hướng dẫn thí nghiệm điện tử công suất ứng dụng

Phần đánh giá buổi học thông qua hoạt động của sinh viên trong quá trình thí nghiệm và thông qua bài báo cáo.. TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ỨNG DỤNG – tháng 05 năm 201

Trang 1

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ỨNG DỤNG – tháng 05 năm 2011 Trang 1/21

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ

• Một số qui định:

Quá trình tổ chức buổi học như sau: Đầu tiên sinh viên được giáo viên hướng dẫn các thao tác, qui trình thiết kế và thi công Tiếp theo sinh viên sẽ thực hành thiết kế và thi công một mạch điện để củng cố kiến thức

Cuối buổi sinh viên sẽ được giao nội dung báo cáo về một phần kiến thức và kỹ năng đã thu nhận được trong buổi học Báo cáo phải được nộp vào đầu buổi học của tuần tiếp theo Phần đánh giá buổi học thông qua hoạt động của sinh viên trong quá trình thí nghiệm và thông qua bài báo cáo

Sinh viên phải tuân thủ nội qui học đường của nhà trường và nội qui thí nghiệm của phòng thí nghiệm

Điện tử Công suất Mọi hình thức gian lận như sao chép báo cáo, đạo văn, chế số liệu thực nghiệm v.v… đều bị nghiêm cấm và sinh viên liên quan sẽ nhận điểm 0 (không điểm) cho môn học này kèm theo các xử lý học vụ khác của Khoa/Trường

Trang 2

2 MỘT SỐ LƯU Ý

2.1 Những nội dung cần nắm vững khi vẽ mạch nguyên lý bằng ORCAD CAPTURE

• Cách tạo một project (tập tin) mới

• Cách sử dụng thư viện linh kiện (thêm, tìm, lấy linh kiện từ thư viện vào bản thiết kế …)

• Cách tạo (vẽ) một linh kiện mới

• Cách đặt tên và sắp xếp linh kiện hợp lý

• Cách nối mạch (cách nối dây, đặt nhãn tên linh kiện, sử dụng bus…)

• Cách hiệu chỉnh khung bản vẽ (trang trí, thêm hình, thay đổi cỡ giấy …)

• Cách xuất bản vẽ nguyên lý sang các dạng khác (layout, PSpice…)

2.2 Những nội dung cần nắm khi vẽ mạch in bằng ORCAD Layout plus

• Cách tạo tập tin mới

• Cách sử dụng thư viện linh kiện (thêm, tìm, lấy linh kiện từ thư viện vào bản thiết kế …)

• Cách tạo (vẽ) một linh kiện mới

Trang 3

3.2 Đo đạc kết quả thực nghiệm

• Dạng sóng điện áp điểm ngõ ra diode cầu

• Dạng sóng điện áp ngõ ra 78XX

3.3 Trả lời câu hỏi

1 Trong mạch nguồn LM78XX, điện áp AC cấp cho Diode cầu là bao nhiêu ? Giải thích ?

2 Khi tăng hoặc giảm điện áp AC cấp cho Diode cầu trong mạch nguồn 78XX thì nhiệt độ linh kiện 78XX tăng giảm như thế nào ? Giải thích ? Dẫn giải ra các đồ thị mô phỏng/thực nghiệm để chứng minh

3 Tụ điện phía ngõ ra của 78XX có tác dụng gì, giá trị bao nhiêu ? Dẫn giải ra các đồ thị mô phỏng/thực nghiệm để chứng minh

4 Vẽ 02 mạch giúp nâng dòng cho 78XX và giải thích tại sao mạch đó có thể nâng dòng ? Dẫn giải

ra các đồ thị mô phỏng/thực nghiệm để chứng minh

5 Vẽ mạch giúp nâng áp cho 78XX và giải thích tại sao mạch đó có thể nâng áp ? Dẫn giải ra các đồ thị mô phỏng/thực nghiệm để chứng minh

Trang 4

4 Viết báo cáo buổi học:

4.1 Ứng dụng ORCAD Capture vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện tử

