Đồ án cơ sở ngành nghiên cứu, thiết kế mạch Đảo chiều và Điều khiển tốc Độ Động cơ dc dùng phương pháp pwm

Tên đồ án: Nghiên cứu, thiết kế mạch đáo chiều và điều khiển tốc độ động cơ DC dùng phương phap PWM Yêu cầu: - Thiết kế, lắp ráp mạch đảo chiều và điều khiến tốc độ động cơ + Dung IC NE

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT NAM ĐỊNH

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐK&TĐH

Sinh viên thực hiện: Lê Văn Quang

Nam Dinh — nam 2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT NAM ĐỊNH

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐK&TĐH

Sinh viên thực hiện: Lê Văn Quang

GV hướng dân: ThS Phạm Văn Phi

Nam Dinh — nam 2023

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ, CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BỘ MÔN ĐIỆN —- ĐIỆN TƯ Độc lập — Tự do — Hanh phic

PHIẾU GIAO ĐÒ ÁN CƠ SỞ NGÀNH

Họ và tên sinh viên thực hiện: Lê Văn Quang Mã SV: 2051040020

Ngành học: Công nghệ kỹ thuật ĐK&TĐÐĐH Khóa học: DH-15

Người hướng dẫn: Phạm Văn Phi Học vị: Thạc sĩ

Đơn vị công tác: Khoa Điện — Điện Tử

4 Tên đồ án: Nghiên cứu, thiết kế mạch đáo chiều và điều khiển tốc độ động cơ

DC dùng phương phap PWM

Yêu cầu: - Thiết kế, lắp ráp mạch đảo chiều và điều khiến tốc độ động cơ

+ Dung IC NE555 đề tạo xung và điều khiển độ rộng xung + Dùng mạch cầu H và Flip Flop để đảo chiều quay động cơ

- Sử dung IC số và các linh kiện điện tử cơ bản

2 Nhiệm vụ:

- Phân tích nguyên lý làm việc của toàn mạch

- Khảo sát các IC số, các linh kiện điện tử liên quan đến dé an

- Vẽ sơ đỗ khối, phân tích chức năng nhiệm vụ, nguyên lý làm việc

- Mô phỏng mạch điện

- Thiết kế mạch nguyên lý, mạch in

- Lap ráp, hoàn thiện mạch điện

- Viết và trình bày báo cáo

3 Kết quả đạt được:

- Báo cáo thuyết minh toàn bộ cơ sở lý thuyết, phương pháp luận, kết quả quá trình thiết kế, thi công bằng quyền đồ án

- Fle mô phóng hoạt động của mạch trên phan mềm và mạch thực

4 Thời gian thực hiện: Từ ngày 01 tháng 03 năm 2023

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Điểm bắng số: Diem bang chữ:

Nam Dinh, ngay tháng năm 20

GV hướng dẫn (ký rõ họ, tên)

ll

LỜI CẢM ƠN Sau quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và thực hiện để tài đồ án cơ sở ngành và thực hiện đúng tiến độ, chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến quý thầy cô, gia đỉnh và những người anh người bạn đã hết mình giúp đỡ, đưa ra những lời

khuyên và động viên lúc khô khăn

Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Phạm Văn Phi, giảng viên trương Đại

học Sư phạm kỹ thuật Nam Định đã hướng dẫn và tạo mọi điều kiện dé nhóm có thé thực hiện tốt đề tài của mình

Và chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa Điện của trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Nam Định tận tỉnh dạy dỗ và giảng dạy cho chúng

em những kiến thức cơ bản đến nâng cao tạo cho cúng em một kiến thức nên tảng vững chắc để hoàn thành đề tài nảy

Gia đình luôn là động lực và là cảm hứng để chúng em tiếp tục phấn đấu và

hoàn thành đề tài, xin cảm ơn đẳng sinh thành đã luôn động viên chúng em trong những lúc bề tắc và chán nản nhất

Mục Lục

Mule LUC cei ccecccccnnsecccscuuecccceuesecsseuuuseccseuesececausecesseaesesecaescsecesesecaesceeeecaueeaecs V

LOI NOI ĐẦU -52:222222212222112211122111222122211122111211 1121221211121 |

PHAN I: TÔNG QUAN VỀ ĐẼ TÀI S2 S21 1122121111121 1127112211 1E rrerrrea 2

II C.o)0iì)1-:0v.1)0.0SrdiadẢ 2

2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài 2

ki iu 0 NHƯ cŸÝŸÝỶÝỶÝẢ 2

i0 nan 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên CỨU: s- 5255 1S SEEE152271211112111212121 1n 3

