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
Trang 20.GVHD : Th.S.NGUYEN NGOC ANH
Trang 30.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
Trang 40.GVHD : Th.S.NGUYEN NGOC ANH
PHANI
CHUONG I : GIGI THIEU TONG QUAN VE DE TAI
Đề tài gồm có những phần chính sau: PHAN I:CƠ SỞ LÝ THUT
PHẢN II:TÍNH TỐN THIẾT KÉ PHAN III:KÉT LUẬN
CHƯƠNG II : KIẾN THỨC HỔ TRỢ LINH KIỆN LIÊN QUAN I1 ĐIỆN TRỞ TI.1.a - Chức năng: -Là đại lượng đặc trưng cho khả năng cần trở dòng điện, hoặc tạo sụt áp H.Lb - Ký hiệu: ñ_AAA_n H.1.c - Phân loại:
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 50.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 60.GVHD : Th.S.NGUYEN NGOC ANH
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 70.GVHD : Th.S.NGUYEN NGOC ANH
II.2.c - Đặc tính nạp, xả điên của tụ đối với dc 1 Tụ nạp điên: Điện áp tức thời trên hai đấu tụ được tính theo công thức: V¿(0=Vpc(1-e"“#) Trong đó: t: thời gian tụ nap tính bằng (s) e=2.71828 CS =R*C đơn vị là s : được gọi là hằng số thời gian tụ nạp điện 2 Tụ xả điện: Điện áp trên hai đầu tụ khi xả điện được tính theo công thức: Ve(D= Vpc xe # Trong đó: t: thời gian tụ xả(S) e=2.71828 G=R*C
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: Q=C*V => C*V = l#t => V =C'*l*t
điện áp nạp được trên tụ là sự tích tụ của dòng điện nạp vào tụ theo thời gian t do đó, đối với dòng điện AC thì trị số tức thời của dòng điện là:
Trang 8
0.GVHD : Th.S.NGUYEN NGOC ANH i(t)=In sinaot Hệ thức liên hệ giữa điện áp V và dòng dién i(t): V(t) = $f i(t).dt Biên độ cực đại trên tụ nạp : — In Vin 2z Sức cẩn của tụ điện đối với AC là: X =_l — 2zfC Trong đó: X : sức cần gọi là dung kháng của tụ(©) f : tân số (Hz) c : dién dung (F) II.2.e - Ung dung cua tu Tụ dẫn điện ở tần số cao:
Dung kháng của tụ tỉ lệ nghịch với tần số của dòng qua tụ, f càng cao thì dung kháng càng nhỏ và ngược lại, được tính theo công thức: X — _] c — 2zC Tụ nạp và xả điện trong các mạch lọc I.3~ DIODE BAN DAN & DIODE ZENER 11.3.1 - DIODE BÁN DAN:
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 90.GVHD : Th.S.NGUYEN NGOC ANH méi néi 09 Ole eee P N o SC lege So ee? P N Lỗ trống electron
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 100.GVHD : 7h.S.NGUYỄN NGỌC ANH Vrmax > Is W Vdmax Vd
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
Trang 110.GVHD : Th.S.NGUYEN NGỌC ANH Tuỳ theo cách sắp xếp thứ tự các vùng bán dẫn người ta chế tạo hai loại transistor là : loại PNP và loại NPN Transistor gồm ba cực : Cực phát E ( Emitter) Cực thu C ( Collector) Cực nén B ( Base) I1.4.2 - Ký hiệu và hình dáng: Cc Cc B NPN PNP B E R 11.4.3 - Đặc tuyến kỹ thuật của transistor: A Ib(uA)
