ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN 1 CHIỀU 12V 5A

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạch nguồn ổn áp có điện áp 12V-5A có bảo vệ dòng Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục MỤC LỤC Trang Mục lục ……1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mạch nguồn ổn áp có điện áp 12V-5A có bảo vệ dòng .1 MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU Phần I: ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN I.Transistor .5 1.Kiểm tra trans npn hay pnp: 2.Đo xác định chân B, E C: II.Thrysistor III Điode, điện trở, tụ điện 1.Diode 2.Điện trở .9 3.Tụ điện: .9 Phần II: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN MỘT CHIỀU 11 I.Khái niệm chung nguồn chiều 11 II.Biến áp nguồn, chỉnh lưu lọc nguồn .11 1.Biến áp nguồn 11 Chỉnh lưu lọc nguồn 11 III.Ổn định điện áp .12 1.Khái niệm ổn áp 12 2.Phân loại ổn áp: 12 3.Bộ ổn áp tuyến tính IC .14 Phần III: THIẾT KẾ NGUỒN ỔN ÁP CÓ ĐIỆN ÁP RA 12V-5A .15 I.Lựa chọn phương pháp thiết kế 15 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 1.Biến áp 15 2.Mạch chỉnh lưu lọc nguồn .15 3.Khối bảo vệ dòng 15 4.Khối ổn áp 15 II.Sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý 16 1.Sơ đồ khối khối nguồn 16 2.Sơ đồ nguyên lý 16 3.Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 24 III.Tính toán linh kiện 25 1.Biến áp 25 2.Khối chỉnh lưu lọc nguồn 26 3.Khối bảo vệ dòng 26 4.Khối lấy điện áp 28 KẾT LUẬN 30 Tài liệu tham khảo : 30 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục LỜI MỞ ĐẦU Ngày với tiến khoa học công nghệ, thiết bị điện tử ứng dụng ngày rộng rãi hầu hết lĩnh vực kinh tế- xã hội đời sống Trong tất thiết bị điện tử vấn đề nguồn cung cấp vấn đề quan trọng định đến làm việc ổn định hệ thống Hầu hết thiết bị điện tử sử dụng nguồn điện chiều ổn áp với độ xác ổn định cao Hiện kỹ thuật chế tạo nguồn điện ổn áp khía canhj nghiên cứu phát triển với mục đính tạo khối nguồn có công suất lớn, độ ổn định, xác cao, kích thước nhỏ Từ tầm quan trọng ứng dụng thực tế nguồn điện chiều ổn áp củng cố lại kiến thức học áp dụng thực hành thực tế, nên em chọn đề tài: “Thiết kế mạch nguồn ổn áp có điện áp 12V-5A có bảo vệ dòng” để qua tìm hiểu kĩ nguyên lí hoạt động mạch nguồn đòng thời củng cố them kĩ thiết kế mạch điện tương tự Trong trình thực đề tài em xin chân thành cảm ơn thầy giáo : Hà Tất Thắng hướng dẫn em hoàn thành đề tài Do khả kiến thức than hạn chế, đề tài chắn không tránh thiếu sót, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy để đề tài hoàn thiện Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Phần I: ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN I.Transistor Ta kiểm tra dấu pin que đo đồng đồng hồ điode ( giả sử que đen + pin, que đỏ pin) Kiểm tra trans npn hay pnp: Transistor hoạt động hư hỏng nhiều nguyên nhân, hỏng nhiệt độ, độ ẩm, điện áp nguồn tăng cao chất lượng thân Transistor, để kiểm tra Transistor bạn nhớ cấu tạo chúng Kiểm tra Transistor ngược NPN tương tự kiểm tra hai Diode đấu chung cực Anôt, điểm chung cực B, đo từ B sang C B sang E ( que đen vào B ) tương đương đo hai diode thuận chiều => kim lên , tất trường hợp đo khác kim không lên Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Kiểm tra Transistor thuận PNP tương tự kiểm tra hai Diode đấu chung cực Katôt, điểm chung cực B Transistor, đo từ B sang C B sang E ( que đỏ vào B ) tương đương đo hai diode thuận chiều => kim lên , tất trường hợp đo khác kim không lên Đo xác định chân B, E C: Để đồng hồ thang x1Ω , đặt cố định que đo vào chân , que chuyển sang hai chân lại, kim lên = chân có que đặt cố định chân B( que đồng hồ cố định que