5 Phương pháp nghiên cứu i1 0122112211211 121 111112 111111011 011211201111 11 19g11 Hky 3

PHAN II: NỘI DUNG VÀ KẾT QUÁ NGHIÊN CỨU -2222 2222222122111 x2 4

CHƯƠNG I1: CƠ SỞ LÝ THUY ÉT 22 22222222222222211221111121221112211211 221 4

1.1 Sơ đồ khối và nhiệm vụ các khối -:-225+222t222222221122211227112221112211 211.66 4

1.2.10 ID1ode - c2 121221121121 111121 17111181101 151 201111111111 111 7111 H TH HH ch 14 1.2.11 LETD 2 2 2112212112212 1151121111151 1111111 1211111111111 11 111281 HH ca 15

Chương 2: THIẾT KẼ MẠCH VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CUA MACH DAO

CHIEU VA DIEU KHIEN TOC ĐỘ DONG CO DC DUNG PHUONG PHAP PWM

2.2 Mạch điều khiến tốc độ động CƠ Q n 1221101111110 101111121111 11111 1 1kg 22

CHƯƠNG 3: THỊ CÔNG VÀ LÁP RÁP MẠCH ĐIỆN 5c St ru 34

3.1 Sơ đồ nguyên lý tổng quan mạch điện 2 2s E911 52187111121121 21121 c6 34 3.2 Nguyên lý hoạt động của mạch điện 2c 222 2221221112112 1 151222122222 35 3.3 Thiết kế mạch ïn 2 TS 5101515151 131111 11111151 211111151 1115 E 8E He 35

PHAN III: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 5s T212 1211211 rau 37

1 Kết luận - 5s 21111 11211 112121211121 1212111211121 121gr re 37

P3) 8Ji 11 1-.WÝÝÁÁÝẢ 37

PHẦN IV: TÀI LIỆU THAM KHẢO 55- c 1 211112112112111 12.21212121 ru 38

Vi

Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Sơ đồ khối - 5 1922212 11111121111211 21 1222111212121 ng ru 4 Hình 1.2 Sơ đồ chân IC555 - 2 s21 E212112111111 11211211 21111112111120 2211121 ung 5

Hinh 2.5 Mô phỏng nguyên lý - G10 1211211121 1121 12 1110111511111 11111111 111 5118111 gkg 30

LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay là thời đại khoa học phát triển, Sử dụng IC số để điều khiến động cơ

là cách tiếp cận hiệu quả và hiện đại trong công nghiệp hiện nay Mạch đảo chiều và điều khiến tốc độ động cơ DC giúp kiêm soát và điều chỉnh tốc độ của động cơ một cách chính xác và linh hoạt Điều này cải thiện hiệu suất hoạt động của động cơ DC, giảm thiêu mức độ tiêu thụ năng lượng và tăng tuổi thọ của động cơ Bên cạnh đó, mạch đảo chiều và điều khiển tốc độ động cơ DC cho phép thay đổi hướng quay của động cơ, mở rộng khả năng ứng dụng của động cơ trone các lĩnh vực khác nhau như máy móc công nghiệp, ô tô, robot và các hệ thống tự động hóa

Mục đích của mạch đảo chiều cả điều khiến tốc độ lả giúp nhà máy, xí nghiệp

có thê vận hành và sản xuất một cách chính xác và linh hoạt Mạch còn giúp giảm

thiểu mức độ tiêu thụ năng lượng và tăng tuôi thọ của động cơ

Yêu cầu của mạch đếm sản phẩm là phải chạy một cách chính xác ôn định , gon nhe

dé lap đặt dễ sửa chữa và rẻ tiền

Dựa trên phương pháp nguyên cứu và phân tích chức năng của các linh kiện, các IC Và áp dụng những khiến thức đã học cùng với sự hứng dẫn của giáo viên phụ trách để xây dựng nên một mạch chức năng đếm sản phâm hoạt động tốt và và đúng với yêu cầu của đề tài

Mach đảo chiều cà điều khiển tốc độ nghiên cứu và thực hiện đỗ án cơ sở ngành giúp sinh viên làm quen với việc làm đỗ án, làm quen với cách tự nghiên cứu, học tập

và làm việc chung nhóm với nhau Với việc nghiên cứu, học tập và làm việc chung với nhóm Với việc tự nghiên cứu và thực hiện mạch đếm sản phẩm giup sinh viên vận dụng các kiên thức đã học và sự hướng dẫn cả piảng viên đề thực hiện tôt mạch

