1. 5 Transistor
3.1.1-Bộ nguồn
a. Sơ đồ :
b.Nhiệm vụ:
-Biến đổi dũng xoay chiều điện ỏp 220V thành dũng một chiều điện ỏp nhỏ hơn nhờ cầu chỉnh lưu
c. Nhận xột :Ưu điểm của mạch chỉnh lưu này là giảm được điện ỏp đặt trờn mỗi Diode , sẽ đảm bảo được độ bền cho Diode.
d. Bộ nguồn trong mạch điện tử .
Trong các mạch điện tử của các thiết bị nh: Radio -Cassette, Âmlpy, Ti vi mầu,đầu VCD v v...chúng sử dụng nguồn một chiều DC ở các mức điện áp khác nhau, nh- ng ở ngo i zắc cắm của các thià ết bị n y là ại cắm trực tiếp v o nguà ồn điện AC 220V 50Hz , như vậy các thiết bị điện tử cần có một bộ phận để chuyển đổi từ nguồn xoay chiều ra điện áp một chiều , cung cấp cho các mạch trên, bộ phận chuyển đổi bao gồm :
Biến áp nguồn : Hạ thế từ 220V xuống các điện áp thấp hơn như 6V, 9V, 12V, 24V v v ...
Mạch chỉnh lưu : biến đổi điện áp AC th nh DC. à
Mạch lọc: lọc gợn xoay chiều sau chỉnh lưu cho nguồn DC phẳng hơn. Mạch ổn áp : Giữ một điện áp cốđịnh cung cấp cho tải tiêu thụ
Sơđồ tổng quát của mạch cấp nguồn.
3.1.2. Sơ đồ nguyờn lý :của bộ nguồn dựng ICLM317 với điện ỏp DC thay đổi từ 0-12V,bảo vệ quỏ dũng và dũng làm việc là 2A.
3.1.4. Nguyờn lý hoạt động
* Dũng điện xoay chiều qua bộ chỉnh lưu cầu thành dũng một chiều.Dũng điện này được san phẳng nhờ tụ lọc C4,C7,C1.Cầu chỡ F1 cú tỏc dụng bảo vệ quỏ dũng ,nú sẽ ngắt khi dũng điện quỏ lớn vượt khỏi mức cho phộp.
Dũng điện sau chỉnh lưu sẽ đi tới R1 tạo sụt ỏp trờn R1. Con R1 này cú tỏc dụng phõn cực cho transistor Q1 hoạt động, nú cú tỏc dụng khuyếch đại dũng điện ra. Dũng điện sau chỉnh lưu tiếp tục qua chõn vào của IC LM317 điện lấy ra ở chõn Vo của IC .
R7.R8 và R3 cú tỏc dụng bảo vệ LM317.
R5,R6 cú tỏc dụng phõn cực cho chõn ADJ của IC. Con tụ C2 chỉ cú tỏc dụng lọc nhiễu.
L1 cú tỏc dụng nắn dũng điện. C6 để lọc điện ỏp ra.
*Khi điều chỉnh biến trở R4 làm dũng vào chõn ADJ thay đổi ,khiến ỏp phõn cực cho transistor Q1 cũng thay đổi làm cho điểm làm việc tĩnh của transistor này thay đổi, làm nú dẫn ớt hoặc nhiều khiến điện ỏp nguồn ra bị thay đổi theo. Con điốt D1 để bảo vệ chống ngược dũng.Nú chỉ dẫn điện khi tải của ta là tải phản khỏng hay là mỏy phỏt.
3.1.5. Nhận xột :
-Ưu điểm : Mạch dựng IC ổn ỏp LM317 cú thể điểu chỉnh điện ỏp đầu ra, đõy là ưu điểm hơn hẳn cỏc mạch ổn ỏp khỏc. Cú độ chớnh xỏc khỏ cao và giỏ thành rẻ.