1 Tóm tắt (tối đa 100 từ)

- Nêu ngắn gọn những vấn đề sẽ trình bày trong bài báo cáo

2 Giới thiệu (tối đa 200 từ)

- Tổng quan các phần mềm vẽ mạch nguyên lý

- Lịch sử và ưu nhược điểm, khả năng của ORCAD Capture

3 Các bước vẽ mạch nguyên lý bằng ORCAD Capture

- Tạo và quản lý mạch điện mới

- Sử dụng thư viện linh kiện

- Các thao tác vẽ mạch

- Hiệu chỉnh và trang trí bản vẽ

4 Ví dụ vẽ mạch nguồn ổn áp sử dụng LM78XX

- Giới thiệu chức năng mạch LM78XX

- Hướng dẫn từng bước thao tác vẽ mạch

5 Kết luận

- Tóm tắt lại chức năng của ORCAD Capture

- Tóm tắt lại qui trình vẽ mạch bằng ORCAD Capture

Tài liệu tham khảo (nếu có)

4.2 Ứng dụng ORCAD Layout Plus vẽ mạch in mạch điện tử

- Tổng quan các phần mềm vẽ mạch in

- Lịch sử và ưu nhược điểm, khả năng của ORCAD Layout Plus

3 Các bước vẽ mạch nguyên lý bằng ORCAD Layout Plus

- Tạo và quản lý mạch in mới

- Sử dụng thư viện linh kiện

- Các thao tác vẽ mạch in

- Hiệu chỉnh và trang trí bản vẽ

4 Ví dụ vẽ mạch in mạch nguồn ổn áp sử dụng LM78XX

- Giới thiệu chức năng mạch LM78XX

- Hướng dẫn từng bước thao tác vẽ mạch

5 Kết luận

- Tóm tắt, đánh giá chức năng của ORCAD Layout plus

- Tóm tắt lại qui trình vẽ mạch in bằng ORCAD Layout Plus

Tài liệu tham khảo (nếu có)

Trang 5

4.3 Hướng dẫn thi công mạch in thủ công

1 Tóm tắt – giới thiệu (tối đa 200 từ)

2 Những lưu ý chung về qui trình làm mạch in

- In mạch

- Ủi mạch và rửa mạch

- Hàn mạch và kiểm tra

3 Ví dụ thi công mạch nguồn ổn áp sử dụng LM78XX

- Giới thiệu mạch nguyên lý và chức năng mạch LM78XX

- Giới thiệu chức năng, vai trò mạch nguồn, các loại mạch nguồn

- Giới thiệu một số IC mạch nguồn, đặc điểm của LM78XX

3 Thiết kế mạch nguồn với LM78XX

- Mạch nguồn cơ bản (hoạt động, cách chọn giá trị các linh kiện)

Trang 6

BUỔI 2

THÍ NGHIỆM ĐẶC TÍNH LINH KIỆN

ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

2 THÍ NGHIỆM ĐẶC TÍNH DIODE

2.1 Mạch thí nghiệm và dụng cụ thí nghiệm

D11N4007

Vin

R11k

(a) Mạch thí nghiệm với nguồn thay đổi (b) Mạch thí nghiệm với nguồn cố định

Hình 1: Mạch đo đặc tuyến diode

2.2 Các bước thí nghiệm

- Lắp mạch thí nghiệm như trên sơ đồ nguyên lý hình 1

- Thay đổi Vin (từ bộ nguồn) trong mạch (a) hoặc chỉnh biến trở (nguồn cố định) trong mạch (b) và tiến hành đo áp Vf của Diode, từ đó tính ra dòng điện qua Diode

- Vẽ đồ thị Vf, If của diode

- Lưu ý không để dòng qua diode vượt quá ngưỡng cho phép (xem datasheet để biết dòng tối đa)

Trang 7

2.3 Kết quả thí nghiệm

2.4 Kết luận / Nhận xét

Trang 8

III THÍ NGHIỆM ĐẶC TÍNH BJT

Đối với BJT, có rất nhiều đặc tính quan trọng cần phải nắm Bài thí nghiệm này chỉ đo đường đặc tính V-A của BJT (đặc tính hoạt động quan trọng nhất của BJT – xem hình bên dưới) và đặc tính ảnh hưởng của IC đến độ khuếch đại HFE của transistor BJT

(a) Một số đặc tuyến của 2SC1815

Trang 9

(b) Một số đặc tuyến của 2SA1015

R3

330

Hình 2: Mạch đo đặc tuyến transistor BJT

3.2 Các bước thí nghiệm

- Lắp mạch thí nghiệm như trên sơ đồ nguyên lý hình 2

- Để đo đặc tuyến V-A của BJT:

• Điều chỉnh RV5 để cố định IB (0.2mA ; 0.5mA ; 1 mA ; 2 mA ; 3 mA)

• Ứng với mỗi giá trị cố định của IB, điều chỉnh Vin để thay đổi VCE, tính ra giá trị IC

