Thiết kế và thi công mạch tự động xạc pin điện thoại

- Điện trở màng kim loại dùng chất Nicken-Crom cé trị số ổn định hơn điện trở than, công suất điện trở thường thì 1/2W.. - Nhiệt trở có trị số dương là loại điện trở khi nhận nhiệt độ ca

Trang 1

0.GVHD : Th.S.NGUYEN NGOC ANH

LOI NOI DAU

Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển nhanh chóng đã đưa con người vượt

ra ngoài sự mong đợi đó là công nghệ Wireless, Mobil, v.v đã giúp con người dường như

liên kết lại với nhau mọi lúc mọi nơi, những ứng dụng của khoa học kỹ thuật được áp dụng

trong tất cả các lãnh vực từ kinh doanh, mua bán, cho đến giải trí,v.v Tất cả công nghê này

muốn hoạt động thì cần phải có một thiết bị lưu điện (UPS),hoăc một thiết bị cơ bản nhất đó

là Pin sạc, Ac-quiv.v

Trong xu thế ngày này trên thị trường người ta thiết kế rất nhiều mạch sạc khác nhau

từ việc sử dụng liên kiện cơ bản như Transistor (BJT) kết hợp cho đến các linh kiện tích hợp nhu IC (Integrate Circuit), vi mach,v.v

Em xin giới thiệu đến quý thầy cô một mạch sạc pin cơ bản kết hợp giữa BỊT và IC

Em xin chân thành cắm ơn cô Nguyễn Thị Ngọc Anh là giáo viên hướng dẫn cùng các bạn đã

giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

SVTH:Nguyễn công 1

Trang 2

BANG NHAN XET CUA GIAO VIEN HƯỚNG DẪN

Trang 3

0.GVHD : 7h.S.NGUYỄN NGỌC ANH

MỤC LỤC

PHANI :CƠSỞLÝ THUYẾT

ChươngI : Giới thiệu tổng quan về để tài

Chương II : Kiến thức hổ trợ linh kiện liên quan

Chương III : Tìm hiểu IC OPAM AD74I và pin sac

Trang 4

PHANI CHUONG I : GIGI THIEU TONG QUAN VE DE TAI

Đề tài gồm có những phần chính sau:

PHAN I:CƠ SỞ LÝ THUYÉT

PHẢN II:TÍNH TOÁN THIẾT KÉ

PHAN III:KÉT LUẬN

CHƯƠNG II : KIẾN THỨC HỔ TRỢ LINH KIỆN LIÊN QUAN I1 ĐIỆN TRỞ

1 - Theo cấu tạo:

- Điện trở than: Dùng bột than ép lại dạng thanh có trị số điện trở từ vài ohm

cho đến vài Megaohm, công suất từ 1/8W cho đến vài W

- Điện trở màng kim loại dùng chất Nicken-Crom cé trị số ổn định hơn điện trở than, công suất điện trở thường thì 1/2W

- Điện trở oxit-kim loại dùng chất oxit-thiếc chịu được nhiệt độ cao và độ ẩm cao Công suất điện trở thường là 1/2W

- Điện trở dây quấn dùng các loại hợp kim để chế tạo các loại điện trở cần trị

số nhỏ hay các dòng chịu đựng cao Công suất điện trở dây quấn từ vài Watt cho đến

vài chục Watt

2 - Theo công dụng:

Trang 5

0.GVHD : Th.S.NGUYEN NGỌC ANH

- _ Biến trở (Variable Resistor):VR còn được gọi là chiết áp được cấu tạo từ

một điện trở màng than hay một dây quấn có dạng hình cung với góc quay 270 Có

một trục xoay ở giữa nối với một con trượt làm bằng than(cho biến trở dây quấn) hay làm bằng kim loại cho VR than

- Nhiệt trở (Thermistor-Th): Là loại điện trở có trị số thay đổi theo nhiệt độ.Có 2 loại nhiệt trở:

- Nhiệt trở có hệ số âm là loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì trị số

điện trở giảm xuống và ngược lại

- Nhiệt trở có trị số dương là loại điện trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì trị số

điện trở tăng lên

- Quang trở(Photo Resistor): Quang trở có trị số lớn hay nhỏ phụ thuộc vào

cường độ chiếu sáng vào nó Độ chiếu sáng càng mạnh thì trị số điện trở càng nhở và

ngược lại

- Điện trở cầu chì(Fusistor): Điện trở cầu chì có tác dụng bảo vệ quá tải cho hệ thống điện

- _ Điên trở tuỳ áp(Voltage Dependent Resistor):Đây là loại điện trở có trị

số thay đổitheo điện áp đặt vào hai cực Khi điện áp giữa hai cực ở dưới trị số qui định

thì VDR có trị số điện trở rất lớn coi như hở mạch Khi điện áp giữa hai cực tăng cao quá mức qui định thi VDR có trị giảm xuống còn rất thấp coi như ngắn mạch

IL.1.d - Cac ứng dung của điện trở:

- Trong sinh hoạt: điện trở được dùng để chế tạo các dụng cụ điện như: bàn ủi,

bếp điện, bóng đènv.v

- Trong công nghiệp điện trở được dùng để chế tạo các thiết bị sấy,sưởi, giới

hạn dòng khi khởi động động cơv.v

- Trong lĩnh vực điện tử, điện trở được dùng để hạn dòng hay tạo sụt áp v.v

I.2 TỤ ĐIỆN

II.2.a - Cấu tạo:

Tụ điện là một linh kiện thụ động trong mạch điện tử, được viết tắt là C (Capacitor)

Trang 6

Tụ điện gồm có hai bản cực làm bằng chất dẫn điện đặt song song nhau, ở giữa là một

lớp cách điện gọi là điện môi Chất cách điện thông dụng để làm điện môi trong tụ là

giấy, dầu, mica, gốm, không khív.v

1I.2.b - Phân loại tụ :

Có hai loại:

Tụ điện có phân cực tính âm dương

Tụ điện không phân cực tính được chia làm nhiều dạng

Tụ oxit hoá:

Tụ hóa có điện dung lớn từ 1uF đến 10000uFlà loại tụ có phân cực tính dương âm

Khi sử dụng phải lắp đúng theo cực tính âm dương, điện áp làm việc thường nhỏ hơn 500V

Tụ gốm(Ceramiic):

Tụ gốm có điện dung từ IpE cho đến 1uE, là loại không có cực tính, điện áp làm

viéc cao dén vai trim volt

Tụ giấy:

Là loại tụ không có cực tính gồm có hai bản cực là các băng kim loại dài, ở giữa

có lớp cách điện là giấy tẩm đầu và cuộn lại thành ống Điện áp đánh thủng đến

vai tram volt

Tu mica:

Là loại tụ không có cực tính, điện dung từ vài pF cho đến vài trăm nF, điện áp làm

việc rất cao trên 1000V tụ mica đắt tiền hơn tụ gốm vì ít sai số, đáp tuyến cao tần

tố, độ bển cao Trên tụ mica được sơn các chấm màuđể chỉ trị số điện dung

Tụ màng mồng:

Là loại tụ có chất điện môi là các polyester(PE), Polyetylen(PS), điện dung từ vài

trăm pE cho đến vài chục uE, điện áp làm việc cao đến hàng ngàn volt

Tụ tang:

Là loại tụ có phân cực tính, điện dung có thể rất cao nhưng kích thước nhỏ từ 0.1uF

đến 100uF, điện áp làm việc thấp chỉ vài chục volt

Trang 7

II.2.c - Đặc tính nạp, xả điên của tụ đối với dc

II.2.d - Đặc tính của tụ đối với ac

Công thức tính cường độ dòng điện là:

Q [= => Q=lt

Đối với tụ điện tích tụ nạp được tính theo công thức:

Trang 8

1.3.1.a— Cấu tạo :

Trong một tỉnh thể bán dẫn Silicium hay Gecmanium được pha để trở thành vùng

bán dẫn loại N (pha Photpho) và vùng bán dẫn loại P (pha Indium) thì trong tinh thể bán dẫn hình thành mối nối P-N ở mối nối P-N có sự nhạy cảm đối với tác động của điện, quang, nhiệt Trong vùng bán dẫn loại P có nhiều lỗ trống, bán dẫn N có nhiều electron thừa Khi hai vùng này tiếp xúc nhausẽ có một số electron vùng N qua mối nối và tái hợp với lỗ trống của vùng P

Diode bán dẫn có cấu tạo và ký hiệu như hình vẽ:

Trang 9

II.3.1.b - Nguyên lý vận chuyển của diode:

1 Phân cực ngược diode:

Sử dụng một nguồn DC, cực âm của nguồn nối với chân P và cực dương của nguồn nối với chân N Lúc đó điện tích âm của nguồn sẽ hút lỗ trống của vùng P

và cực dương của nguồn sẽ hút electron của vùng N làm cho lỗ trốn va electron

càng xa nhau hơn dẫn đến khó tái hợp lại Tuy nhiên vẫn xuất hiện dòng điện rất

nhỏ gọi là dòng điện rỉ (dòng bão hoà)

2 phân cực thuận diode:

Sử dụng một nguồn DC, cực âm của nguồn nối với chân N và cực dương nối

với chân P Lúc đó điện tích âm của nguồn sẽ kéo lỗ trống của vùng P và cực dương của nguồn sè hút electron của vùng N làm cho lỗ trống và electron gần nhau hơn dẫn đến sự tái hợp giữa lỗ trống và electron trở nên dễ dàng hơn, khi lực

điện đủ lớn làm di chuyển electron từ vùng N sang vùng P, như vậy đã có một dòng electron chạy liên tục từ cực âm của nguồn sang diode từ N sang P về cực

dương của nguồn

1I.3.1.c — Đặc tuyến kỹ thuật Volt— Ampe

Trang 10

II.3.2 - DIODE ZENER

13.2.a - Cấu tạo :

Diode Zener có cấu tạo giống như diode thường nhưng pha tạp chất với tỉ lệ cao

hơn diode thường Diode Zener thường là loại Silicium

1I.3.2.b - Ký hiệu và hình dáng và đặc tuyến của diode Zener:

Trang 11

11.4.3.a - Đặc tuyến ngõ vào : Is/Vp:

Vee =0.5V thì Is= IOuA

Trang 12

11.4.3.c — Đặc tuyến ngõ ra Ic/Vcr:

Đầu tiên phải tạo điện áp phân cực Vụ để tạo dòng Iạ, sau đó tăng điện áp Vce, để đo

dong dién Ic

Khi tăng Vcg từ 0V lên thi dong dién Ic tang nhanh va sau khi dat dén tri s6 Ic = Ip thì

gần như Ic không thay đổi mặc dù Vcc tiếp tục tăng cao Muốn Ic tăng cao hơn thì phải

tăng phân cực b để có Is tăng cao dẫn đến Ic tăng cao theo Vcg trên đường đặc tuyến

cao hơn

CHUONG III : TÌM HIỂU VỀ IC OPAM AD741 & PIN SẠC

IH.1 - IC OPAM ADZ4I

IHL1.a - Mô tả cơ bản :

NE555 được sản xuất với độ chính xác cao Được ứng dụng trong các máy phát xung, định thới gian chính xác, và máy phát thời gian trễ, v.v

Với chế độ đơn ổn thời gian trễ được kiểm soát bởi điện trở và tụ điện gắn bên ngoài, với chế độ ổn định tần số và chu kỳ của mạch được quyết định bởi hai điện trở bên ngoài

