Thiết kế mạch nạp acquy và pin tự động

ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN Tên đề tài: “Thiết kế mạch nạp acquy vàpin tự động” I)Yêu cầu đề tài -Dịng điện 220v xoay chiều II: Nội dung cần hồn thành +Phần lý thuyết -Giới thiệu acquy -Sơ đồ thiết bị -Tính tốn lựa chọn thiết bị +Phần thực hành -Bản vẽ sơ đồ mạch điện LỜI NÓI ĐẦU Trước một khoa học kỹ thuật ngày phát triển với nhiều linh kiện sáng tạo đã giúp ích rất nhiều cho người như:Máy tính, xe đạp điện,ơtơ-xe máy,…Nhưng chúng ta biết rằng không phải chúng ta cắm điện 220v vào máy tính thì máy có thể chạy hay điện có xe dòng điện đước cấp trực tiếp từ lưới điện 220V.Mà thực chất thì dịng điện 220V đó đã được biến đởi thành mợt dạng khác dạng khác được nói ở dịng điện mợt chiều nó đã được tích trữ ắc qui,pin,tụ điện… Tuy bộ phận cấp nguồn một chiều chỉ chỉ một phần rất nhỏ của tồn bợ khới làm việc nó lại giữ mợt vai trị rất quan trọng thiếu nó thì cả khối đó sẽ khó có thể làm viêc có hiệu quả được.Cho nên chúng em đã định chọn nghiên cứu lắp ráp mạch cấp nguồn một chiều một những ứng dụng thực tế dùng để sạc ắc quy, pin… Sự đời phát triển nhanh chóng ngày hoàn thiện của linh kiện điện tử, đã tạo một bước đột phá làm thay đổi một cách sâu sắc, toàn diện thúc đẩy mạnh mẽ phát triển thiết bị, hệ thống thiết bị điện - điện tử, thiết bị điều khiển…Nhằm đảm bảo tính liên tục nâng cao chất lượng điện cung cấp cho tải nhạy cảm (ví dụ như: trung tâm máy tính, bệnh viện, sân bay…) mà không phụ thuộc vào trạng thái của hệ thớng cung cấp điện thì ngồi giải pháp nhất sử dụng nguồn điện lưới bình thường ta có thể sạc ắc quy Chúng em xin chân thành cảm ơn ! PHỤ LỤC Lời nói đầu Nhận xét của giáo viên, hội đồng Phần I: Lý thuyết chung 1.1 Giới thiệu chung đề tài 1.2 Yêu cầu đề phương án thực 1.2.1 Mục đích: 1.2.2 Phân tích yêu cầu đề phương hướng thực Giới thiệu chung linh kiện điện tử 2.1 Giới thiệu chung linh kiện bản 2.1.1: Linh kiện điện tử thụ động 2.1.1.1: Điện trở 2.1.1.2: Máy biến áp 2.1.1.3 : Bóng đèn 2.1.2: Linh kiện điện tử tích cực 2.1.2.1: Diode bán dẫn 2.1.2.2 :Transistor 2.12.4 :acquy 2.2.Lựa chọn linh kiện cho mạch Phần II: Thiết kế thi công mạch 2.1: Sơ đồ khối 2.2: Sơ đồ mạch cấp nguồn một chiều 12V cho ắc quy 2.3: Nguyên lý làm viêc của mạch điện: 2.4: Tính tốn thơng sớ của mạch: Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Phần I: LÝ THUYẾT CHUNG 1.1.Giới thiệu chung đề tài: Các linh kiện ngành điện tử sử dụng nguồn khác Tùy từng trường hợp mà sử dụng thiết bị biến đổi tạo nguồn khác từ nguồn bình thường 220V Khi gặp một số trường hợp mất điện ta thường sử dụng ắc quy để thắp sáng những thiết bị chiếu sáng sử dụng nguồn tiêu thụi nhỏ Khi dùng ắc quy sẽ mất điện tích ta cần nạp lại cho ăc quy có điện Vì vậy em chọn đề tài :” Thiết kế chế tạo mạch sạc ắc quy tự động” Mạch sạc ắc quy có khản tự ngắt đầy có đèn báo hiệu ắc quy gần đầy Mặc dù thị trường có rất nhiều thiết bị sặc giá thành cao không được gọn nhẹ Để hạn chế được những nhược điểm của sản phẩm thị trường chúng em đã thiết kế được mạch nạp acquy 1.2, Yêu cầu đề phương án thực 1.2.1 Mục đích: Tạo nguồn một chiều 12v để sạc cho ắc quy Có khẳn tự ngắt ăc quy đầy 1.2.2 Phân tích yêu cầu đề phương hướng thực hiện: Vì dòng làm việc lớn ( 5A) nên sử dụng linh kiện em chọn thiết bị cơng śt để chịu được dịng lớn Nguồn điện bình thường 220v AC mà sử dụng 9v DC Như vậy, trước tiên cần máy biến áp để hạ áp xuống điện áp khoảng từ 9v trờ lên, qua linh kiện thiết bị mạch sẽ tạo điện áp cần dùng Sau đó ta chỉnh lưu chiều Có rất nhiều chỉnh lưu hình cầu, hình tia… Chỉnh lưu hình tia dòng điện sặc vào ắc