưng nó lại là không mong muốn trong việc truyền tải điện năng Các phương thức chung đề giảm tốn thất điện năng là: sử dụng vật liệu dẫn điện tốt hơn, hay vật liệu có tiết diện lớn hơn hoặc sử dụng hiệu điện thé cao Cac day siêu dẫn được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt, nhưng khó có thê phố biến vì giá thành cao và nền công nghệ vẫn chưa phát triển

1.2 Tụ điện

1.2.1 Khải niệm

- Tụ điện là một thiết bị điện tử không thể thiếu trong các mạch lọc mạch dao

động và các loại mạch truyền dẫn tín hiệu xoay chiều Tụ điện tên tiếng anh là Capacitor, là một loại lĩnh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được

ngăn cách bởi điện môi Khi có chênh lệch điện thề tại hai bề mặt, tại các bề mặt

sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu Về mặt lưu trữ năng lượng,

tụ điện có phần giống với ac qui Mặc dù cách hoạt động của chúng thì hoàn toàn khác nhau, nhưng chúng đều cùng lưu trữ năng lượng điện Nói cách khác tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động rất pho biến, được cấu tạo bới hai bản cực đặt song song, có tinh chat cách điện I chiều nhưng cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên ly phóng nap

1.2.2 Cấu tạo

- Hiện nay, tự điện được biết là linh kiện có cầu tạo bởi hai bản cực kim loại đặt

song song Tùy thuộc vào chất liệu cách điện ở giữa bản cực thì tụ điện có tên gọi

tương ứng Ví dụ như nếu như lớp cách điện là không khí ta có tụ không khí, là

giấy ta có tụ giấy, còn là gôm ta có tụ gôm và nếu là lớp hóa chất thì cho ta tụ hóa

Trên mỗi tụ điện thường được ghi các trị sô điện áp Đây là giá trị điện áp cực đại

mà các tụ điện có thê chịu được Nếu sử dụng quá giá trị này tụ sẽ bị nô

1.2.3 Nguyên Ïÿ hoạt động

- Tụ điện có khả năng tích trữ năng lượng dưới dạng năng lượng điện trường bằng cách lưu trữ các electron, nó cũng có thê phóng ra các điện tích này dé tạo thành dòng điện Đây chính là tính chất phóng nạp của tụ, nhờ có tính chất này mà tụ

có khả năng dẫn điện xoay chiều Nếu điện áp của hai bản mạch không thay đổi đột ngột mà biến thiên theo thời gian mà ta cắm nạp hoặc xả tụ rất dễ gây ra hiện tượng nỗ có tia lửa điện do dòng điện tăng vọt Day là nguyên lý nạp xả của tụ

điện khá phố biến

10

1.2.4 Phân loại tụ điện

- Có nhiều cách phân loại tụ điện Nếu như xét theo tính chất lí hóa thì tụ điện có thể chia

thành:

-Tụ điện phân cực: Đây là tụ điện có 2 đầu, chúng thường là tụ hóa học và tu tantalium Loại tụ này thường có trị số lớn hơn và dùng trong các mạch có tần số thấp hoặc dùng dé lọc nguồn

-Tụ điện không phân cực: Đây là loại tụ không có quy định cực tính Tụ này có điện dung

nhỏ và dùng nhiều trong mạch điện có tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu

-Tụ điện hạ áp và cao áp

- Tụ lọc và tụ liên tầng

-Tụ điện fĩnh và tụ điện động

-Tụ xoay có khả năng thay đối giá trị điện dung

Xét theo chất liệu ta có thể chia tụ điện như sau:

-Có hai loại tụ chính là tụ giấy, tụ gồm và tụ hóa hay một số những loại có thê gặp như tụ mica màng mỏng, tụ bạc mica, tụ siêu hóa,

-Tụ gốm: loại tụ này được làm bằng ceramic, phía bên ngoài có bọc keo hoặc nhuộm màu

-Tụ giấy: có bản cực là lá nhôm và điện môi là giấy tâm dầu cách điện

12.5 Ung dụng của tụ điện trong thực tế

-Tụ điện được sử dụng phô biến trong kỹ thuật điện và điện tử

-Ứng dụng trong hệ thông âm thanh xe hơi bởi tụ điện lưu trữ năng lượng cho bộ khuếch

- Đi ốt chỉnh lưu thường

- Đi ốt bán dẫn thường đều có nguyên lý cầu tạo chung là một khối bán dẫn loại

P ghép với một khôi bán dân loại N và được nôi với 2 chân ra là anode và cathode

1.3.4 Nguyên Ïÿ hoạt động

- Khi cấp nguồn cho diode theo mạch: Chân dương cấp vào chân dương anode của diode, chân âm nguồn cấp vào chân Cathode của điode Khi nguồn cấp lớn

hơn 0.7V với chất bán dẫn loại Sỉ hay 0.2V với chất bán dẫn loại Ge, thi diode

dẫn hay còn gọi là phân cực thuận Lúc này dòng điện được đi qua diode

- Ngược lại, khi chân dương nguồn cap vao chan Cathode cua diode va chan 4m nguồn cấp vào chân Anode thì điốt không dẫn tức là không cho dòng điện chạy qua Người ta gọi trường hợp này là phân cực ngược

Diode có cực tính, điốt chí dẫn theo chiều thuận cực

12

13.5 Ung dung

- Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode thường được sử dụng trong các mạch

chính lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, các mạch tách sóng, mạch ghim áp

phân cue cho transistor hoat động

1.4 Led

1.4.1 Khải niệm

- LED là từ viết tắt của Light Emitting Diode - Diode phat quang LED là thiết bị

bán dẫn tạo ra ánh sáng Lúc đầu nó được sử dụng làm đèn báo nhưng sau này được dùng rộng rãi làm đèn chiếu sáng trong nhà, ngoài trời, trang trí

Kỷ hiệu

Ký hiệu điện 7?

