ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP-nguồn một chiều DC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 1 Thiết kế bộ nguồn DC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……. 000 …… Hà Nội, Ngày ….Tháng… Năm 2012 Chữ Ký Của Giáo Viên Hướng Dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 2 Thiết kế bộ nguồn DC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……. 000 …… Hà Nội, Ngày ….Tháng… Năm 2012 Chữ Ký Của Giáo Viên Phản Biện TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 3 Thiết kế bộ nguồn DC Mục lục Trang Phần I –Tổng quan về nguồn một chiều DC ………………………………6 I – Giới thiệu chung ………………………………………………… 7 1.1, khái niện cơ bản về dòng diện ……………………………….7 1.2, đòng điện và điện áp một chiều DC ……………………… 8 II – Một số mạch nguồn ổn áp …………………………………… 10 Phần II – Nội dung thiết kế ………………………………………………… 11 I – Sơ đồ nguyên lý ………………………………………………… 11 1.1, Khối nguồn ………………………………………………… 11 1.2, Khối hiển thị ………………………………………………… 11 II – Giới thiệu các linh kiện trong mạch ………………………………11 2.1– biến áp ………………………………………………… 11 2.2– IC LM7805 ………………………………………………… 11 2.3– IC LM7905 ………………………………………………… 11 2.4– IC LM317 ………………………………………………… 11 2.5– IC 7107 ………………………………………………… 11 2.6– diode ………………………………………………… 11 2.7– led 7thanh ………………………………………………… 11 2.8– tụ điện ………………………………………………… 11 III – Mạch in và sản phẩm thực tế …………………………………….11 3.1– mạch in ……………………………………….11 3.1.1– khối nguồn …………………………………….11 3.1.2– khối hiển thị …………………………………….11 3.2– sản phẩm thực tế ………………………………………… 11 IV – Nguyên lý hoạt động ……………………………………………11 Phần III – Hoạt động của bộ nguồn …………………………………… 11 I – Giới thiệu hoạt động ……………………………………………11 II – Ưu điểm, nhược điểm ……………………………………………11 III – Hướng cải tiến, phát triển ………………………………………… 11 Tài liệu tham khảo …………………………………………………………11 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 4 Thiết kế bộ nguồn DC Lời nói đầu Ngày nay, với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả cao. Điện tử đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công – nông – lâm – ngư nghiệp cho đến các nhu cầu cần thiết trong hoạt động đời sống hằng ngày. Một trong những sản phẩm thiết thực, phổ biến, và không thể thiếu trong lĩnh vực điện tử và đời sống hàng ngày đó là bộ nguồn. Vì vậy, em đã quyết định nhận làm đồ án thiết kế bộ nguồn DC có đầu ra thay đổi hiển thị bằng led 7 đoạn. Nội dung báo cáo gồm 3 phần: I – Tổng quan về nguồn một chiều DC II – Nội dung thiết kế III – Hoạt động của bộ nguồn TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 5 Thiết kế bộ nguồn DC Lời cảm ơn Đồ án 1 này đã hoàn thành tốt đẹp và đúng thời gian quy định của khoa điện tử. Kết quả này không chỉ là sự nổ lực của cá nhân em mà còn có sự giúp đỡ,đóng góp ý kiến chân thành và quý báo của quý thầy cô và các bạn sinh viên. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa điện tử đặc biệt là thầy Lê Văn Thái đã giúp đỡ và đóng góp rất nhiều ý kiến quý báo để em có thể hoàn thành tốt đồ án lần này. Xin cảm ơn các bạn trong lớp đã tận tình giúp đỡ, đóng góp ý kiến và cung cấp phương tiện, tài liệu,… để mình thực hiện tốt đồ án lần này. Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Thái Sinh viên thực hiện: Đào Trung Dũng Phạm Hồng Hà TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 6 Thiết kế bộ nguồn DC Phần I: Tổng quan về nguồn một chiều DC I, Giới thiệu chung 1– Khái niệm cơ bản về dòng điện 1.1, Cấu trúc nguyên tử : Để hiểu về bản chất dòng điện ta biết rằng tất cả các nguyên tố đều được cấu tạo lên từ các nguyên tử và mỗi nguyên tử của một chất được cấu tạo bởi hai phần là - Một hạt nhân ở giữa các hạt mang điện tích dương gọi là Proton và các hạt trung hoà điện gọi là Notron. - Các Electron (điện tử ) mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân. - Bình thường các nguyên tử có trạng thái trung hoà về điện nghĩa là số Proton hạt nhân bằng số electron ở bên ngoài nhưng khi có tác nhân bên ngoài như áp suất, nhiệt độ, ma sát tĩnh điện, tác động của từ trường thì các điện tử electron ở lớp ngoài cùng có thể tách khỏi quỹ đạo để trở thành các điện tử tự do. - Khi một nguyên tử bị mất đi một hay nhiều điện tử, chúng bị thiếu điện tử và trở thành ion dương và ngược lại khi một nguyên tử nhận thêm một hay nhiều điện tử thì chúng trở thành ion âm. 1.2, Bản chất dòng điện và chiều dòng điện . Khi các điện tử tập trung với mật độ cao chúng tạo lên hiệu ứng tích điện - Dòng điện chính là dòng chuyển động của các hạt mang điện như điện tử , ion. - Chiều dòng điện được quy ước đi từ dương sang âm ( ngược với chiều chuyển động của các điện tử – đi từ âm sang dương ) 2 – Dòng điện và điện áp một chiều 2.1. 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 vật dẫn trong một đơn vị thời gian – Ký hiệu là I - Dòng điện một chiều là dòng chuyển động theo một hướng nhất định từ dương sang âm theo quy ước hay là dòng chuyển động theo một hướng của các điện tử tự do. Đơn vị của cường độ dòng điện là Ampe và có các bội số : Kilo Ampe = 1000 Ampe Mega Ampe = 1000.000 Ampe Mili Ampe = 1/1000 Ampe Micro Ampe = 1/1000.000 Ampe TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 7 Thiết kế bộ nguồn DC 2.2. Điện áp : Khi mật độ các điện tử tập trung không đều tại hai điểm A và B nếu ta nối một dây dẫn từ A sang B sẽ xuất hiện dòng chuyển động của các điện tích từ nơi có mật độ cao sang nơi có mật độ thấp, như vậy người ta gọi hai điểm A và B có chênh lệch về điện áp và áp chênh lệch chính là hiệu điện thế. - Điện áp tại điểm A gọi là UA - Điện áp tại điểm B gọi là UB. - Chênh lệch điện áp giữa hai điểm A và B gọi là hiệu điện thế UAB UAB = UA – UB - Đơn vị của điện áp là Vol ký hiệu là U hoặc E, đơn vị điện áp có các bội số là Kilo Vol ( KV) = 1000 Vol Mili Vol (mV) = 1/1000 Vol Micro Vol = 1/1000.000 Vol Điện áp có thể ví như độ cao của một bình nước, nếu hai bình nước có độ cao khác nhau thì khi nối một ống dẫn sẽ có dòng nước chảy qua từ bình cao sang bình thấp hơn, khi hai bình nước có độ cao bằng nhau thì không có dòng nước chảy qua ống dẫn. Dòng điện cũng như vậy nếu hai điểm có điện áp chên lệch sẽ sinh ra dòng điện chạy qua dây dẫn nối với hai điểm đó từ điện áp cao sang điện áp thấp và nếu hai điểm có điện áp bằng nhau thì dòng điện trong dây dẫn sẽ = 0. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 8 Thiết kế bộ nguồn DC II, Một số mạch nguồn ổn áp Nguồn máy tính TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 9 Thiết kế bộ nguồn DC Phần II: Nội dung thiết kế. I, Sơ đồ nguyên lý. 1.1, Khối nguồn. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 10 Thiết kế bộ nguồn DC 1.2,khối hiển thị. [...]... Thiết kế bộ nguồn DC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP 2.6,Diode bán dẫn 2.6.1, Cấu tạo diode a Tiếp giáp P - N và Cấu tạo của Diode bán dẫn Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P - N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp... nguồn DC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP IV, nguyên lý hoạt động HÀ NỘI 2012 Page 29 Thiết kế bộ nguồn DC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP 1, Khối nguồn Điện áp xoay chiều 220v được đưa vào đầu dây sơ cấp của cuộn biến áp và cho ở đầu ra điện áp xoay