đen Transistor ngược (npn), que đỏ Transistor thuận (pnp)) chân lại C E Kiểm tra chân C,E: + Với transistor npn ta đặt que đen đồng hồ vào chân, que đỏ vào chân lại Can nhiễu chân có que đen trường hợp có điện trở (kim đồng hồ lên) chân đặt vào que đen chân C, chân lại E + Với transistor pnp ta làm ngược lại với que bước thực tương tự Khi can nhiễu kim đồng hồ lên chân đặt vào que đỏ chân E, chân lại C Trái với điều Transistor bị hỏng Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Transistor bị hỏng trường hợp * Đo thuận chiều từ B sang E từ B sang C => kim không lên transistor đứt BE đứt BC * Đo từ B sang E từ B sang C kim lên hai chiều chập hay dò BE BC * Đo C E kim lên bị chập CE II.Thrysistor -Đo kiểm tra Thyristor Kiểm tra dâu pin que đo đồng hồ điode (giả sử que đen + pin, que đỏ – pin) Xác định chân A, G, K: Đặt que đen que đỏ đồng hồ vào chân thrysistor, trường hợp kim lên chân đặt vào que đen chân G, chân đặt vào que đỏ chân K, chân lại A Đặt động hồ thang x1Ω , đặt que đen vào Anot, que đỏ vào Katot ban đầu kim không lên , sau can nhiễu => thấy đồng hồ lên kim , sau dừng can nhiễu => đồng hồ lên kim => Thyristor tốt Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục III Điode, điện trở, tụ điện Diode Ký hiệu diode thường: Kiểm tra diode: : Đặt đồng hồ thang x 1Ω , đặt hai que đo vào hai đầu Diode, Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo chiều đo kim không lên => Diode tốt Nếu đo hai chiều kim lên = 0Ω => Diode bị chập Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => Diode bị đứt Các loại Diode : Diode ổn áp, Diode thu quang, Diode phát quang, Diode biến dung, Diode xung, Diode tách sóng, Diode nắn điện Điode nắn điện phân biệt vạch dấu điode; đầu có vạch mang dấu âm, đầu lại dấu dương Ta thường xác định que âm, dương đồng hồ vạn điode Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Điện trở Ký hiệu: Với điện trở thường ta đọc vạch điện trở dùng đồng hồ vạn (đồng hồ số) để xác đinh Trở vạch: vạch hàng chục, vạch hàng đơn vị, vạch bội số số 10, vạch sai số - Trở vạch: vạch hàng trăm, vạch hàng chục, vạch hàng đơn vị, vạch bội số số 10, vạch sai số Tụ điện: Dùng thang điện trở để đo kiểm tra tụ điện Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Ta dùng thang điện trở để kiểm tra độ phóng nạp hư hỏng tụ điện, đo tụ điện tụ gốm ta dùng thang đo x1 KΩ, tụ hóa ta dùng thang đo x1 Ω x10 Ω Dùng thang đo x1K Ω để kiểm tra tụ gốm 10 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục II Sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý Sơ đồ khối khối nguồn It Mạch chỉnh lưu Biến áp U1~ Bộ bảo Uo1’ vệ dòng Ổn áp Uo2 chiều Ut Các tiêu chuẩn kỹ thuật khối nguồn: + Biện áp 220/15V-5A AC-50Hz + Điện áp 12V DC + Dòng điện tải 5A Sơ đồ nguyên lý a IC LM7812 Một số đặc điểm thông số kỹ thuật LM7812 sau: + Vin = 35V + Vout = 12V + Isc = 0.23A + = 1A +5.0mA≤Iout≤Imax Bảng kèm theo IC: 16 Rt Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Sơ đồ nguyên lý cấu tạo LM7812 : 17 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Đồ thị tuyến tính IC LM7812 18 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục b Transistor công suất TIP42C: 19 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Bảng kèm theo Transistor TIP42C Đồ thị tuyến tính Transistor TIP42C: 20 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục c Transistor 2SC2335: 21 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Bảng kèm theo transistor 2SC2335: Đồ thị tuyến tính transistor 2SC2335: 22 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 23 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn Sơ đồ nguyên lý: Mạch in