Anode > Cathode

Hinh 1.4.1 1.4.2 Cấu tạo

- Mạch in của đèn LED: Nó được cấu tạo từ nhôm và gốm Những nguyên liệu đó giúp cho đèn có công suất trung bình lớn hơn, tản nhiệt nhanh hơn

1.4.3 Nguyên ly lam viéc

- Do thiết kế cầu tạo của đèn LED bao gồm 1 cực âm và I cực dương được tách

ra khỏi l bán dẫn trung tâm Và khối bán dẫn này sẽ được nối bởi 2 tiếp giáp là P-N Nên một khi có dòng điện tác động lên biên giới của 2 bên mặt tiếp giáp thì một số điện tử bị lỗ trồng thu hút, sát lại gần nhau hơn

- Sau đó, chúng sẽ có xu hướng kết hợp với nhau để tạo thành nguyên tử trung hòa Sau khi quá trình đó diễn ra sẽ tạo nên hiện tượng giải phóng năng lượng dưới ánh sáng thông qua các lớp bảo vệ Nó sẽ định hướng bề mặt của đèn mà ánh sáng chiều ra ngoài theo hướng đã được định sẵn

1.4.4 Phân loại

- Led xuyên lễ loại này có nhiều hình dạng và kích cỡ phố biến nhất là led 3mm,5mm,8mm với nhiều mau sac khac nhau

- Led smd LED SMD co thé gan dé dang trén PCB Loai nay thong duoc

phân biệt bằng kích thước Ví dụ LED SMD phô biến nhất là 3528 và 5050

- - LED 2 màu Như tên gọi của nó loại LED này có thể phát ra 2 mau

13

- LED công suất cao LED có công suất hơn LW được gọi là LED công suất cao, bởi

vì led thông thường có công suất vài mW

Đèn LED công suất cao rất sáng và thường được sử dụng trong Đèn pin, Đèn pha ô

- Cau chì là thiết bị điện xuất hiện hầu hết trong các hộ gia đình được nối trực tiếp vào giữa dây dẫn điện và các thiết bị điện với mục đích duy nhất là bảo vệ

hệ thống điện khi dòng điện ở mức quá tái có thê gây ra cháy nô

- Thành phần không thẻ thiếu trong một cầu chì là một dây chì mắc nối tiếp với

hai đầu dây dẫn trong mạch điện VỊ trí lắp đặt cầu chỉ là ở sau nguồn điện tong

và trước các bộ phận của mạch điện, mạng điện cần được bảo vệ như các thiết bị

điện

14

- Các thành phần còn lại bao gồm: hộp giữ cầu chì, các chấu mắc, nắp cầu chỉ được thay đôi tùy thuộc vào loại cầu chì cũng như mục đích thâm mỹ

1.5.3 Phân loại

- Có rất nhiều cách có thê được sử dụng dé phan loai cau chi

- Theo môi trường hoạt động: cầu chì cao áp, hạ áp, cầu chì nhiệt

- Theo cấu tạo: cầu chì loại hở, loại vặn, loại hộp và cau chi éng Theo dac diém:

cau chi str, cau chi ống, cầu chì hộp, cầu chỉ nô, cầu chì tự rơi

- Theo số lần sử dụng: cầu chỉ sử dụng một lần, cầu chì có thê thay dây, cầu chi

có thê tự nỗi mạch điện

- Quan hệ giữa thời gian cắt mạch của cầu chì và dòng qua nó gọi là đặc tính bảo

vệ của cầu chì Nếu chỉ xét thời gian chảy của dậy cháy thì có đặc tính chảy của cầu chì chênh lệch thời gian giữ đặc tính chảy và đặc tính bảo vệ của cầu chì chính là thời gian dập tắt hồ quang

1.5.5 Công dụng

- Cầu chì thường dùng để bảo vệ cho đường dây dẫn, máy biến áp, động cơ điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thắp sáng Đặc điểm của nó là đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt lớn và giá thành hạ nên được ứng dụng rộng rai

- Cầu chỉ sử dụng nhiều lần được ứng dụng rộng rãi trong các mạch điện gia dụng,

các đường dây tải điện Các cầu chì dùng một lần thì thường được lắp trong các thiết bị điện gia dụng như: máy sấy, máy pha cà phê,

- Hiện nay, trong các công trình hiện đại, cầu chì được thay thê bằng aptomat với

nhiều đặc điểm ưu việt hơn

15