11.4.3.a - Đặc tuyến ngõ vào : Is/Vp:
Trang 120.GVHD : Th.S.NGUYEN NGỌC ANH
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
Trang 130.GVHD : Th.S.NGUYEN NGOC ANH Vth (chan 6) Vtr (chan 2) Reset (chan 4) | Output (chan | Discharging (chan 3) 7) x x Low Low On Vth>2Vcc/3 Vth>2Vcc/3 High Low On Vcc<Vth<2Vcc/3 | Vec<Vth<2Vcc/3 High - - Vth<Vcc/3 Vth<Vcc/3 High High Off Khi tín hiệu tại chân reset thấp (chân 4) thì output (chân 3) thấp bất chấp điện áp ngõ
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 Biến Ký hiệu Điều kiện Min Max Yêu cầu Đơn vị Nguồn Vcc - 405 16 - Vv Dong Tcc R= - 15 10 mA Pin 5 Ve - - 2Vcc/3 Vv Chan 6 Vth - - 2Vcc/3 Vv Chan 2 Vir - - Vcc/3 M Reset Vest - - - 1 V
Low chân 3 Voi - 0.06 0.25 - Vv
High chan 3 Vou Vec= 15V - - 13.3 V
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 nhiệt năng Vd: Khi nhúng thanh kẽm vào dung dịch CuSO¿ ion Cu” đến trực tiếp thanh kẽm nhận electron Cu” +Zn = Cu + Zn” Và năng lượng của phản ứng thoát ra dưới dạng nhiệt: AH$„ =-230.12/.mol`
Do đó, người ta mới biến đổi năng lượng của phản ứng hoá học thành năng lượng điện Muốn làm được như vậy thì người ta phải thực hiện sự oxi hoá ở một nơi và sự khử ở một nơi và cho dòng electron chuyển từ chất khử sang chất oxi hoá qua
một dây dẫn | Ị Ï
KCI
Đây là mô hình hoạt động của pin Trong quá số |_Zn | Cu) CuSO,
4
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
Trang 150.GVHD : Th.S.NGUYEN NGOC ANH
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:
Zn -> Zn” + 2e E? (0.76V)
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 hố 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 :
Zn + 20H -> ZnO+H,0+2e
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
0.GVHD : Th.S.NGUYEN NGỌC ANH
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:
Trang 170.GVHD : Th.S.NGUYEN NGỌC ANH
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:
Trang 180.GVHD : Th.S.NGUYEN NGOC ANH
O, + 2H2 -> 2H20 (+Q)
Nhưng người ta sắp xếp theo sơ đồ:
II.3.a - Cấu tạo:
- Hai thanh Carbon xốp, làm hai điện cực âm và điện cực dương - Dung dịch điện giải là KOH đặt
- Chất xúc tác gồm có Platin hay bạc ở điện cực âm; Platin hay Platadi ở điện cực đương II.3.b - Các phản ứng hóa học trong pin: _ : © , KOH Phản ứng oxi hóa tại Anốt: c | + L_ 2H; +4OH -> 4HạO + 4e” Mo 7 ae [ 2% phần ứng khử tại Catốt: Hy +H, L / H,0 ` pe C2 +H, O; + 2H;O +4e' -> 40H’ Chất Xúc tác \ / Chất Xúc tác Carbon xếp Phản ứng chung: 2H; + O; -> 2H;O TL3.c - Ứng dụng :
- Dùng tạo ra điện và nước trên tàu vũ trụ từ khi oxi và Hidro
- Máy phát điện công suất lớn 4.5 MegaWatt(MW), được chế tạo thành công