chiều 12v điện áp xoay chiều này được đưa qua diode cầu chỉnh lưu thành dòng điện DC1 2v dòng DC1 2v... động của bộ nguồn HÀ NỘI 2012 Page 30 Thiết kế bộ nguồn DC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP I, Giới thiệu hoạt động 1, Khối nguồn Điện áp xoay chiều 220v được đưa vào đầu dây sơ cấp của cuộn biến áp và cho ở đầu ra điện áp xoay chiều 12v điện áp xoay chiều này được đưa qua diode cầu chỉnh lưu thành dòng điện DC1 2v dòng DC1 2v được cho qua LM7805 và LM7905 để lấy ra điện áp +5v... trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo của Diode * Ở hình trên là mối tiếp xúc P - N và cũng chính là cấu tạo của Diode bán dẫn Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn b Phân cực thuận cho Diode Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt ( vùng bán dẫn P ) và điện áp âm (-) vào Katôt ( vùng bán dẫn N ) , khi... Katôt (bán dẫn N), nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện áp ngược, miền cách điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp, Diode có thể chiu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngược > = 1000V 2.6.2, Diode cầu HÀ NỘI 2012 Page 18 Thiết kế bộ nguồn DC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT... bởi một hay nhiều LED đơn Các LED đơn đó được ghép và được đặt tên bằng các chữ cái a g và có một dấu chấm dot ( dấu chấm này có thể sáng và tắt tùy theo yêu cầu) được cấu tạo bởi 1 LED đơn Qua đó người ta chỉ cần 8 bit tương ứng với 8 LED đơn để điều khiển được và hiện thị số từ 0 đến 9 và các kí tự từ A đến F HÀ NỘI 2012 Page 19 Thiết kế bộ nguồn DC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT... khiển 2.8, Điện trở 2.8.1, Khái niệm về điện trở Điện trở: là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn HÀ NỘI 2012 Page 20 Thiết kế bộ nguồn DC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Điện trở của dây dẫn : Điện trở của dây dẫn phụ thộc vào chất liệu, độ dài và... cực đại có thể duy trì 1A -Dòng đỉnh 2.2A -Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W -Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W -Điện thế max :20v Nếu vượt quá ngưỡng 4 ý trên 7805 sẽ bị cháy HÀ NỘI 2012 Page 14 Thiết kế bộ nguồn DC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP 2.4, LM317 Đây được coi là một linh kiện chuyển đổi khá là tiện dụng Dùng để chuyển đổi... nguồn DC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP 2.2, LM7805 LM7805 là Ic ổn áp đầu ra +5v Thông số kỹ thuật của IC 7805 -Dòng cực đại có thể duy trì 1A -Dòng đỉnh 2.2A -Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W -Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W -Điện thế max :20v Nếu vượt quá ngưỡng 4 ý trên 7805 sẽ bị cháy +Thực tế ta nên chỉ dùng công suất tiêu tán... giấy, Tụ gốm, Tụ hoá Cấu tạo tụ gốm, tụ hóa * Hình dáng của tụ điện trong thực tế Tụ điện trong thực tế có rất nhiều loại hình dáng khác nhau với nhiều loại kích thước từ to đến nhỏ tùy vào mỗi loại điện dung và điện áp khác nhau nên có nhưng hình dạng khác nhau HÀ NỘI 2012 Page 24 Thiết kế bộ nguồn DC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Tụ hóa Tụ gốm * Điện dung : Là đại lượng . HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 8 Thiết kế bộ nguồn DC II, Một số mạch nguồn ổn áp Nguồn máy tính TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 6 Thiết kế bộ nguồn DC Phần I: Tổng quan về nguồn một chiều DC I, Giới thiệu chung 1– Khái niệm. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP HÀ NỘI 2012 Page 3 Thiết kế bộ nguồn DC Mục lục Trang Phần I –Tổng quan về nguồn một chiều DC ………………………………6 I – Giới thiệu