- ứng dụng : mạch dựng để ổn ỏp cho cỏc thiết bị đũi hỏi độ chớnh xỏc cao và cú thể thay đổi điện ỏp đầu ra.
3.1.6. Phần bo mạch in
*Đõy là phần thể hiện mặt sau của bo mạch ,nú sẽ thể hiện cỏc đường nối chõn của linh kiện với nhau.
*Cỏc đường nối mạch này cú thể được vẽ tự động hoặc vẽ bằng tay tựy theo sự sắp xếp của người làm mạch soa cho cú khoa học.
*Đặc biệt là cỏc đường nối mạch này phải độc lập với nhau chỏnh vẽ đố lờn nhau.
*Đõy là phần giỳp bạn đọc cú thể dễ dàng nhỡn và nhận biết về sự ghộp nối của cỏc linh kiện với nhau.
SƠ ĐỒ MẠCH IN 3.2. Biến ỏp
3.2.1.khỏi niệm:
Mỏy biến ỏp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc dựa trờn nguyờn lý cảm ứng điện từ, biến đổi hệ thống dũng và ỏp xoay chiều này sang hệ thống dũng và ỏp xoay chiều khỏc cú cựng tần số.
3.2.2.Cỏc đại lượng định mức:
-dung lượng hay cụng suất định mức: Sđm (KVA, VA) là cụng suất toàn phần đưa ra ở dõy quấn thứ cấp của mỏy biến ỏp.
-điện ỏp dõy sơ cấp định mức : U1đm(KV, V) là điện ỏp sẽ được đặt vào dõy quấn sơ cấp .
- điện ỏp dõy thứ cấp định mức : U2đm(KV, V) là điện ỏp của dõy quấn thứ cấp khi điện ỏp của dõy sơ cấp là định mức và thứ cấp để hở mạch (khụng tải).
-dũng điện dõy định mức sơ và thứ cấp: I1đm và I2 đm (KA, A) là dũng điện dõy của dõy quấn sơ và thứ khi cụng suất và điện ỏp định mức được tớnh như sau:
+với mỏy biến ỏp một pha:
I1đm=Sđm/U1đm ; I2đm=Sđm/U2đm . + với mỏy biến ỏp ba pha:
I1đm=Sđm/(√ 3U1đm ) ; ; I2đm=Sđm/(√3 U2đm ).
-tần số định mức: fđm (HZ) ,tần số cụng nghiệp ở nước ta fđm=50 HZ.
3.2.3. cấu tạo:
Về cấu tạo ,mỏy biến ỏp gồm 2 phần chớnh là lừi thộp và dõy quấn.
-lừi thộp của mỏy biến ỏp được ghộp bằng cỏc lỏ thộp kỹ thuật điện dựng để dẫn từ và làm khung quấn dõy.
-dõy quấn gồm 2 cuộn,cuộn thứ nhất cú số vũng W1 nối với nguồn điện xoay chiều U1 để nhận năng lượng từ nguồn điện gọi là cuộn sơ cấp,cuộn thứ hai cú số vũng W2 nối với tải để truyền năng lượng cho tải gọi là cuộn thứ cấp.
khi cuộn sơ cấp W1 được nối với nguồn điện xoay chiều U1 sẽ cú dũng điện i1 chạy qua,dũng điện này sẽ sinh ra từ thụng Ф biến thiờn ,khộp mạch trong lừi thộp của mỏy biến ỏp.Từ thụng Ф múc vũng qua cỏc cuộn dõy sẽ làm xuất hiện cỏc sức điện động e1 và e2 trờn cỏc dõy quấn .Dõy quấn W2 được nối với tải sẽ cung cấp cho tải dũng điện i2 với điện ỏp là U2.