linh kiện : 24 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Mạch in dây: III Tính toán linh kiện Biến áp Sử dụng biến áp 220V /15V-5A để cấp nguồn cho mạch 25 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Khối chỉnh lưu lọc nguồn Khi điện áp lưới có giá trị lớn Umax=240V, dòng lớn qua điode 5A Do ta lựa chọn cầu 6A Điện áp sau chỉnh lưu =15 -1.4=19.8 V Sau qua khối chỉnh lưu cầu tụ lọc phải đảm bảo chịu điện áp lớn 24(V) =>Chọn tụ C1= 1000uF/35V Led báo điện áp vào Khối bảo vệ dòng 26 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục * Nguyên lý bảo vệ dòng: Gọi dòng sau transistor T1 U1, B transistor T2, ta có: U1 U1 - , điện áp chân E = = U1 - R* = Ta có trường hợp sau: + Khi ≤ : => < =>Transistor T2 khóa, khối bảo vệ chưa hoạt động + Khi tăng => + Khi > giảm : => > =>Transistor T2 thông, có dòng kích vào thrysistor hoạt động, dòng vào qua R2, qua thrysistor chân mass, đồng thời transistor T1 bị khóa Lúc dòng cấp cho phần mạch sau khối bảo vệ nên tải linh kiện bảo vệ Tính toán cho khối: Ta có: U1 - = 27 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục U1 - = U1 - R3 = Để transistor T2 thông Vậy =>R3 > > R3 > 0.7 V = = 0.14Ω =>Ta chọn R3 = 0.1 Ω Công suất trở P= R => =2.5 W Chọn trở phân áp R4=R5=3300 Ω Khối lấy điện áp Do dòng 5A ta phải sử dụng transistor có khả chịu dòng lớn 5A Ở ta sử dụng transistor công suất Tip42C để kéo dòng, dòng lớn LM7812 1A Điện áp vào khối lấy điện áp là: U2= Ung – 1.4 = 15 – 1.4 – 0.7 – 0.1*5 = 18.6 V 28 - 0.1* Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Do có thêm tản nhiệt nên IC có khả cho dòng 1.5 A =>Dòng Ic qua transistor T3 3.5 A Sụt áp transistor Tip42C => = hoạt động U= 3.1 V = = Ω => chọn R7= Ω 20W Tụ C2=470uF/16V Dùng LED để báo hiệu điện áp đầu 29 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục KẾT LUẬN Trong thời gian thực đề tài, với bảo giúp đỡ tận tình thầy Hà Tất Thắng, đến đề tài: “thiết kế nguồn ổn áp 12V-5A có bảo vệ dòng” hoàn thành Chúng em cố gắng vận dụng kiến thức học để giải yêu cầu đề tài Tuy nhiên thời gian kiến thức hạn chế nhiều vấn đề nên trình thực thiếu xót hạn chế Chúng em mong nhận ý kiến góp ý thầy cô khoa ý tưởng thiết kế mô hình sản phẩm cảu chúng em để sản phẩm hoàn thiện Cuối chúng em xin cảm ơn quý thầy cô tạo điều kiện tốt để chúng em hoàn thành đề tài thời gian sớm Tài liệu tham khảo : 30 [...]... dòng ra 5.0mA -1. 0A nên ta sẽ sử dụng thêm 1 transistor công suất để gánh dòng 15 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục II Sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý 1 Sơ đồ khối của khối nguồn It Mạch chỉnh lưu Biến áp U1~ Bộ bảo Uo1’ vệ dòng Ổn áp Uo2 một chiều Ut Các tiêu chuẩn kỹ thuật của khối nguồn: + Biện áp 220 /15 V -5A AC-50Hz + Điện áp ra 12 V DC + Dòng điện ra tải 5A 2 Sơ đồ nguyên lý a IC LM7 812 Một số đặc... 12 V -5A I Lựa chọn phương pháp thiết kế Dựa vào các tiêu chuẩn kỹ thuật của khối nguồn như trên ta lựa chọn phương pháp thiết kế cho từng khối của bộ nguồn và từ đó đưa ra sơ đồ nguyên lý của bộ nguồn 1 Biến áp Ở đây do nguồn ổn áp được sử dụng ở lưới điện xoay chiều 220V-50Hz và điện áp ( dòng điện) ra là 12 Vdc -5A, công suất cực đại là 60W nên ta sử dụng một biến áp có điện áp vào 220V và điện áp ra 15 V,... nghệ, giáo dục Phần II: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN MỘT CHIỀU I Khái niệm chung về nguồn một chiều Nguồn một chiều có nhiệm vụ cung cấp năng lượng một chiều cho các mạch và các thiết bị điện tử hoạt động Năng lượng một chiều của nó tổng quan được lấy từ nguồn xoay chiều của lưới điện thông qua một quá trình biến đổi được thực hiện trong nguồn một chiều