1. Mạch nguồn một chiều
1.3. Mạch ổn áp dùng mạch tổ hợp (IC)
Hiện nay do công nghệ chế tạo linh kiện bán dẫn phát triển, các nhà sản xuất đã chế tạo một số IC ổn áp rất tiện dụng trong thực tế, chúng có kích thƣớc nhỏ gọn, điện áp ra ổn định với rất nhiều mức ra khác nhau. Các IC ổn áp đƣợc dùng phổ biến hiện nay là các IC thuộc dòng họ 78XX, 79XX …
1.3.1. Mạch ổn áp họ 78XX
IC ổn áp họ 78XX là IC ổn áp nguồn dƣơng, hai số sau “XX” biểu thị điện áp ổn định của IC Thí dụ: 7805: ổn áp ra +5V 7809: ổn áp ra +9V 7812: ổn áp ra +12V 7824: ổn áp ra +24V …
Ta cũng lên lƣu ý là tuỳ theo hãng sản xuất khác nhau mà chữ số đầu của mã hiệu IC có thể khác nhau
Thí dụ:
AN7805: IC ổn ra +5V do hãng Nationnal-Panasonic chế tạo. PC7805: IC ổn ra +5V do hãng NEC chế tạo.
LA7805: IC ổn ra +5V do hãng Sanyo chế tạo. HA7805: IC ổn ra +5V do hãng Hitachi chế tạo. KA7805: IC ổn ra +5V do hãng Samsung chế tạo. MC7805: IC ổn ra +5V do hãng Motorola chế tạo. TA7805: IC ổn ra +5V do hãng Toshiba chế tạo.
Ngoài ra trên IC ổn ápcòncó một số ký hiệu để chỉ dòng điện ra ổn áp. Thí dụ: 78LXX: Dòng ra danh định là 100mA 78XX: Dòng ra danh định là 1A 78HXX: Dòng ra danh định là 5A * Mạch ổn áp +5V dùng IC 7805
1.3.2. Mạch ổn áp họ 79XX
IC họ 79XX có ký hiệu quy ƣớc hoàn toàn giống với IC 78XX. Thí dụ 7905, 7909… Tuy nhiên các bố trí chân IC họ 79XX hoàn toàn khác.
Sơ đồ thực tế sử dụng IC ổn áp 7905 để tạo nguồn âm 5V.
1.3.3. Mạch ổn áp dùng IC điều chỉnh
a. Bộ điều chỉnh điện áp dương LM317
LM317 đƣợc coi là một linh kiện chuyển đổi khá tiện dụng, dùng để chuyển đổi điện áp dƣơng từ +1,25V đến +37V và có khả năng cung cấp dòng quá 1,5A
Hình dạng xác định chân ngoài thực tế.
Trong đó:
ADJ: Là chân điều khiển V0: Là điện áp đầu ra Vi: Là điện áp đầu vào * Thông số của LM317 - Điện áp đàu vào Vi = 40V - Nhiệt độ vận hành t = 0 ÷ 1250
. - Công suất tiêu thụ lớn nhất 20W - Dòng điện dầu ra lớn nhất Imax = 1,5A
* Sơ đồ nguyên lý
Với sơ đồ trên ta có thể điều chỉnh điện áp đầu ra bằng điện trở R1 và R2đƣợc nối nhƣ hình vẽ. Dòng điện qua chân điều chỉnh phải nhỏ hơn 100µA
Điện áp đầu ra đƣợc tính xấp xỉ bằng: V0 = 1,25.(1 + R1/R2)
Với công thức trên ta chỉ cho R1 là một giá trị nhất định. Một điều quan trọng là dòng điện qua chân điều chỉnh và chân đầu ra phải có một điện áp nhất định tức là giữa hai điện trở R1 và R2điện áp luôn bằng 1,25V (hằng số này không thay đổi).