Về trị số , sức điện động trờn cỏc dõy quấn được xỏc định như sau: e1=-W1.dФ/dt. Suy ra trị hiệu dụng E1=4.44.f.W1.Фmax.
e1=-W2.dФ/dt. Suy ra trị hiệu dụng E2=4.44.f.W2.Фmax
trong đú :f là tần số của dũng điện do nguồn cung cấp cho mỏy biến ỏp, Фmax là giỏ trị cực đại của từ thụng trong lừi thộp.
Mặt khỏc ,với mỗi mỏy biến ỏp ta luụng cú :E1/E2 =U1/U2 =W1/W2 =k Khi đú k được gọi là tỉ số biến đổi điện ỏp của mỏy biến ỏp.
+nếu k>1 → U1>U2 ta cú mỏy biến ỏp giảm ỏp. +nếu k<1 → U1<U2 ta cú mỏy biến ỏp tăng ỏp. +nếu k=1 → U1=U2 ta cú mỏy biến ỏp cỏch li.
3.2.5.Phương phỏp đo kớch thước lừi.
*Lừi của biến ỏp điện lực núi riờng và biến ỏp núi chung ,đúng một vai trũ quyết định trong việc truyền đạt cụng suất từ bờn sơ cấp sang bờn thứ cấp.Lừi càng lớn thỡ khả năng truyền đạt cụng suất càng lớn và ngược lại.Như vậy , việc đầu tiờn cho việc chế tạo một mỏy biến ỏp là phải chọn cho mỡnh được một bộ lừi thộp cú kớch thước đủ lớn ,phự hợp với yờu cầu về cụng suất .
*lừi của mỏy biến ỏp khụng phải được đỳc liền một khối mà được ghộp bằng cỏc lỏ thộp kỹ thuật cú chiều dày từ 0.1-0.2mm đối với mỏy biến ỏp õm tần và từ 0.35-0.5mm đối với mỏy biến ỏp điện lực.Trờn thực tế hay gọi thộp này là tụn silic (hàm lượng silic cỡ 4%).Trờn mặt cỏc lỏ thộp cú phủ một lớp sơn cỏch điện để chống dũng fu cụ.
*Lừi thộp mỏy biến ỏp điện lực kiểu cảm ứng được chế tạo theo nhiều kiểu ,thường là kiểu chữ nhật hai cửa sổ:
-Xỏc định tỷ lệ kớch thước tối ưu của một bộ lừi chữ nhật hai cửa sổ là: c=0.8a; h=2a; b=3a.
Trong đú: a: độ rộng trụ.
b:chiều dày xếp thộp. c:độ rộng cửa sổ. h : chiều cao cửa sổ. a/2 :độ rộng chữ I.
-Cụng suất của mỏy biến ỏp điện lực kiểu cảm ứng phụ thuộc vào thiết diện mặt cắt của phần lừi thộp biến ỏp nằm trong ống dõy:
S =1.2 p
Trong đú: S=a.b : thiết diện mặt cắt. P : cụng suất mỏy biến ỏp.
-Thiết diện thực tế So: là phần thiết diện thực tế đo được của phần lừi thộp biến ỏp trong lũng ống dõy sau khi đó được ộp chặt hết cỡ.
-Thiết diện cú ớch Sci : là phần lừi thộp trong lũng ống dõy tham gia hữu ớch trong quỏ trỡnh truyền tải năng lượng từ bờn sơ sang bờn thứ .