tại Tokyo, nhưng chất điện giải ở đây không phải là KOH đặt mà là oxit Photphoric
Trang 190.GVHD : Th.S.NGUYEN NGOC ANH “5 phẩn tử điều khiển Vo bộ phan nap Phần tử lấy os aed mẫu và điểu khiến Vs : điện áp nguồn cung cấp Vo : Điện áp ra
I2 Chức năng từng khối:
1.2.a Khối điều khiển: Sử dụng IC NE555
1.2.a.1 - Chức năng của khối:
Khi nguồn cung cấp VDC qua DI bị giảm áp qua điện trở R1 và điode Zener
5.6V để tạo thành một điện áp ổn định cung cấp cho IC NE555 hoạt động
R2 và R3 tạo ngưỡng dẫn nạp (Venan2 luon nhé hon V, /3 để cho điện ấp ngõ ra
(pin 3) luôn ở mức cao
Trang 200.GVHD : Tñ.S.NGUYỄN NGỌC ANH
12.b Khối nạp sử dụng cặp transistor C1815: 1.2.b.1 - Chức năng:
Điện áp ra của khối điều khiển ở chân 3 (Vo ở
mức cao) đóng vai trò là nguồn để cho hai điện trở R2 và R3 tạo thành cầu phân áp cho cặp transistor C1815 hoạt động và
cung cấp nguồn dién 4p nap cho Batt (Vga) Dong nap của
Batt dugc quyét dinh béi dién tré R4 va dién 4p Vpp cia
mach Khi R4 va dién 4p Vp dude chon ding vdi yéu cau nap Batt rồi ta chọn R1 thích hợp với dòng nạp của Batt để tạo sụt
áp khoảng gần 2V thì sẽ làm cho LED sáng dùng báo hiệu Batt đang được nạp, còn khi LED tắt báo hiệu Batt không được nạp —Ƒ *_ R3 ¬ Vin — V, R2+R3 (Vo của khối điều khiển) = Ty = Tum 1Q = lp= R4 L2.c Khối hôi tiếp diéu khiển:
1.2.c.1- Chứ năng của khối: v ob
khi pin được nạp đầy đến ngưỡng phân cực 4 ề
cho diode và mối nối BE của transistor C828, thì 3 Zn] cá
làm cho SCR bắt đầu dẫn Khi SCR dẫn thì sẽ be “
dẫn mãi và rút dòng từ Vs qua làm cho IC 555 tat tnaoo7 3
(hoặc dẫn rất yếu) Đồng thời ta cũng cung cấp Batt °
cho chân 6 của IC một điện áp lớn hơn 2Vcc/3 = R1
cung đồng nghĩa với IC tắt ngõ ra của IC(pin 3) =o =
rơi xuống gần bằng 0V dẫn đến ngắt sự phân cực
SVTH:Nguyễn công 20
Trang 21
0.GVHD : Th.S.NGUYEN NGỌC ANH
làm cho Batt không nạp nữa.I[.3- Chức năng các linh kiện:
IC NE555 :Là phần tử điển khiễn điện áp ngõ ra(Vo) Khi điên áp chân 6(Vth) lớn hơn
2Vcc/3 (lớn hơn 6V) thì Vo gần bằng 0 Khi chân 2(Vtr) nhỏ hơn Vcc/3(nhỏ hơn 3V) thì điện
áp ngõ ra gần bằng Vcc
Diode Zener 5.6V(D3) tạo điện áp Vcc bằng hằng số (=5.6V)
Diode DI ngăn điện áp AC và không cho xung phản hổi khi ngắn mạch Diode D2 tao
ngưỡng dẫn và cho dòng một chiều qua
LED : dùng để báo hiệu khi pin đang nạp (LED sáng )hay pin nạp đây (LED tắt)
Transistor CI§15x2 : Là transistor công suất nhỏ được mắc Darlington dùng để nạp pin, có Vee = 0.65V Và dong Icma„ ==0.2A Điện trở (R) : RI(56©) : hạn dòng cho nguồn Vcc từ nguồn Vs để cho Icc„ax = 50mA theo công thức: lạ = lzmin + ÍCCmax — Vs -vz R 10 ~5.6-0.7 R+Rp Tacé = Izmin = 5mA R+R, =35=670 ~~ 55m =®_ Ta chọn R= 56 O@( Rp khoảng 5-20)