PHAN I: TONG QUAN VE DE TAI

1 Giới thiệu chung

Ngày nay, khái niệm công nghiệp hóa và hiện đại hóa đã trở nên quen thuộc với nhiều người Bởi vì sự phát triển liên tục đã có ảnh hưởng rất lớn đến ngành kinh tế toàn cầu Có người đã gọi nền kinh tế bây giờ là: “Nền kinh tế của công nghiệp hóa và hiện đại hóa” Vậy nên, ngày nay đa số các nhà máy và các khu xí nghiệp đã chuyển sang các dây chuyển sản xuất hoàn toàn tự dộng để nâng cao sản lượng và giảm chí

phí Ngay từ những ngày đầu khai sinh, các dây chuyền tự động đã tạo ra nhiều bước

đột phá mới mẻ cho các ngành sản xuất Nó giúp cho các nhà máy và xí nghiệp làm việc một cách chính xác và linh hoạt, giảm tôn hao năng lượng vả tăng tuổi thọ của động cơ Vì vậy, em đã chọn đề tài nghiên cứu: "Thiết kế mạch đảo chiều và điều khiến tốc dộ đông cơ DC dùng phương pháp PWM"

2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài

+ Hiện nay mạch đảo chiều và điều khiển tốc độ động cơ DC là một công nghệ phổ biến và được sử dụng rộng rãi trone các ứng dụng công nhiệp trên toàn thế giới Các quốc gia như Hoa Kỳ, Trung Quốc, Nhật Bản và các quốc gia châu âu đã sử dụng mạch đảo chiều và điều khiển động cơ DC trong các lĩnh vực sản xuất điều khiến, tự động hóa và các ứng dụng khác Nó cũng được Ứng dụng gia đình như máy giặt, máy hút bụi, quạt vv

3 Tính cấp thiết của đề tài

+ Tính Khoa học: hiện tại mạch đảo chiều và điều khiển tốc độ động cơ đã được thương mại hóa được thị trường ưa chuộng Nhóm chúng em tìm hiểu và nghiên cứu nguyên lý hoạt động của mạch đảo chiều và điều khiến tốc độ

+ Tính kinh tế: Mô hình mạch đếm sản phâm giúp doanh nghiệp, cơ quan xí

nghiệp giảm chi phí nhân công, công nghiệp tự động hóa

4 Mục tiêu nghiên cứu:

+ Tối ưu hóa mạch độ chính xác cao

+ Nâng cao kiến thức cơ bản

+ Thực nghiệm các kiến thức đã học được ở trường

+ Giảm chỉ phí công nhân cho doanh nghiệp, mạch hoàn toàn tự động hóa, quản lý

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

+ Mạch đảo chiều và điều khiển tốc độ động cơ dùng IC có hức năng tạo ra các

xung và thời gian chính xác và một IC có bộ đếm đồng bộ

+ Phạm VI Nghiên cứu: mạch điều khiên tốc độ động cơ, mạch đảo chiều động

cơ, mạch, mạch nguồn

5 Phương pháp nghiên cứu

+ Tìm hiểu tổng quan về lý thuyết của đề tải

+ Đọc hiểu một số đề tải liên quan đến đề tài

+ Thảo luận nhóm đề thống nhất ý kiến + Thiết kế mô hình phần cứng

+ Tham khảo ý kiến chuyên gia

+ Thực nghiệm và kiêm chứng đối tượng Nghiên cứu lý thuyết: Đầu tiên, cần nghiên cứu lý thuyết về đảo chiều và điều khiến tốc độ động cơ DC bằng phương pháp PWM Điều này bao gồm tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ DC, cách đảo chiều động cơ và phương pháp điều khiển tốc độ bằng PWM

Thiết kế mạch: Sau khi nghiên cứu lý thuyết, cần thiết kế mạch đảo chiều và điều khiển tốc độ động cơ DC bằng phương pháp PWM Thiết kế mạch nảy bao gồm chọn linh kiện, tính toán giá trị các thành phần của mạch, vẽ sơ đổ mạch và lắp ráp mạch

Kiểm tra mạch: Sau khi hoàn thành thiết kế, cần tiến hành kiểm tra mạch dé đảm bảo rằng mạch hoạt động đúng như mong đợi Điều này bao gồm kiếm tra các thông số điện áp, dòng điện và tốc độ động cơ để xác định xem mạch có hoạt động đúng hay không