Trong đú : Ks≤1 :hệ số lấp đầy lừi thộp. Đối với biến ỏp õm tần :Ks=0.8
Đối với biến ỏp điện lực :Ks=0.9 Đối với lừi ferit : Ks=1
3.2.5. tớnh toỏn thụng số biến ỏp cảm ứng một pha:
3.2.5.1.tớnh số vũng cuộn sơ và cuộn thứ:
- độ rộng cuộn từ : a=3,2 (cm) - Chiều dày xếp thộp : b=5 (cm) - độ rộng cửa sổ :c=1,6(cm) - Chiều cao cửa sổ :h=4,9(cm) - độ rộng chữ I : 1,6 2 2 , 3 2 = = a (cm)
- thiết diện mặt cắt :S= a.b = 3,2 . 5 =16 (cm)²
- Mà S =1.2 p ⇒ p =177,78 (w)
- Thiết diện cú ớch : Sci=Ks . So =0,9 . 16 =14.4 cm2
(biến ỏp điện lực :Ks=0.9) -Với Ks: là hệ số lấp đầy biến ỏp
- Số vũng trờn 1 vụn: W= i Sci N =1450,4=3,47 (vũng/vụn) Trong đú :W : số vũng /một vụn điện ỏp. Sci : Thiết diện cú ớch
N :hệ số lừi (lấy từ 40 đến 60)
⇒
* Số cuộn sơ cấp là: N1=U1 . W =220 . 3,47=764 (vũng) Trong đú :N1 :số vũng cuộn sơ cấp.
U1 :điện ỏp sơ cấp.
*Số vũng cuộn thứ cấp là :N2=(U2 + 10%U2) . W=96 (vũng)
(Sở dĩ phải cụng thờm 10%U2 là vỡ phải cộng thờm lượng sụt ỏp của cuộn thứ cấp khi cú tải. )
3.2.5.2.Tớnh đường kớnh của cuộn dõy sơ cấp và cuộn dõy thứ cấp:
Đường kớnh dõy cuộn sơ phụ thuộc vào dũng điện sơ cấp I1,cũn đường kớnh dõy cuộn thứ phụ thuộc vào dũng điện thứ cấp I2.
Từ cụng thức : P=U.I Trong đú :P :cụng suất U :điện ỏp. I :dũng điện. Ta tớnh được: * Dũng sơ cấp: I1= 1 1 U P = 220 78 , 177 =0,8 (A) * Dũng thứ cấp: I2= 2 2 U P = 24 240 =10(A) Trong đú :P1 :cụng suất vào.
P2 :cụng suất ra. U1 :điện ỏp sơ. U2 :điện ỏp thứ.
* Đường kớnh của cuộn sơ cấp :Φ1 =1,13 I1/∆l=0.54 (mm) Với ∆L là mật độ dũng điện chạy trong dõy nối .
*Đường kớnh của cuộn thứ cấp là:Φ2= 1,13 . I2/∆l=1,91 (mm)
⇒số vũng sơ cấp : N1 =764 vũng
số vũng thứ cấp : N2 =96 vũng Đường kớnh dõy Φ1=0,54 (mm) Φ2=1,91 (mm) *Diện tớch quy vuụng của cả biến ỏp: Sba=Ssc + Stc =N1. 2
1
Φ + N2 . 2 2
Φ =573 (mm2)
Trong đú: +) Ssc :tổng thiết diện quy vuụng của cuộn sơ cấp Ssc= N1. 2
1
Φ
+) Stc :tổng thiết diện quy vuụng của cuộn thứ cấp Stc= N2 . 2
2
Φ
Diện tớch cưả sổ :
Scs=h .c=4,9 .1,6=7,84(cm2) khụng phải dựng toàn bộ để chứa tổng thiết diện quy vuụng của biến ỏp mà quỏ nửa phần diện tớch đú được dành cho bỡa cỏch điện ,sơn cỏch điện ,vộcni và những khoảng trống khụng thể trỏnh khỏi giữa cỏc đường dõy.
Ta cú : Sbq =Kq . Scs hay Scs =SbqKq =5730,4 =1432,5(mm²) Sbq =0,4 .7,84=3,136
Với Kq: hệ số lấp đầy cửa sổ.lấy từ 0.1 đến 0.5
3.2.6. Cụng dụng của mỏy biến ỏp
Mỏy biến ỏp được sử dụng rộng rói trong kĩ thuật điện và điện tử , nú dựng để tăng hay giảm điện ỏp của dũng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyờn tần số. Mỏy biến ỏp để phõn phối và truyền tải điện năng trong cỏc hệ thống điện.Tại cỏc nhà mỏy điện để truyền tải điện năng đi xa người ta dựng mỏy biến ỏp tăng ỏp.Tại nơi tiờu thụ điện người ta đặt mỏy biến ỏp giảm ỏp cho phự hợp với phụ tải điện .Ngoài ra mỏy biến ỏp cũn sử dụng trong cỏc lũ nung ,trong hàn điện ,trong đo lường....