Trang 13

vao trigger (chan 2) hay dién áp threshold (chân 6) Chỉ khi điện áp reset ở mức cao thì output tuỳ thuộc vào trigger và threshold voltage

Khi điện áp threshold sắp xì 2Vcc/3 khi ngõ ra output dang o mức cao thì chân 7

(Discharge Tr) mở, khi điện áp threshold thấp hơn đến ngưỡng Vcc/3, trong suốt khoảng thời gian này điện áp ngõ ra output vẫn ở mức thấp Sau đó, nếu điện áp tại chân trigger thấp hơn

Vcc/3 thi chan7 dong lai (tumn off) để tăng điện áp threshold và lái ngõ ra output cao trở lại

Tsource = 100mA

TH.2 - PIN SẠC

IIH.2.a - Cấu tạo :

-_ Gồm hai điện cực một cực âm(anot) và một điện cực dương(catot)

Trang 14

0.GVHD : 7b.S.NGUYỄN NGỌC ANH

Dung dịch điện giải thường là H;so¿; NH„C1; KOHv.v

Chất xúc tác thường là MnO;; KCI; Platin;Ag; Platadi; v.v

IHL.2.b - Nguyên tắc hoạt động của mọi pin:

Trong phẩn ứng hóa học, phản ứng oxi hóa khử thông thường electron chuyển trực

tiếp từ chất khử sang chất oxi hóa và năng lượng của phản ứng biến đổi thành

trình hoạt động điện cực kẽm bị ăn mòn và điện

cực đồng được đầ thêm Nghĩa là trên cực

Zn đã xảy ra sự oxi hóa và trên cực Cu đã

xảy ra sự khử ion Cu”” và năng lượng của phần ứng biến thành điện năng

Dựa vào cấu tạo người ta chia làm hai loai pin:

Pin thứ cấp và pin sơ cấp

Pin sơ cấp là những loại pin chỉ sử dụng một lần như pin lơ-lăng-se, pin kiểm

Pin thứ cấp là các pin có thể nạp lại được như pin Niken Cadimi(NiCd); ac-quy chì; pin

Trang 15

1.1.a - Cấu tạo:

- Điện cực âm (Anốt) của pin là kẽm (vỏ pin)

- Điện cực dương (Catốt) là thanh than chì bọc bởi MnO;

và bột than

- Chất điện ly là NHạCl; ZnCl; (dạng bộ nhão)

1.1.b - Các phản ứng bên trong pin:

Phản ứng oxi-hóa tại Anốt:

Phần ứng khử xảy ra tại Catốt:

2MnO; + 2H +2e -> MnO: + HạO E°=1.04V

phản ứng chung bên trong pin:

Zn + 2MnO; + H -> Zn”* + Mn;O; + HạO E° = 1.8V

Trên thực tế thì ta không đạt được điện áp 1.§V chuyển hoá từ phản ứng hoá học thành điện năng mà chỉ đạt khoảng 1.5V vì có các phản ứng phụ bên trong pin

1.2 Pin kiểm:

1.2.a - cấu tạo:

Có cấu tạo giống pin khô LơcLăngse nhưng chất điện giải không chứa axit (NH¿Cl)

mà là chứa KOH là dung dịch kiểm, nên được gọi là pin kiểm

1.2.b - Nguyên tắc hoạt động của pin kiểm:

Phần ứng oxi-hóa tại Anốt :

Phàn ứng khử tại Catốt :

2MnO;+H;O+2e` -> Mn;O: +2OH:

phản ứng chung tai hai điện cực:

Zn + 2MnO; -> ZnO +Mn;O;

Điện áp của pin kiểm cũng gần bằng pin khô LơcLăngse =1.54V

Trang 16

Xem xét các phản ứng phụ bên trong của hai loại pin LơcLăngse và pin kiểm người ta

cho ra kết luận pin kiểm sử dụng tốt hơn pin khô LơcLăngse vì tráng được hai nhược