Đánh giá hiệu suất: Cuối cùng, cần đánh giá hiệu suất của mạch đảo chiều và điều khiến tốc độ động cơ DC bằng phương pháp PWM Điều này bao gồm so sánh tốc độ động cơ và dòng điện tiêu thụ của mạch với tốc độ động cơ và dòng điện tiêu

thụ khi không sử dụng mạch đảo chiều và điều khiến tốc độ

PHAN II: NOI DUNG VA KET QUA NGHIEN CUU

CHUONG 1: CO SO LY THUYET

1.1 Sơ đồ khối và nhiệm vụ các khối

Dưới đây là sơ đô khôi của mạch điện đảo chiêu và điều khiên tốc độ động cơ

Hình 1.0.1 Sơ đồ khối 1.1.2: Nhiệm vụ các khối

- Khối nguồn: Có chức năng chuyên điện áp xoay chiều 12V thành điện áp một chiều cung cấp cho toàn mạch Điện áp một chiều được lay ra hai mức + 5V (cung cấp cho các khối: điều khiến, chấp hành và đảo chiều) và +12V (cung cấp cho động cơ)

- Khối chấp hành: nhận tín hiệu điện từ nguồn điều khiến và biến đổi chúng

thành các chuyên động cơ học xoay tròn, các chuyên động này sẽ thực hiện chức năng như quay trục

- Khối điều khiển: Là một tập hợp các phần tử điện tử được sử dụng để điều

khiến hoạt động của một hệ thống Khối điều khiến có các linh kiện điện tử là: vi điều

khiến, vi xử lý, các mạch điện tử logic và các thành phần khác để thực hiện các chức

năng điều khiến động cơ, điều khiển đến khối chấp hành và xử lý thông tin

- Khối đảo chiều: là mạch hoạt động bằng cách chuyền đổi tín hiệu đầu vào từ murc logic "0" sang mức logIc "1", và ngược lại từ mức logic "1" sang mirc logic "0"

4

Hình 1.2

Điều nảy làm cho khối đảo chiều trở thành một phần tử quan trọng để đảo chiều tin hiệu xune, tạo một tín hiệu dang xung don vi va chuyền đôi nguồn điện từ một dạng sang dạng khác

- Tải: khối tải có tác dụng chuyến đổi năng lượng điện thành năng lượng khác thành năng lượng cơ học Khối tải cũng có thê giúp tạo ra các tín hiệu điện tương ứng với tín hiệu điện vào

1.2: Giới thiệu và lựa chọn các linh kiện liên quan đến mạch điện

12.1: IC 555

Đây là IC loại § chân được sử dụng rất phố biến để làm: mạch đơn 6n, mach đao động đa hài, bộ chia tần, mạch trễ, Nhung trong mach nay, IC 555 được sử dụng làm bộ tạo xung Ck

Thời gian tồn tại chu ký xung được xác lập bởi mạch định thời R, C bên ngoài Day thời gian tác động hữu hiệu từ vài micrô giây đến vài giờ

IC này có thê nối trực tiếp voi cac loai IC TTL / CMOS / DTL

Sau đây là sơ đô chân và chức năng của các chân :

Hình 1.0.2 Sơ đô chân

inh 1.0.3 Hinh Dang

Chan 1: (GND ) Néi mass

Chan 2 : ( TRIGGER ) Nhan xung kich dé d6i trang thái

Chan 3 : ( OUTPUT ) Ng6 ra

Chan 4 : (RESET ) Tra về trang thai dau

Chan 5 : (CONTROL VOLTAGE ) Lay dién áp điều khiến tần số dao động

Chan 6 : (THRESHOLD ) Lap mire nguong cho tang so sánh

Chan 7 : ( DISCHARGE ) Đường xả điện cho ty trong mach định thời

Chân 8 : ( Vcc ) Nối với nguồn đương

1.2.2: IC 74LS112

IC 74LS112 là một loại Flip-flop đồng bộ hai cạnh (Dual Edge-Tripgered D Flip-Flop) được sản xuất bởi hãng Texas Instruments Đây là một thiết bị logic số được sử dụng trong các mạch điện tử để lưu trữ và điều khiến dữ liệu

Cấu trúc của IC 74LS112 bao gồm hai Flip-flop đồng bộ, mỗi Flip-flop có 2

ng6 vao (D va CLK) va 2 ngé ra (Q va Q') Ngoai ra, IC còn có thêm một số ngõ vào

diéu khién (PRESET va CLEAR) dé dat lai gia tri của Flip-flop

Nhiệm vụ chính của IC 74LS112 là lưu trữ một bít đữ liệu (0 hoặc l) tại đầu

vào D, và đưa ra giá trị của bít đó tại đầu ra Q hoặc Q' (nghịch đảo của Q) Khi tín hiệu đồng hồ CLK được kích hoạt, Flip-flop sẽ lưu trữ giá trị của đầu vào D và đưa ra 1á trị tương ứng tại đầu ra Q hoặc ỢI