quy sẽ có dạng sóng nhấp nhô giúp cho ắc quy chóng đầy tiết kiệm được thời gian, chỉnh lưu hình cầu dòng điện qua ắc quy bằng phẳng sạc sẽ lâu ắc quy được bảo vệ Khi ắc quy đầy cần một chế độ báo chế độ ngắt, em sử dụng tranzitor, đèn báo diodezener để làm nhiệm vụ đóng ngắt ắc quy đầy 2.Giới thiệu chung linh kiện 2.1:Linh kiện điện tử thụ động 2.1.1: Điện trở a) Khái niệm - Điện trở cản trở dịng điện của mợt vật dẫn điện, có mợt vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ ngược lại vật cách điện có điện trở cực lớn - Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chất liệu tiết diện của dây dẫn được tính theo công thức: R= Trong đó: R điện trở Đơn vị Ω ρ điện trở suất L chiều dài dây dẫn S tiết diện của dây b) Điện trở thực tế mạch điện tử * Hình dáng ký hiệu: Trong thực tế điện trở một loại linh kiện điện tử không phân cực, nó một linh kiện quan trọng mạch điện tử, chúng được làm từ hợp chất của cacbon kim loại được pha theo tỷ lệ mà tạo điện trở có điện dung khác Hình dạng điện trở sơ đồ mạch điện tử Đơn vị đo bằng Ω, KΩ, MΩ 1MΩ = 1000 KΩ = 1000000Ω Chú ý: điện trở linh kiện không phân cực nên mắc vào mạch điện ta không cần để ý đến đầu âm dương làm gì (đầu đầu nào) c) Phân loại điện trở: Điện trở thường : Điện trở thường điện trở có công xuất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W Điện trở công xuất : Là điện trở có công xuất lớn từ 1W, 2W, 5W, 10W Điện trở sứ, điện trở nhiệt : Là cách gọi khác của điện trở công xuất , điện trở có vỏ bọc sứ, hoạt động chúng toả nhiệt Trở hường Trở sứ Quy ước mầu Quốc tế Mầu sắc Giá trị Mầu sắc Giá trị Đen Xanh Nâu Xanh lơ Đỏ Tí m Cam Xám Vàng Trắng Nhũ vàng -1 Nhũ bạc -2 * Cách đọc trị số điện trở vòng mầu : Cách đọc điện trở vòng mầu +cách đọc trị số điện trở vòng mầu : ( điện trở xác ) * Cơng xuất điện trở Khi mắc điện trở vào một đoạn mạch, bản thân điện trở tiêu thụ một công xuất P tính được theo cơng thức P = U I = U2 / R = I2.R Theo công thức ta thấy, công xuất tiêu thụ của điện trở phụ tḥc vào dịng điện qua điện trở phụ thuộc vào điện áp hai đầu điện trở Cơng x́t tiêu thụ của điện trở hồn tồn tính được trước lắp điện trở vào mạch Nếu đem một điện trở có công xuất danh định nhỏ công xuất nó sẽ tiêu thụ thì điện trở sẽ bị cháy.Nên mắc điện trở pác chú ý đến công suất của điện trở Thông thường người ta lắp điện trở vào mạch có công xuất danh định > = lần công xuất mà nó sẽ tiêu thụ * Biến trở, triết áp : Biến trở Là điện trở có thể chỉnh để thay đổi giá trị, có ký hiệu VR chúng có hình dạng sau : Hình dạng biến trở vít xoay Hình dạng bộ điều chỉnh âm Hình dạng biến trở Ký hiệu sơ đồ Biến trở thường ráp máy phục vụ cho trình sửa chữa, cân chỉnh của kỹ thuật viên, biến trở có cấu tạo hì nh bên Cấu tạo của biến trở Triết áp : Triết áp tương tự biến trở có thêm cần chỉnh thường bớ trí phía trước mặt máy cho người sử dụng điều chỉnh Ví dụ - Triết áp Volume, triết áp Bass, Treec v.v , triết áp nghĩa triết một phần điện áp từ đầu vào tuỳ theo mức độ chỉnh Ký hiệu triết áp sơ đồ nguyên lý Trong mach điện cấu tạo nên từ vật liệu chịu nhiệt +TỤ ĐIỆN - Cấu tạo & Điện dung Tụ điện : Tụ điện linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi mạch điện tử, chúng được sử dụng mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động vv Cấu tạo tụ điện Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi điện môi Người ta thường dùng giấy, gớm , mica, giấy tẩm hố chất làm chất điện môi tụ điện được phân loại theo tên gọi của chất điện môi Tụ giấy, Tụ gớm, Tụ hố Cấu tạo tụ gốm Cấu tạo tụ hố 2.Hình dáng thực tế tụ điện Hình dạng tụ gốm ngược, miền cách điện rợng