điểm của pin khô LơcLăngse mắc phải

1 Pin khô LơcLăngse phản ứng khử ở Catốt tạo ra chất khí:

2NH,* + 2e° -> 2NH; + H2

Vả lại, trong pin có MnO;; là một tác nhân oxi-hóa có khả năng loại trừ khí H;

2MnO; + H; -> Mn;O; + H;ạO

còn khí NH; bị ion Zn”" loại bỏ tại Anốt :

Zn”” +2NH; + 2CT -> Zn(NH;);Cl;

Phản ứng chung :

2MnO; + 2NH¿CIl + Zn -> Mn¿O; + H;O + Zn(NH:);Cl1;

vì phản ứng trong pin khô LơcLăngse tạo ra khí nên khi pin làn việc liên tục thì sản phẩm khí không bị loại bỏ kịp làm cho điện áp bị sụt nhanh chống

2 Các phản ứng trực tiếp giữa điện cực kẽm(Zn) và ion Amoni (NH¿) tuy diễn ra

chậm nhưng cũng làm cho pin chống bị hồng

I Pin thứ cấp:

II.1 - Ac-Quy chi :

IL.1.a - Cau tao:

Cực âm là một tấm chì xốt

Cực dương là một thanh chi oxit

Chất điện ly là dung dịch H;SO¿

1I.1.b - Các phản ứng hóa học của Ac-quy chi:

Quá trình phóng điện:

Tại cực âm : Pb -> Pb?'+2e'

Tại cực dương : PbO; + 4H" + 2e -> Pb?† + 2H;O

Phan ứng chung tại hai cực:

Pb** + SO,” -> PbSOs

Qua trinh nap dién:

SVTH:Nguyễn công 1ó

Trang 17

Quá trình nạp hoàn toàn tương tụ quá trình phóng điện nhưng ngược lại:

Tại cực âm: PbSO¿ + 2e -> Pb + SO.?

Tại cực dương: PbSO, + 2H2O -> PbO, + 4H* + SO,” + 2e

II.2 - Pin Niken-Cadimi (NiCad):

Ac-quy chì là một loại pin thứ cấp cũng khá phổ biến trong ứng dụng nhưng mang

nhược điểm là khá cổng kểm và công suất thấp tính theo khối lượng Do đó đã xuất hiện pin NiCad Pin NiCad được sử dụng khá rộng rãi và phổ biến và có thểnạp lại cả

hàng trăm lần Do đó dùng lâu hơn cả pin LơcLăngse và điện áp hầu như không đổi

1.2.a - Cấu tạo:

Cực âm Anốt là Cadimi là thanh kim loại

Cực dương Catốt là Niken(IV)oxit

Dung dịch điện giải là Baz

TI.2.b - Quá trình phóng điện:

Tại cực Anốt:

Cd + 20H -> Cd(OH); + 2e

Tại cực Catốt:

NÑiO; + 2H;O + 2c' -> Ni(OH); +2OH

Phan ứng chung tại hai cực:

Cả + NiO; + 2H;O -> Cd(OH); + Ni(OH);

TI.2.e - Quá trình nạp điện:

Pin NiCad có thể nạp lại bởi một nguồn ngoài và các phản ứng điện cực ngược lại với phản ứng phóng điện

Đạc biệt, các sản phẩm của các phẩn ứng ở hai điện cực là chất rắn đính chặt vào bể mặt của điện cực, vì các phản ứng không sinh ra chất khí nên pin có thể đóng kín Điện áp của pin vào khoảng 1.4V

TI.3 - Pin nhiên liệu Hidro-Oxi:

Phan ứng trong pin chi đơn giản là quá trình oxi hóa hidro của oxi để tạo nước:

Định dạng
Số trang	24
Dung lượng	2,55 MB