Yêu cầu đối với loại nguồn này là điện áp ra ít phụ thuộc... dùng các mạch ổn định Các mạch cấp nguồn cổ điển thường dung biến áp, nên kích thước và trọng lượng của nó khá lớn Ngày nay người ta có xu hướng dung các mạch cấp nguồn không có biến áp II Biến áp nguồn, chỉnh lưu và lọc nguồn 1. Biến áp nguồn Biến áp nguồn làm nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều của mạng điện thành điện áp xoay chiều có trị số cần thiết đối với mạch chỉnh lưu và ngăn cách mạch chỉnh... cho khối nguồn 3 Khối bảo vệ dòng Có nhiệm vụ bảo vệ mạch trong trường hợp dòng vào tăng Ta sẽ sử dụng các tính chất của thrysistor, transistor, diode để tạo nên khối bảo vệ dòng phù hợp 4 Khối ổn áp Theo yêu cầu thiết kế mạch ổn áp có điện áp ra 12 V -5A nên ta sử dụng một IC ổn áp thông dụng là LM7 812 Do LM7 812 chỉ cho điện áp vào trong dải 14 ,5V -27V (với cách mắc thông thường) và điện áp ra 12 V , dòng... LM7 812 như sau: + Vin = 35V + Vout = 12 V + Isc = 0.23A + = 1A +5.0mA≤Iout≤Imax Bảng kèm theo IC: 16 Rt Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của LM7 812 : 17 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Đồ thị tuyến tính IC LM7 812 18 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục b Transistor công suất TIP42C: 19 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Bảng kèm theo Transistor TIP42C Đồ. .. 21 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Bảng kèm theo transistor 2SC2335: Đồ thị tuyến tính transistor 2SC2335: 22 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 23 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 3 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn Sơ đồ nguyên lý: Mạch in linh kiện : 24 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Mạch in đi dây: III Tính toán linh kiện 1 Biến áp Sử dụng biến áp 220V /15 V -5A để cấp nguồn. .. dòng, vì dòng ra lớn nhất ở LM7 812 là 1A Điện áp vào khối lấy điện áp ra là: U2= Ung – 1. 4 = 15 – 1. 4 – 0.7 – 0 .1* 5 = 18 .6 V 28 - 0 .1* Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Do có thêm tản nhiệt nên IC có khả năng cho dòng ra 1. 5 A =>Dòng Ic qua transistor T3 là 3.5 A Sụt áp trên transistor Tip42C => = khi hoạt động là U= 3 .1 V = = 1 Ω => chọn R7= 1 Ω 20W Tụ C2=470uF /16 V Dùng LED 2 để báo hiệu điện... 220V /15 V -5A để cấp nguồn cho mạch 25 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 2 Khối chỉnh lưu và lọc nguồn Khi điện áp lưới có giá trị lớn nhất Umax=240V, dòng lớn nhất qua điode là 5A Do đó ta lựa chọn cầu 6A Điện áp sau chỉnh lưu =15 -1. 4 =19 .8 V Sau khi qua khối chỉnh lưu cầu thì tụ lọc cũng phải đảm bảo chịu được điện áp lớn nhất là 24(V) =>Chọn tụ C1= 10 00uF/35V Led 1 báo điện áp vào 3 Khối bảo... tới 10 A Các loại IC ổn áp điều chỉnh thường dùng là 78xx, 79xx, LM309, uA723, LM323, LM 317 … Tùy thuộc vào tham số kỹ thuật như điện áp ra, dòng ra, hệ só ổn định điện áp, khả năng điều chỉnh điện áp ra, dải nhiệt độ làm việc, nguồn cung cấp độ ổn định theo thời gian… mà người ta chế tạo ra nhiều loại khác nhau 14 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Phần III: THIẾT KẾ NGUỒN ỔN ÁP CÓ ĐIỆN ÁP RA 12 V-5A ... QUAN VỀ NGUỒN MỘT CHIỀU 11 I.Khái niệm chung nguồn chiều 11 II.Biến áp nguồn, chỉnh lưu lọc nguồn .11 1. Biến áp nguồn 11 Chỉnh lưu lọc nguồn ... 15 4.Khối ổn áp 15 II.Sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý 16 1. Sơ đồ khối khối nguồn 16 2.Sơ đồ nguyên lý 16 3.Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn. .. ÁP RA 12 V -5A .15 I.Lựa chọn phương pháp thiết kế 15 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 1. Biến áp 15 2 .Mạch chỉnh lưu lọc nguồn .15 3.Khối