ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH NẠP ẮC QUY 12 pps

TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN. KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ. ĐỒ ÁN MÔN HỌC. Khóa học : 2009 – 2013 Ngành học :Kỹ thuật điện - điện tử. Lớp: :Đ-ĐT K7.4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH NẠP ẮC QUY 12V Giáo viên hướng dẫn: HOÀNG HẢI HƯNG Sinh viên thực hiện : NGUYỄN NHƯ TUÂN PHÓ ĐỨC TRƯỜNG NGUYỄN MINH PHỤNG Hưng Yên , ngày tháng 11 năm 2010 Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng 1 TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH NẠP ẮC QUY 12V I-Số liệu cho trước: Dòng xoay chiều với các thông số: U=220V; I=12A; f=50Hz Xây dựng sơ đồ mạch và chạy thử trên eagle. Sử dụng IC ổn định điện áp LM7812 và IC so sánh điện áp LM358 và các linh kiện điện tử thông thường như điện trở, tụ điện, diod, …. II-Nội dung cần hoàn thành: - Một sản phẩm hoàn chỉnh. - Một bản báo cáo thuyết minh về đề tài. Sinh viên thực hiện: 1: Nguyễn Như Tuân 2: Phó Đức trường 3: Nguyễn Minh Phụng Ngày giao đề tài: ………… Ngày hoàn thành: …………. Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng 2 MỤC LỤC Nhận xét của GV hướng dẫn. Lời nói đầu. Kế hoạch tiến độ từng tuần thực hiện đề tài Phần 1: Cơ sở lý thuyết chung 1.1: Nguồn điện một chiều 1.2: Sơ đồ khối, cấu tạo , chức năng và nhiệm vụ của từng khối. Phần 2: Giới thiệu chung và lựa chọn các loại linh kiện điện tử trong mạch 2.1: Điện trở và biến trở 2.2: Tụ điện 2.3: Diode , led và transitor 2.4: IC so sánh điện áp LM 358 2.5: IC ổn áp LM 78xx Phần 3: Sơ đồ mạch và nguyên lý làm viêc của mạch điện 3.1: Sơ đồ mạch 3.2: Nguyên lý làm việc của mạch điện Phần 4: Phương hướng phát triển của đề tài và lời kết Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng 4 …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… LỜI NÓI ĐẦU Trước một nền khoa học và kỹ thuật ngày càng phát triển như hiện nay với nhiều linh kiện và sự sáng tạo mới đã giúp ích rất nhiều cho con người như:Máy tính, xe đạp điện,ô tô-xe máy,…Nhưng chúng ta ít biết rằng không phải là khi chúng ta cắm điện 220v vào máy tính thì máy có thể chạy ngay hay điện có trong xe là dòng điện được cấp trực tiếp từ lưới điện 220V.Mà thực chất thì dòng điện 220V đó đã được biến đổi thành một dạng khác và dạng khác được nói ở đây chính là dòng điện một chiều và nó đã được tích trữ trong các loại ắc qui, pin, tụ điện… Tuy bộ phận cấp nguồn một chiều chỉ là một phần rất nhỏ của toàn bộ khối làm việc chung của mạch . Nhưng nó lại giữ một vai trò rất quan trọng và nếu thiếu nó thì cả khối đó sẽ khó có thể làm viêc có hiệu quả được . Cho nên nhóm chúng em đã quyết định chọn nghiên cứu , lắp ráp mạch cấp nguồn một chiều và một trong những ứng dụng thực tế là dùng để sạc ắc quy. Qua một thời gian nghiên cứu với sự hướng dẫn tận tình của thầy Hoàng Hải Hưng , chúng em đã hoàn thành mạch cấp nguồn một chiều sạc cho loại ăc quy 12V. Đây là đồ án đầu tiên mà chúng em thực hiện cho nên vẫn còn mắc phải nhiều thiếu sót , chúng em rất mong được các thầy cô trong khoa Điện - Điện tử hướng dẫn chỉ bảo thêm để chúng em có thể hoàn thiện tốt đồ án này và những đồ án về sau . Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng 5 Hưng Yên. ngày tháng 11 năm 2010 PHẦN 1:CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG 1.1: Nguồn điện một chiều 1.1.1: Cấu trúc nguyên tử Nguyên tử gồm hai phần: một hạt nhân gồm proton mang điện tích dương và nortron không mang điện; phần vỏ là các electron mang điện tích âm chuyển động hỗn loạn xung quanh hạt nhân. Ở trạng thái bình thường thì nguyên tử trung hoà về điện, khi bị kích thích nguyên tử có thể mất đi một vài electron trở thành ion dương hoặc nguyên tử có thể nhận thêm một vài electron để trở thành ion âm. 1.1.2: Bản chất dòng điện một chiều Là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện khi có điện trường ngoài kích thích vào (hạt mang điện tích dương chuyển động cùng hướng với điện trường ngoài và các hạt điện tích âm chuyển động ngược hướng điện trường ngoài) và qui ước chiều dòng điện là chiều chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích dương. 