ngăn cản dịng điện qua mối tiếp giáp, Diode có thể chiu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode bị đánh thủng.Diode chỉ bị cháy áp phân cực ngựơc tăng > = 1000 c Phân loại diode Tìm hiểu cấu tạo công dụng của loại Diode : Diode ổn áp, Diode thu quang, Diode phát quang, Diode biến dung, Diode xung, Diode tách sóng, Diode nắn điện * : Diode Zener * Cấu tạo : Diode Zener có cấu tạo tương tự Diode thường có hai lớp bán dẫn P - N ghép với nhau, Diode Zener được ứng dụng chế độ phân cực ngược, phân cực thuận Diode zener diode thường phân cực ngược Diode zener sẽ gim lại một mức điện áp cố định bằng giá trị ghi diode Thí nghiệm hoạt đợng của Zenner Ký hiệu ứng dụng của Diode zener mạch Sơ đồ minh hoạ ứng dụng của Dz, nguồn U1 nguồn có điện áp thay đổi, Dz diode ổn áp, R1 trở hạn dòng Ta thấy rằng nguồn U1 > Dz thì áp Dz luôn cố định cho dù nguồn U1 thay đổi Khi nguồn U1 thay đởi thì dịng ngược qua Dz thay đởi, dịng ngược qua Dz có giá trị giới hạn khoảng 30mA Thông thường người ta sử dụng nguồn U1 > 1,5 => lần Dz lắp trở hạn dòng R1 cho dòng ngược lớn nhất qua Dz < 30mA Nếu U1 < Dz thì U1 thay đổi áp Dz thay đổi Nếu U1 > Dz thì U1 thay đổi => áp Dz không đổi * Diode thu quang Diode thu quang hoạt động ở chế độ phân cực nghịch, vỏ diode có một miếng thuỷ tinh để ánh sáng chiếu vào mối P - N , dòng điện ngược qua diode tỷ lệ thuận với cường đợ ánh sáng chiếu vào diode Kí hiệu * Diode phát quang Diode phát phang Diode phát ánh sáng được phân cực thuận, điện áp làm việc của LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng từ 5mA đến 20mA Led được sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có điện vv * Diode Varicap ( Diode biến dung ) Diode biến dung Diode có điện dung tụ điện, điện dung biến đổi ta thay đổi điện áp ngược đặt vào Diode Ứng dụng của Diode biến dung Varicap mạch cộng hưởng Ở hình ta chỉnh triết áp VR, điện áp ngược đặt vào Diode Varicap thay đổi , điện dung của diode thay đổi => làm thay đổi tần số công hưởng của mạch Diode biến dung được sử dụng bộ kênh Ti vi mầu, mạch điều chỉnh tần số cộng hưởng bằng điện áp +) Diode xung: Trong bộ nguồn xung thì ở đầu của biến áp xung , ta phải dùng Diode xung để chỉnh lưu diode xung diode làm việc ở tần số cao khoảng vài chục KHz , diode nắn điện thông thường không thể thay vào vị trí diode xung được, ngựơc lại diode xung có thể thay cho vị trí diode thường, diode xung cógiáthành cao diode thường nhiều lần Về đặc điểm , hình dáng thì Diode xung không có gì khác biệt với Diode thường, nhiên Diode xung thường có vòng dánh dấu đứt nét đánh dấu bằng hai vịng Kí hiệu +) Diode tách sóng Là loại Diode nhỏ vở bằng thuỷ tinh gọi diode tiếp điểm vì mặt tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn P - N tại một điểm để tránh điện dung ký sinh, diode tách sóng thường dùng mạch cao tần dùng để tách sóng tín hiệu +) Diode nắn điện Là Diode tiếp mặt dùng để nắn điện bộ chỉnh lưu nguồn AC 50Hz , Diode thường có loại 1A, 2A 5A d Cách kiểm tra diode: Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω , đặt hai que đo vào hai đầu Diode, nếu: Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo chiều đo kim không lên => Diode tốt - Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => Diode bị chập - Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => Diode bị đứt Ở phép đo thì Diode D1 tốt , Diode D2 bị chập D3 bị đứt - Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim lên mợt chút Diode bị dị e Tính chất: Diode chỉ dẫn theo một chiều từ A sang K - Khi UAK>0, ta nói điode phân cực thuận dòng điện qua diode lúc đó gọi dòng điện thuận - Khi UAK