Nguyên lý hoạt động của IC 74LS112 là sử dụng tín hiệu đồng hỗ CLK dé đồng bộ hóa việc lưu trữ dữ liệu tại đầu vào D vảo trong Flip-flop Khi tín hiệu CLK

được kích hoạt, Flip-flop sẽ lưu trữ giá trị của đầu vào D và đưa ra giá trị tương ứng tại dau ra Q hoặc Q'

Ngoài ra, IC 74LS112 cũng cho phép đặt lại giá trị của Flip-fop thông qua tín hiệu PRESET và CLEAR Khi tín hiệu PRESET được kích hoạt, 1á trị tại đầu ra Q sẽ bằng 1, còn tín hiệu CLEAR được kích hoạt thì giá trị tại đầu ra Q sẽ bằng 0

Tóm lại, IC 74LS112 là một thiết bị logic số đơn giản nhưng rất hữu ích trong việc lưu trữ và điêu khiến dữ liệu trone các mạch điện tử

a, Cau tao:

Transistor H1061 gồm ba lớp chất bán dẫn: một lớp đáng kế doped nhiều hơn (lớp emitter), một lớp giữa (lớp base), và một lớp ít doped hơn (lớp collector).Lớp base được giữa hai lớp emitter và collector, tạo thành hai diode pn kết nối ngược với nhau

b, Nhiệm vụ:

Nhiệm vụ chính của transistor H1061 là khuếch đại và điều khiển dòng điện

Nó có thể hoạt động như công tắc điện để mở hoặc đóng đường dòng điện Transistor HI061 cũng có thể được sử dụng trong các mạch khuếch đại tín hiệu, mạch chuyển đổi, mạch khuếch đại công suất và các ứng dụng khác

c,; Nguyên lý hoạt động:

Khi một dòng điện được cấp vào lớp base của transistor H1061, nó kích hoạt transIstor và tạo ra một dòng điện lớn hơn trong lớp collector Lép base duoc điều khiến bởi tín hiệu vào, điều này làm thay đổi dòng điện chảy qua lớp collector và lớp emrtter Khi có dòng điện chảy qua lớp collector và lớp emitter, transistor H1061 được kích hoạt và dòng điện có thể chảy qua nó Nếu không có dòng điện vào lớp base, transistor H1061 sé 6 trang thai cat (of) và không cho phép dòng điện chảy qua

a, Cau tao Transistor TIP 41 la mét loai transistor céng suat (power transistor) ding dé

điều khiển hoặc khuếch đại tín hiệu điện Đây là một loại transistor NPN với cấu trúc

bên trong gồm có 3 lớp bán dẫn (semiconductor) là bán dẫn cực N (N-type), bán dẫn cực P (P-type) và bán dẫn cực N (N-type)

b, Nhiệm vụ

TIP 41 là điều khiến hoặc khuếch đại tín hiệu điện Khi được kết nối trong

mạch đúng cách, transistor TIP 41 có thể điều khiến dòng điện qua mạch hoặc khuếch đại tín hiệu vào ra

c; Nguyên lý hoạt động

TIP 41 là dựa trên hiện tượng điều khiển dòng điện bằng điện áp Khi một điện

áp được áp dụng vào cực điều khiến (base) của transistor, nó sẽ làm thay đổi trạng thái của lớp bán dẫn cực P nằm giữa hai lớp bán dẫn cực N Điều này sẽ làm thay đôi điện trường trong khu vực này, từ đó điều khiển dòng điện chạy qua cực dòng chính (collector) cua transistor

Khi dòng điện chạy qua transistor TIP 41, né sẽ gay ra sự kích thích cho các electron di chuyền từ lớp bán dẫn cực N của cực điều khiến tới lớp bán dẫn cực N của cực dòng chính Quá trinh này sẽ tạo ra một dòng điện lớn hơn ở cực dòng chính, nếu cực điều khiển được điều khiển bởi một điện áp đủ lớn

Trong mạch đúng cách, transistor TIP 41 có thê được sử dụng đề tăng áp động

và dòng điện của tín hiệu đầu vào Loại transistor này thường được sử dụng trong các ứng dụng điện tử công suất như bộ nguồn, khuếch đại âm thanh, điều khiến động cơ,

và các mạch chuyên đôi điện

Transistor TIP42 la mét loai transistor PNP (Positive-Negative-Positive) được

sử dụng rộng rãi trone các mạch khuếch đại và công suất

a, Cau tao:

Transistor TIP42 c6 cau tao gồm ba lớp bán dẫn: lớp cực âm (collector), lớp cực đương (emitter) và lớp điều khiến (base) Lớp cực âm nằm giữa lớp cực đương và lớp điều khiển Hai mối tiếp xúc giữa các lớp được gọi là kết nối cực âm (collector junction) và kết nỗi cực đương (emitter junction) Lép cue 4m (collector): Lép nay 1a

8

lớp doped n-type (nhiễu) với các electron majority (hầu hết) Nó được doped với chất dot nhiễu, chẳng hạn như phosphorus (lưu huỳnh) hoặc arsenic (glin) Lớp cực đương (emitter): Lớp này là lớp doped p-type (nguyên tử) với các lỗ trỗng majority (hầu hết)

Nó được doped với chất dot nguyên tử, chẳng hạn như brom Lớp điều khiển (base): Lớp này cũng là lớp doped p-type như lớp cực dương Điều khiến dòng điện chảy qua

transistor thông qua lớp nảy Kích thước của lớp điều khiển quyết định độ nhạy vả

hiệu suất của transistor

b, Nhiệm vụ:

Transistor TIP42 có nhiệm vụ chính là khuếch đại tín hiệu và điều khiến dòng

điện qua mạch Nó có thể được sử dụng trong các mạch khuếch đại tín hiệu, mạch chuyên mạch, mạch khuếch đại công suất và các ứng dụng điện tử khác

c,; Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý hoạt động của transistor TIP42: Khi một dòng điện nhỏ được áp dụng vào cực điều khiến (base), nó tạo ra một dòng điện lớn hơn chảy qua cực cộng (emitter) và cực âm (collector) Điện áp được áp dụng ø1ữa cực cộng và cực âm, cùng với dòng điện điều khiển, kiếm soát dòng điện chảy qua transistor Câu hình PNP của transistor TIP42 yéu cầu điện áp dương tại cực cộng và điện áp âm tại cực âm để hoạt động đúng Khi transistor TIP42 hoạt động trone chế độ khuếch đại, một dòng điện nhỏ vào cực điều khiến sẽ kiêm soát dòng điện lớn đi qua cực cộng và cực âm Điều này cho phép transistor TIP42 khuếch đại tín hiệu đầu vào

- Lớp N khuếch tán, được bao phủ bởi lớp P đối xứng

- Lớp P khuếch tán, được bao phủ bởi lớp N đối xứng

- Lớp N nền, được bao phủ bởi lớp P đối xứng

b Nhiệm vụ:

25D468 được sử dụng để điều khiển các tải có dòng điện lớn trong mạch điện

tử Nó có thể được sử dụng như một công tắc hoặc bộ khuếch đại để tăng cường tín hiệu Với khả năng chịu được dòng điện và điện áp cao, 25D468 là một loai transistor công suất phô biến trong các mạch điện tử

c Nguyên lý hoạt động:

25D468 hoạt động theo nguyên lý của transistor NPN Khi một dòng điện được đưa vào bóng của transistor, nó sẽ kích hoạt dòng điện lớn hơn từ điện cực đến đầu ra Khi một điện áp được áp dụng vào cực bộ, nó sẽ kích hoạt transistor và cho phép dòng điện chạy từ đầu vào đến đầu ra

Tóm lại, 2SD468 là một loại transistor công suất được sử dụng trong các mạch điện tử để điều khiển các tải có dòng điện lớn Với cầu tạo ba lớp bán dẫn bao phủ bởi

ba lớp vật liệu bán dẫn khác nhau, 2SD468 có khả năng chịu được dòng điện và điện

áp cao, là một loại transistor phô biên trong các mạch điện tử công suất

với mạch điện để cho phép dòng

b Nhiệm vụ:

Lưu trữ và cung cấp năng lượng: Tụ điện có khả năng lưu trữ năng lượng điện trong trường điện của nó Khi điện áp được áp dụng, tụ điện tích năng lượng và p1ữ nó cho đến khi cần thiết Sau đó, tụ điện có thể giải phóng năng lượng này trong một thời

gian rất ngăn, cung cấp nguồn điện mạnh và ôn định cho các thiết bi và mạch điện

Bộ lọc và cách ly tín hiệu: Tụ điện có khả năng làm mịn và bộ lọc tín hiệu trong mạch điện Chúng có thể loại bỏ nhiễu, nhiễu song, va tao ra mot tin hiéu ôn định và chất lượng cao hơn Ngoài ra, tụ điện cũng có khả năng cách ly tín hiệu, ngăn chặn

dòng điện không mong muốn chảy qua các thành phần khác của mạch

Điều chỉnh thời gian: Tụ điện có thé duoc str dung dé diéu chinh thoi gian trong mach dién Chang han, trong cac mach da tan s6é hodc cac mach hep bang théng, tu điện có thể được sử dụng đề điều chỉnh tần số hoặc độ trễ của tín hiệu