• Thay đổi RV5 để thay đổi IB (0.2mA ; 0.5mA ; 1 mA ; 2 mA ; 3 mA)

• Lặp lại quá trình thay đổi Vin để đo VCE và tính ra IC

R

V V

Trang 10

• Lặp lại thí nghiệm cho 2 giá trị VCE khác nhau

* Lưu ý:

- Không để xảy ra ngắn mạch dẫn đến hư hỏng BJT và biến trở

- Trong bài báo cáo cần có phần đối chiếu kết quả đo thực tế và dữ liệu từ datasheet (hoặc mô phỏng)

3.3 Kết quả thí nghiệm

Bảng 3.2: Đồ thị 3.2: Đặc tuyến hFE - IC của BJT

Trang 11

IV THÍ NGHIỆM ĐẶC TÍNH MOSFET

Trong bài thí nghiệm này chúng ta đo hay đường đặc tuyến quan trọng nhất của MOSFET là đặc tính ngõ

ra (output characteristic) và đặc tính truyền (transfer characteristics)

- Lắp mạch thí nghiệm như trên sơ đồ nguyên lý hình 4

- Để đo đặc tuyến ngõ ra của MOSFET:

• Điều chỉnh RV10/RV11 (hoặc RV12/RV13) để cố định VGS

Trang 12

• Ứng với mỗi giá trị cố định của VGS, điều chỉnh RV9 (hoặc RV14) để thay đổi VDS , ghi lại IDS

• Thay đổi RV10/RV11 (hoặc RV12/RV13) để tăng VGS

• Lặp lại quá trình thay đổi RV9 (hoặc RV14) để đo IDS

- Để đo đặc tuyến truyền của MOSFET

• Cố định VDS, thay đổi VGS đo dòng ID

• Lặp lại thí nghiệm cho 2 giá trị VDS khác nhau

* Lưu ý:

- Không để xảy ra ngắn mạch dẫn đến hư hỏng MOSFET và biến trở

- Trong bài báo cáo cần có phần đối chiếu kết quả đo thực tế và dữ liệu từ datasheet (hoặc mô phỏng) 4.3 Kết quả thí nghiệm

Trang 13

BUỔI 3

MẠCH CẦU H SỬ DỤNG TRANSISTORS

1 GIỚI THIỆU

Buổi học này giúp người học nắm vững đặc tính hoạt động của mạch cầu H Quá trình tổ chức buổi học như sau: Sinh viên sẽ lần lượt lắp mạch thí nghiệm (hoặc thi công mạch in) và đo đạc (theo tài hướng dẫn) các mạch thí nghiệm

2 MỘT SỐ LƯU Ý

3 NỘI DUNG THỰC HÀNH

3.1 Thực hành vẽ mạch nguyên lý, mạch in và thi công mạch sau

Trang 14

J2

Control

1 2

ToQ2

R_E

D6 LED_RED

C1 0.47uF

U1

4N35

1 6

2 5

4

R3 10K

R9 1M

R6 10K

Q1 TIP122

R10 1M

R4

1K

R1 10K

R6 10K

ToQ1

Q2 TIP122

12V

ISO2 PC817

D7 LED_GREEN

FWD

Q1 TIP122

Hình 5: Mạch cầu H sử dụng TIP 122 và TIP 127

Trang 15

FWD

R11 1k

R15 10K

Q5

IRF540N/TO

12V

D7 LED_GREEN

R9 1M R12

10K

U1

4N35

1 6

2 5

D6 LED_RED

Q7 IRF9540N/TO

ToQ1

R17

330

R14 10K

ToQ1

Control

1 2

Q6 IRF540N/TO

ToQ2

REV

R13 10K

R10 1M

R_E

F_E

Q8 IRF9540N/TO

J2

Control

1 2

10K

REV

R10 1M

D7 LED_GREEN

Q7 IRF9540N/TO

R13 10K

D6 LED_RED

ToQ1

R15 10K

R12 10K

Trang 16

3.2 Đo đạc kết quả thực nghiệm

3.2.1 Đo đặc tính hoạt động tĩnh của mạch cầu H:

Cấp tín hiệu điều khiển cho động cơ quay (thuận hoặc nghịch) sau đó đo đạc các giá trị sau:

- Rơi áp quá các BJT

- Dòng điện DC qua động cơ khi không tải / có tải

3.2.2 Đo đặc tính động (xung) của mạch cầu H:

Cấp tín hiệu điều khiển dạng xung

- Chế độ chạy – ngừng với tần số f : Đo dạng sóng dòng điện và điện áp qua tải động cơ