Chú ý: Điện áp đầu ra luôn nhỏ hơn điện áp vào là 5V. * Ứng dụng của LM317
LM317 dùng để tạo ra dải điện áp từ 1,25V đến 37V. Có thể làm điều chỉnh hay cố định điện áp đầu ra để sạc ắc quy 12V hay 6V.
b. Điều chỉnh điện áp âm LM337
Tƣơng tự nhƣ cách tính của LM317 nhƣng điện áp đầu vào là -40V. Điện áp giữa chân điều khiển và chân ra là -1,25V. Điện áp đầu ra có dải là -1,25V đến -37V.
1.3.4 Bài tập thực hành
Bài 1:Lắp ráp mạch ổn áp nguồn dương dùng IC ổn áp
1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị vật liện
a. Dụng cụ thiết bị Dụng cụ Thiết b Bo cắm Panh kẹp Kìm uốn Kéo Đồng hồ VOM Máy hiện sóng
b. Linh kiện
STT Tên linh kiện Số lượng
1 D 4007 04 2 C 2200µF/25V 02 3 IC 7809 01 4 R 1K 01 5 LED 01 2. Trình tự thực hiện
Các bước công việc Nội dung Yêu cầu kỹ thuật
Bƣớc 1:
- Chuẩn bị các linh kiện đã chọn
- Kiểm tra board cắm
- Xác định vị trí đặt linh kiện trên board
- Kiểm tra chất lƣợng và xác định cực tính
- Đo sự liên kết của board cắm
- Xác định vị trí đặt linh kiện, các đƣờng dây nối, đƣờng cấp nguồn
- Uốn chân linh kiện cho phù hợp với vị trí cắm trên board
- Xác định đúng chân linh kiện
- Chân linh kiện không đƣợc uốn sát vào chân tránh dễ bị đứt ngầm bên trong và không đƣợc vuông góc, vuông góc quá sẽ bị gẫy. - Vị trí đặt linh kiện phải thuận lợi cho quá trình cân chỉnh mạch
Bƣớc 2:
- Lắp ráp linh kiện trên board Lắp theo trình tự - Lắp các diode D1-D4. - Lắp IC ổn áp 7809 - Lắp các linh kiện phụ trợ C1, C2. - Cắm dây liên kết mạch - Cắm dây cấp nguồn - Nối tải R, LED
- Mỗi linh kiện một chấu cắm
- Các linh kiện cắm đúng vị trí đã xác định, tiếp xúc tốt, tạo dáng đẹp
- Các dây nối không chồng chéo nhau
Bƣớc 3:
- Kiểm tra mạch điện
- Kiểm tra lại mạch từ sơ đồ lắp ráp sang sơ đồ nguyên lý và ngƣợc lại
- Đo kiểm traan toàn, kiểm tra nguồn cấp Bƣớc 4:
- Cấp nguồn đo thông số mạch điện
- Cấp nguồn cho mạch điện quan sát hiện tƣợng của mạch ta thấy đèn LED sang bình thƣờng ta tiến hành đo thông số kỹ thuật.
- Đo điện áp trƣớc ổn áp - Đo điện áp sau ổn áp Bƣớc 5:
Hiệu chỉnh mạch và các sai hỏng thƣờng xảy ra
- Kích thƣớc của IC ổn áp tùy theo công suất tiêu thụ của tải từ vài chục mA đến vài trăm A. Điện áp vào VIN = VOUT + 3V là tốt nhất. Nếu nhỏ hơn điện áp ra không đúng. Nếu điện áp vào lớn hơn điện áp ra vẫn ổn áp nhƣng công suất chịu đựng của IC sẽ giảm làm cho IC nóng.
- Khi sử dụng nên gắn cánh tản nhiệt cho IC để nâng cao công suất cung cấp cho tải
- Chọn tụ chú ý điện áp chịu đựng
- Chọn diode chú ý khả năng chịu đựng dòng của tải và điện áp ngƣợc.