Khắc phục sự chênh lệch điện áp: Tụ điện có thê được sử dụng để khắc phục sự chênh lệch điện áp trong mạch Khi một mạch cần sự 6n định trong nguồn cung cấp điện áp, tụ điện có thể được sử dụng để điều chỉnh và ổn định điện ap trong mach, gitr cho no 6n dinh va tranh su bién déi không mong muốn

c Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lí cơ bản của tụ điện dựa trên tính chất của điện trường và sự tích tụ của điện tích trên các điện cực Khi một điện áp được áp dụng lên tụ điện, năng lượng điện tích được tích tụ và lưu trữ trong trường điện

Cơ bản, tụ điện bao gồm hai điện cực và một chất cách điện (dielectric) gitra chúng Điện cực có thể là hai lá tắm kim loại hoặc một lá tắm kim loại và một chất dẫn điện Chất cách điện có khả năng cách ly hai điện cực và ngăn chặn dòng điện trực tiếp chảy qua tụ điện

Khi không có điện áp được áp dụng, tụ điện không có điện tích trên các điện cực và không có trường điện Tuy nhiên, khi một điện áp được áp dụng, điện tích bắt đầu tích tụ trên các điện cực Điện tích dương được tích tụ trên một điện cực và điện tích âm được tích tụ trên điện cực còn lại

e các loại tụ điện sử dụng trong mạch

- Tụ diện 1053:

Tụ điện 103 là một loại tụ điện có mã số được đánh giá dựa trên mức độ dung lượng và điện áp của nó Cụ thế, số "103" tương ứng với dung lượng 10 nF (nano

H

farad) và điện áp tối đa được đánh giá là 25V Dưới đây là thong tin chỉ tiết về cầu tạo, nhiệm vụ và nguyên lý hoạt động của tụ điện 103:

sử dụng trong các mạch lọc tín hiệu để loại bỏ tạp âm và đảm bảo tín hiệu sạch

- Nguyên lý hoạt động:

Tụ điện 103 hoạt động dựa trên nguyên lý của hai bản chất đẫn điện cách ly Khi một điện áp được áp dụng vào tụ điện, điện tích sẽ được tích tụ trên mỗi bản chất dẫn điện cách ly Dung lượng tụ điện phụ thuộc vào diện tích bề mặt của hai bản chất dẫn điện cách ly, khoảng cách giữa chúng và hằng số điện môi

Khi điện áp được áp dụng vào tụ điện, nó sẽ tích tụ một lượng điện tích theo tỷ

lệ thuận với dung lượng của tụ và ngược lại Tụ điện có thé gitr lai dién tich trong mét khoảng thời gian ngắn và giải phóng nó khi cần thiết, cung cấp điện năng cho mạch điện Tụ điện 103 có dung lượng 10 nF và điện áp tối đa 25V, phù hợp cho nhiều ứng dụng trong các mạch điện tử

12

- Cấu tạo:

Tụ điện 0.1uF bao gồm hai bản chất dẫn điện cách ly nhau, được bao quanh bởi

một lớp vỏ bảo vệ Có hai chân đề kết nối với mạch điện

- Nhiệm vụ:

Tụ điện 0.1uF được sử dụng để lưu trữ và phân phối điện năng trong các mạch điện tử Nó có thể được sử dụng để sIữ lại điện tích hoặc điện áp trone một khoảng thời gian ngắn và cung cấp điện năng cho mạch điện khi cần thiết Tụ điện 0.1uF cũng được sử dụng trong các mạch lọc tín hiệu để loại bỏ tạp âm và đảm bảo tín hiệu sạch

- Nguyên lý hoạt động:

Tụ điện 0.1uF hoạt động dựa trên nguyên lý của hai bản chất dẫn điện cách ly Khi một điện áp được áp dụng vào tụ điện, điện tích sẽ được tích tụ trên mỗi bản chất dẫn điện cách ly Dung lượng tụ điện phụ thuộc vào diện tích bề mặt của hai bản chất dẫn điện cách ly, khoảng cách giữa chúng và hằng số điện môi