Điện trở R4 và R5 được chọn dé tao cau phan dp cho Cap transistor mac theo kiểu
Darlington dé ting dong nap va dong chiu dung cho transistor
Điện trở công suất R7 có tác dụng quyết định dòng nạp cho pin
Điện trở công suất R6 tạo sụt áp khoảng 2V làm cho LED sáng khi dòng đang nạp và cũng có tác dụng làm câu trì điện trở bảo vệ quá dòng(ngắn mạch ngõ ra)
Điện trở R2 và R3 : có tác dụng tạo điện áp <Vcc/3 để cung cấp cho chân 2 của IC
Điện trở R8 tạo sự rút dòng khi Transistor C82§ Và A564 mắc thành SCR cực nhạy được hoạ
động
Trang 220.GVHD : Th.S.NGUYEN NGỌC ANH
Điện trở R10 và C4 ổn định sự làm việc cho SCR
Tụ điện 220uF và tụ 100uF/16v có tác dụng ổn áp cho nguồn và các điode Zener mắt chung Với nó 14 Sơ đô nguyên lý: D1 D5 12 1py2 HR = 1Nấ07 1N4007 ^ vị [owe R1 =g 56 R6 D4 18 à te a2 C1815 R7 -L Ì 1W +LL =9 Batt = 1.4V 0 700mAh 15 Nguyén ly hoat d6éng:
Giả sử nguồn cung cấp Vs = 1OVDC qua diode 1N4007 có V =0.7V, điện trd 56Q tao
sụt áp và diode Zener 5.6V tạo sự ổn áp và ổn dòng cho IC NE555( Vec=Vz=5.6V) hoạt động Điện áp cung cấp cho chân 8 (Vcc) và chân 4 (Reset) là const Điện áp ngõ
ra tại chân số 3(output) luôn ở mức cao do hai điện trở 100k và 47k tạo thành cầu
Trang 230.GVHD : 7b.S.NGUYỄN NGỌC ANH H.1 H2 Vy phân áp, và cho vào chân số 2 một điện áp nhỏ hơn Vcc/3 làm cho Vo( chân 3) luôn ở mức cao
Khi ngõ ra chân 3 (Vo) ở mức cao thì làm xuất hiện cầu phân áp trên điện trở R4 và R5 tạo điện áp nạp cho pin Và khi ngõ ra ở mức thấp thì cặp transistor C1815 khéng được phân cực nên không có dòng nạp
Khi pin được nạp thì điện trở R7 (1/1w) tạo dòng nạp cho Batt và làm cho điện trở R6
tao sụt áp khoảng gần 2V làm cho LED sáng, khi pin nạp đây thì LED gần như tắt hẳn,
trong thời gian này ta vẫn chưa ngắt nguồn thì dòng vẫn còn nạp cho đến khi >=điện Ap nguGng (Vnewong =1.4V) thi mdi cho SCR din dién va tt IC
CHUONG II : TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ
Tính toán nguồn vào Vecc:
Ta có nguồn cung cấp Vs =10 - 15VDC Rgh
Diode Zener : có Vz=5.6V
lZmin = SMA Vs -
lZma„ = 50mA =p _ Diode Zener
Ta có Ighmax = ÍZmin + ÏRL max Trimax = 50mMA R — 10-5.6-07 _ 67Q gh 55mA Chon R1= 56Q (Vi Rgh= Rp +R1) Pgh„a„ = RI*(Igh„ax)ˆ=56*(55)”=0.17(W)
Trang 240.GVHD : Th.S.NGUYEN NGOC ANH — Ứ—2Ƒpp—Ứg„ — 2§9-14-14 — 009 — I= at = = 9%? =70mA Geet RT R7 Trong đó: Rep øiø2 —> 0 — 0.09 _ -„ R7= 22% =1.20 => Do đó ta chọn điện trở: R7=1Q 11.3 Bộ hổi tiếp điểu khiển: ` ¿ D5
khi pin được nạp đây là 1.4V;(thực tế v LED đầy 1A 1.35V); thi diode D2(1N4007 có 4 Vp=0.7V) sé dẫn cùng với sự phân cực 3 ? = 5 A564 của mối nối Vụg oy D2 ` 1 2 làm 1N4007
transistor C828 C828 ciing vdi transistor
A564 hợp thành SCR cực nhạy được mỗi