1.1.3: Các đại lượng đặc trưng a. Cường độ dòng điện: Là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của dòng điện hay đặc trưng cho số lượng các điện tử đi qua tiết diện của một vật dẫn trong đơn vị thời gian Ký hiệu: I Công thức: I = q.t Đơn vị: A (ampe), 1A=1000mA ; 1kA=1000A ; … b.Hiệu điện thế: Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng 6 Là sự chênh lệch điện áp (V) giữa hai điểm thì gọi là hiệu điện thế: Điện áp tại điểm A: Va Điện áp tại điểm B: Vb Hiệu điện thế giữa hai điểm A , B là: Uab = Va-Vb Đơn vị: V (vol) ; 1V=1000mV ; 1kV=1000V ; … c. Định luật Ôm: Cường độ dòng điện trong một đoạn mạch tỷ lệ thuận với điện áp ở hai đầu đoạn mạch và tỷ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch đó. Công thức: I = U/R Trong đó: I là cường độ dòng điện, đơn vị A U là điện áp hai đầu đoạn mạch, đơn vị V R là điện trở của đoạn mạch, đơn vị Ω (ôm) d. Điện năng và công suất. * Điện năng: Khi dòng điện chạy qua các thiết bị như bóng đèn thì bóng đèn sẽ sáng,chạy qua động cơ làm dộng cơ quay. Như vậy dòng điện đã sinh ra công, công của dòng điện gọi là điện năng, ký hiệu là W, Wh, kWh. Công thức: W = U x I x t Trong đó: W là điện năng tính bằng J (Jun) U là điện áp tính bằng V (vol) I là cường độ dòng điện tính bằng A (ampe) t là thời gian đo bằng s (giây) * Công suất: Công suất của dòng điện là điện năng tiêu năng tiêu thụ trong một giây và được tính bằng công thức: Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng 7 P = W/t = U.I Đơn vị: W (oat) ; 1kW = 1000W ; 1MW = 1000000W; … e. Cách mắc nguồn điện: Ghép nối tiếp các nguồn điện cho ta một nguồn điện mới có điện áp bằng tổng các điện áp thành phần: Ghép song song các nguồn điện (có cùng điện áp) sẽ cho ta một nguồn điện mới có điện áp bằng điện áp thành phần. Hình 1.1.Cách mắc nguồn điện Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng 8 1.2: Sơ đồ khối, cấu tạo từng khối và chức năng từng khối 1.2.1: Sơ đồ khối Hình 1.2.1.Sơ đồ khối của mạch 1.2.2: Cấu tạo ,chức năng và nhiệm vụ của từng khối 1.2.2.1: Máy biến áp (khối 1) Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng Máy biến áp ( K1 ) Mạch chỉnh lưu ( K2 ) Mạch lọc ( K3 ) Mạch ổn áp ( K4 ) Bộ điều chỉnh tự động ngắt mạch ( K5 ) Ắc quy 9 Máy biến áp có tác dụng thay đổi điện áp xoay chiều vào thành các mức điện áp xoay chiều khác nhau ở đầu ra của biến áp (chỉ thay đổi biên độ) mà không làm thay đổi tần số và pha ban đầu. Phương trình điện áp vào, ra khỏi máy biến áp có dạng hình sin: Cấu tạo máy biến áp gồm: Một cuộn dây sơ cấp (để đưa điện áp ngoài vào) và cuộn dây thứ cấp gồm một hay nhiều cuộn dây (để đưa điện áp ra) cùng quấn trên cùng một lõi . Lõi này có thể là cuộn giấy (lõi không khí) hoặc là lõi bằng thép , sắt từ ( ferit). * Các đại lượng trong nguyên lý bíên đổi điện áp của máy biến áp: Máy biến áp hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và nguyên lý tạo điện áp ra dựa trên công thức: Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng 10 [...]... cho ắc quy Hình 2.13 sơ đồ mạch nạp ắc quy Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng 31 Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng 3.2 Nguyên lý làm viêc của mạch điện: Dòng điện xoay chiều hạ áp xuống khoảng 15VAC đưa qua diode nắn hai nửa chu kỳ tạo ra điện áp nhấp nhô.