Bài 2:. Lắp ráp mạch ổn áp nguồn dương có điều chỉnh điện áp ra dùng IC LM317
1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị vật liện
Dụng cụ Thiết b Bo cắm Panh kẹp Kìm uốn Kéo Đồng hồ VOM Máy hiện sóng b. Linh kiện
STT Tên linh kiện Số lượng
1 D 4007 04 2 C 2200µF/25V 02 3 IC LM317 01 4 R 1K 01 5 LED 01 6 VR 10K 01 7 R 270 01 2. Trình tự thực hiện
Các bước công việc Nội dung Yêu cầu kỹ thuật
Bƣớc 1:
- Chuẩn bị các linh kiện đã chọn
- Kiểm tra board cắm
- Xác định vị trí đặt linh kiện trên board
- Kiểm tra chất lƣợng và xác định cực tính
- Đo sự liên kết của board cắm
- Xác định vị trí đặt linh kiện, các đƣờng dây nối, đƣờng cấp nguồn
- Uốn chân linh kiện cho phù hợp với vị trí cắm trên board
- Xác định đúng chân linh kiện
- Chân linh kiện không đƣợc uốn sát vào chân tránh dễ bị đứt ngầm bên trong và không đƣợc vuông góc, vuông góc quá sẽ bị gẫy. - Vị trí đặt linh kiện phải thuận lợi cho quá trình cân chỉnh mạch
- Lắp ráp linh kiện trên board
- Lắp các diode D1-D4. - Lắp IC ổn áp LM317 - Lắp triết áp VR trục điều chỉnh phải quay ra ngoái - Lắp các linh kiện phụ trợ C1, C2. R1.
- Cắm dây liên kết mạch - Cắm dây cấp nguồn - Nối tải R, LED
cắm
- Các linh kiện cắm đúng vị trí đã xác định, tiếp xúc tốt, tạo dáng đẹp
- Các dây nối không chồng chéo nhau
Bƣớc 3:
- Kiểm tra mạch điện
- Kiểm tra lại mạch từ sơ đồ lắp ráp sang sơ đồ nguyên lý và ngƣợc lại
- Đo kiểm tra an toàn, kiểm tra nguồn cấp Bƣớc 4:
- Cấp nguồn đo thông số mạch điện
- Cấp nguồn cho mạch điện quan sát hiện tƣợng của mạch ta thấy đèn LED sang bình thƣờng ta tiến hành đo thông số kỹ thuật.
- Đo điện áp trƣớc ổn áp - Đo điện áp sau ổn áp - Đo dải điện áp ổn áp đƣợc Bƣớc 5:
Hiệu chỉnh mạch và các sai hỏng thƣờng xảy ra
- Khi sử dụng nên gắn cánh tản nhiệt cho IC để nâng cao công suất cung cấp cho tải
- Chọn tụ chú ý điện áp chịu đựng
- Chọn diode chú ý khả năng chịu đựng dòng của tải và điện áp ngƣợc.
2. Mạch dao động dùng vi mạch 555
2.1. Giới thiệu vi mạch 555
IC NE555 gồm có 8 chân:
- Chân số 1 (GND): Cho nối mass để lấy dòng cấp cho IC
- Chân số 2 (TRIGGER): Ngõ vào của một tầng so áp. Mạch so áp dùng các transistor PNP. Mức áp chuẩn là 2VCC/3
- Chân số 3 (OUTPUT): Ngõ ra, trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo mức volt cao (gần bằng mức áp chân 8) và thấp (gần bằng mức áp chân 1)
- Chân số 4 (RESET): Chân đặt lại các trạng thái của mạch IC - Chân số 5 (CONTROL VOLTAGE): Điện áp vào điều khiển - Chân số 6 (THRESHOLD): Điện áp ngƣỡng
- Chân số 7 (DISCHARGE): Chân phóng điện, xả điện
- Chân số 8 (VCC): Cấp nguồn cho IC hoạt động, nguồn cấp cho IC 555 thƣờng từ 4V đến 16V