Khi điện áp được áp dụng vào tụ điện 0.1uF, nó sẽ tích tụ một lượng điện tích theo tỷ lệ thuận với dung lượng của tụ và ngược lại Tụ điện có thé gitr lai dién tich trong một khoảng thời gian ngắn và giải phóng nó khi cần thiết, cung cấp điện năng cho mạch điện Tụ điện 0.1uF có dung lượng 0.1 microfarad (107 farad), phù hợp cho nhiều ứng dụng trong các mạch điện tử

⁄

Hình 1 16 Hình dạng tụ luƒ Hình 1.17 Ky hiéu tu luf 1.2.9 Điện trở

Điện trở là một thành phần quan trọng trong các mạch điện Nó được sử dụng

để giới hạn dòng điện trong mạch, giảm điện áp hoặc cung cấp một giá trị điện trở nhất định Dưới đây là thông tin chỉ tiết về cấu tạo, nhiệm vụ và nguyên lí hoạt động của điện trở:

Nhiệm vụ chính của điện trở là giới hạn dòng điện trong mạch Nó cũng được

sử dụng để giảm điện áp, chuyên đổi năng lượng điện sang năng lượng nhiệt và cung cấp một giá trị điện trở nhất định cho mạch

c Nguyên lý hoạt động:

Điện trở hoạt động dựa trên khái niệm về trở kháng điện Trở kháng điện là khả năng của một vật liệu dẫn điện để giới hạn dòng điện đi qua nó Nó phụ thuộc vào ty lệ siữa điện áp và dòng điện

Khi một điện áp được áp dụng vào điện trở, dòng điện sẽ chảy qua vật liệu dẫn điện và tro khang dién sé gidi han dòng điện di qua no Gia tri tro khang của một điện trở được xác định bởi chất liệu của nó, kích thước và hình dang

Điện trở cùng có thé duoc str dung dé chuyén đôi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt Khi dòng điện chảy qua điện trở, nó sặp trở kháng và pây ra một lượng nhiệt Việc chuyên đổi này được sử dụng trong các ứng dụng như bếp điện, bóng đèn

và máy sấy

Trong các mạch điện, điện trở cũng được sử dụng để giảm điện áp hoặc cung cấp một giá trị điện trở nhất định cho mạch Giá trị điện trở được tính bằng tỷ lệ giữa điện áp và dòng điện đi qua nó Giá trị điện trở được xác định bởi các thông số kỹ thuật

Điện trở là một thành phần quan trọng trong các mạch điện Nó được sử dụng

để giới hạn dòng điện trong mạch, giảm điện áp hoặc cung cấp một giá trị điện trở nhất định Dưới đây là thông tin chỉ tiết về cấu tạo, nhiệm vụ và nguyên lí hoạt động của điện trở:

Nhiệm vụ chính của điện trở là giới hạn dòng điện trong mạch Nó cũng được

sử dụng để giảm điện áp, chuyên đổi năng lượng điện sang năng lượng nhiệt và cung cấp một giá trị điện trở nhất định cho mạch

c Nguyên lý hoạt động:

Điện trở hoạt động dựa trên khái niệm về trở kháng điện Trở kháng điện là khả năng của một vật liệu dẫn điện để giới hạn dòng điện đi qua nó Nó phụ thuộc vào ty lệ siữa điện áp và dòng điện

Khi một điện áp được áp dụng vào điện trở, dòng điện sẽ chảy qua vật liệu dẫn điện và trở kháng điện sẽ giới hạn dòng điện đi qua nó Gia tri trở kháng của một điện trở được xác định bởi chất liệu của nó, kích thước và hình dang

Điện trở cùng có thé duoc str dung dé chuyén đôi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt Khi dòng điện chảy qua điện trở, nó sặp trở kháng và pây ra một lượng nhiệt Việc chuyên đổi này được sử dụng trong các ứng dụng như bếp điện, bóng đèn

và máy sấy

Trong các mạch điện, điện trở cũng được sử dụng để giảm điện áp hoặc cung cấp một giá trị điện trở nhất định cho mạch Giá trị điện trở được tính bằng tỷ lệ giữa điện áp và dòng điện đi qua nó Giá trị điện trở được xác định bởi các thông số kỹ thuật

b Nhiệm vụ:

Nhiệm vụ của LED là chuyến đổi điện thành ánh sáng Khi một dòng điện đi

qua lớp bán dẫn của LED, năng lượng của điện được chuyên đôi thành ánh sáng LED

15