Điện áp nhấp nhô sẽ làm cho acquy mau đầy hơn Led xanh.led báo acquy đang được nạp Điện áp trên acquy... muốn phát triển đề tài mạch cấp nguồn một chiều 12V dùng để sạc ắc quy ” lên mức cao hơn đó là tạo ra bộ sạc có công suất lớn có độ nhạy và chính sác cao hơn có thể điều chỉnh được để sạc các lọai pin và ắc quy có công suất lớn đồng thời vẫn có thể sạc đươc cho các loại pin và ắc quy có công suất nhỏ 4.2.: Lời kết Sau một thời gian nghiên cứu và chế tạo mạch cấp nguồn một chiều cho pin chúng em đã thu... người sử dụng Mạch có thể sạc cho nhiều loại pin từ 1,5V – 12V b Nhược điểm: Do chế tạo thủ công nên mạch vẫn còn cồng kềnh và to hơn các mạch bán ngoài thị trường ,độ chính xác của mạch vẫn chưa được tuyệt đối Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng 32 Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng Dòng và áp ra còn nhỏ nên mạch chỉ có thể sạc cho các loại pin và ắc quy có mức... trong mạch b .Mạch ổn áp dùng IC LM 78xx Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng 14 Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng Hình 1.2.7 .mạch ổn áp dùng ICLM 78xx * Ưu điểm: nhỏ gọn, bền và dễ sử dụng * Nhược điểm: giá thành cao 1.2.2.5: Bộ điều chỉnh tự động đóng ngắt mạch khi sạc pin (khối 5) Khối này có chức năng đóng mạch khi ắc quy sạc chưa đầy và ngắt mạch khi ắc quy. .. trong một chu kỳ thì mạch luôn có dòng điện Và cũng chính ưu điểm này , cho nên chúng em đã sử dụng mạch chỉnh lưu hình cầu vào mạch của mình , trong mạch ta sử dụng cầu chỉnh lưu tròn 1A ( Vì nó có kích thước nhỏ gọn dễ sử dụng ) thay cho mạch chỉnh lưu cả chu kỳ ( sử dụng diode) 1.2.2.3: Mạch lọc (khối 3) Dựa vào đặc tính phóng nạp của tụ điện nên mạch lọc (gồm các tụ điện mắc song song với tải)... 8V 7 812: ổn áp đầu ra là + 12V 7824: ổn áp đầu ra là + 24V a.Ký hiệu: Trong đó: Chân 1: ngõ vào Chân 2: nối mát Chân 3: ngõ ra b.Cấu tạo bên trong: Hình 2 .12. Cấu tạo bên trong Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng 30 Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng c.Hình dạng bên ngoài Phần 3: Sơ đồ và nguyên lý làm việc của mạch điện 3.1 Sơ đồ mạch cấp nguồn một chiều 12V... loại pin và ắc quy có mức năng lượng lớn c Hướng phát triển Hiện nay các thiết bị như ăc quy , pin được sử dụng khá rộng rãi trong sinh hoạt cũng như trong sản xuất , do nó tích trữ năng lượng điện một chiều rất dễ sử dụng Hầu hết các thiết bị này có thể được hồi lại năng lượng khi ta cấp thêm năng lượng đã bị hao hụt của chúng bằng cách “ sạc “ Vì vậy chúng em muốn phát triển đề tài mạch cấp nguồn... đầu vào còn mấp mô Hình 1.2.5 .mạch lọc 1.2.2.4: Mạch ổn áp ( khối 4) Mạch ổn áp giúp ổn định điện áp ra cung cấp cho tải tiêu thụ trong khi điện áp đầu vào có thể thay đổi Sau đây là một số mạch ổn áp thông dụng: a Mạch ổn áp dùng diode Zenner Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Hải Hưng 13 Sinh viên thực hiện: 1:Nguyễn Như Tuân 2:Phó Đức Trường 3: Nguyễn Minh Phụng Hình 1.2.6 .Mạch ổn áp dùng diode zenner *... thụ động và được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử, được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu trong mạch truyền phát tín hiệu, mạch dao động… a Khái niệm và các đại lượng đặc trưng: * Khái niệm : Tụ điện là linh kiện dùng để cản trở dòng điện xoay chiều và ngăn không cho dòng điện một chiều đi qua , tụ điện còn có khả năng phóng nạp khi cần thiết * Các đại lượng đặc trưng: Điện dung là... Cổng thuận được ghim giá trị điện áp cố định 12V - Điện áp ac quy đưa tới bộ phân áp và có thể điều chỉnh được thông qua biến trở VR4 Khi Acquy đầy ( giá trị điện áp cổng ngược cao hơn giá trị điện áp cổng thuận) Transistor BC337 dẫn.Cuộn hút rolay được cấp điện.ngắt nguồn điện đầu vào Phần 4: Hướng phát triển của đề tài và lời kết 4.1: Hướng phát triển của đề tài a Ưu điểm: Nhỏ gọn , dễ sử dụng , giá . Trường 3: Nguyễn Minh Phụng 1 TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH NẠP ẮC QUY 12V I-Số liệu cho trước: Dòng xoay chiều với các thông số: U=220V; I=12A; f=50Hz Xây dựng sơ đồ mạch và chạy thử trên eagle. Sử. 2013 Ngành học :Kỹ thuật điện - điện tử. Lớp: :Đ-ĐT K7.4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH NẠP ẮC QUY 12V Giáo viên hướng dẫn: HOÀNG HẢI HƯNG Sinh viên thực hiện : NGUYỄN. Bộ điều chỉnh tự động đóng ngắt mạch khi sạc pin (khối 5). Khối này có chức năng đóng mạch khi ắc quy sạc chưa đầy và ngắt mạch khi ắc quy đã sạc đầy . trong mạch sử dụng IC LM 358 và transistor