- Chế độ chạy thuận – chạy nghịch với tần số f: Đo dạng sóng dòng điện và điện áp qua tải động cơ

- Khảo sát tụ lọc 0.47uF của động cơ

- Khảo sát hoạt động của diode chống dòng ngược

3.3 Trả lời câu hỏi

1 Tại sao cần các điện trở 10K (R1, R3, R6, R8) trong mạch cầu H hình 1 ? Cho ví dụ và kết quả mô phỏng để làm rõ

2 Trình bày tác dụng của các diode chống dòng ngược trong mạch cầu H? Cho ví dụ và kết quả mô phỏng để làm rõ?

3 Trình bày nguyên lý hoạt động mạch cầu H ? Liệt kê một số dạng mạch cầu H thông dụng ?

4 Trình bày mạch cầu H sử dụng IC tích hợp LM278 LM279, nêu một số điểm chính về hoạt động

và thiết kế mạch

5 Trình bày mạch cầu H sử dụng IC LM18200, nếu một số điểm chính về hoạt động và thiết kế

Trang 17

4 Viết báo cáo buổi học:

4.1 MẠCH CẦU H DÙNG TIP122/TIP127 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC

- Tổng quan về mạch cầu H điều khiển động cơ

- Transistor BJT và TIP122 / TIP127 trong điều khiển tải công suất

- Kết quả đo đạc hoạt động mạch chế độ tĩnh và chế độ xung (kết quả của thực

nghiệm hoặc mô phỏng)

5 Kết luận

- Tóm tắt lại chức năng của mạch cầu H thực hiện trong bài báo cáo

- Đề xuất, ý kiến bình luận (nếu có)

Tài liệu tham khảo

4.2 MẠCH CẦU H DÙNG IRF540/IRF9540 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC

- Transistor MOSFET và IRF540 / IRF9540 trong điều khiển tải công suất

- Kết quả đo đạc hoạt động mạch chế độ tĩnh và chế độ xung (kết quả của thực

nghiệm hoặc mô phỏng)

5 Kết luận

Trang 18

4.3 TỔNG HỢP MẠCH CẦU H DÙNG BJT

- Transistor BJT trong điều khiển tải công suất

4.4 TỔNG HỢP MẠCH CẦU H DÙNG MOSFET

- Transistor MOSFET trong điều khiển tải công suất

Trang 19

4.5 TỔNG HỢP IC MẠCH CẦU H

- Tính toán các giá trị trong mạch

… (không cần nêu tất cả IC mạch cầu H)

5 Kết luận

Tài liệu trên được đăng bởi Đặng Vũ Thanh Hùng

(Sinh Viên Trường Cao Đẳng Kĩ Thuật Cao Thắng //// >Khóa< 2010 )

Thuộc: >Khoa< Cơ Khí = \"_#@#_ "/= >Ngành< Cơ Điện Tử

>Lớp< CĐ CĐT 10B _= \"_#@#_ "/= _>MSSV< 307101112

[ (''~^_^~'' )Định ghi số thứ tự trong lớp nữa mà thấy "Sàm" quá Nội nhiêu đây

là thấy "Quá Sàm" rùi Hjhjhj ]

Địa chỉ thường trú: 292 Bà Hạt P9_Q10_Thành Phố Hồ Chí Minh

SĐT [ (*_*) Có nên cho không ta, mình sợ "bị khó ngủ lắm", thui vậy là được rùi ]

Lưu ý: Tài liệu này, không phải tự mình viết ra, bản thân mình chỉ đăng lên,bạn thấy có

nhu cầu thì Download về, xuất xứ của nó thì Ai mà biết

Bạn phải cảm ơn tui đó nha, vì tui đã cho bạn, cái mà bạn đang cần!

(Cho dù không cần cũng phải cám ơn hjhjhj_(''~^_^~'' ) Mình không thích người khác

mắc nợ mình)

Bạn có thể gửi ý kiến của bạn qua "Đường dây nóng" (Mặt dù chả thấy nóng bao giờ_

vì có thấy ai nói gì đâu hjhj)

Email: mr_thanhhung_20111992@yahoo.com

(hoặc giolanganhseve@yahoo.com nick sài đỡ mùa mưa ấy mà! Hjhjhj.)

Một tương lai sẽ hé mở khi bạn biết cách

chia sẽ những gì bạn có cho người khác

(Đặng Vũ Thanh Hùng)

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	369,84 KB