Phần 4 - Kết Thỳc đề tài
Dưới sự hướng dẫn tận tỡnh của thầy Giang Hồng Bắc, quỏ trỡnh học tập, tỡm hiểu của nhúm và ý kiến đúng gúp của bạn bố chỳng em đó hoàn thành đồ ỏn mụn học này.Qua đõy cũng giỳp bạn đọc phần nào thấy rừ về ứng dụng của cỏc mụn học trong thực tế :Điện tử căn bản, Lý thuyết mạch ,Điện tử cụng suất và truyền đụng điện ,chức năng của cỏc vi mạch,bỏn dẫn cỏc linh kiện rất nhỏ bộ thụi ,nhưng cú thể đảm nhiệm được những vị trớ vụ cựng quan trọng.
Do thời gian và năng lực cú hạn nờn đồ ỏn của chỳng em khụng thể trỏnh khỏi những sai sút. Rất mong cỏc thầy cụ và cỏc bạn đúng gúp ý kiến để đồ ỏn của chỳng em hoàn thiện hơn.
Một lần nữa chỳng em xin chõn thành cảm ơn!
Phần 5:Tài liệu Tham khảo.
1. GIÁO TRèNH :ĐIỆN TỬ CễNG SUẤT CỦA TÁC GIẢ NGUYỄN BÍNH
2. TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CễNG SUẤT ĐHBKHN-MễN THIẾT BỊ ĐIỆN –ĐIỆN TỬ
3. GIÁO TRèNH PHÂN TÍCH VÀ GIẢI MẠCH (NXBKH-KT) TÁC GIẢ:PHẠM QUỐC HẢI,DƯƠNG VĂN NGHI
4. GIÁO TRèNH THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP (NXBKH-KT) 5. CÁC MẠCH IC ỔN ÁP THƯỜNG GẶP.
Mục lục
Lời núi đầu...4
Phần 1 – Phõn tớch một số linh kiện điện-điện tử………...5
A-Phõn tớch một số linh kiện điện tử thu động……….…...5
1.1 -Điện trở………...5
1.4 –Linh kiờn bỏn dẫn-diode………...41
1.5 - Transistor………...55
B-Phõn tớch một số họ IC ổn ỏp thường gặp………… ……...65
1.6.1- Tổng quan về IC...65
1.6.2-Cấu tạo của IC húa...65
1.6.3.-Cỏc tham số cơ bản của IC...66
1.6.4-họ IC ổn ỏp 78xx-79xx...67
1.6.5.-Tỡm hiểu về IC LM317...71
Phần 2 – một số mạch chỉnh lưu khụng và cú điều khiển ...75
2.1-Mach chỉnh lưu nửa súng………...75
2.2-Mạch chỉnh lưu nhõn đụi điện ỏp………...76
2.3- Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỡ dựng cầu diode...77
2.4-Mạch chỉnh lưu cầu một pha cú điều khiển hoàn toàn……..78
Phần 3 – thiết kế chế tạo bộ nguồn một chiều...79
3.1-Phương ỏn thiết kế mạch………...79
3.1.1- Bộ nguồn………...80
3.1.2.-Sơ đồ nguyờn lý………...81
3.1.3.-Tỏc dụng của cỏc linh kiện trong mạch...81
3.1.4-nguyờn lý hoạt động ...82 3.1.5.-Nhận xột...82 3.1.6.Phần in bo mạch...83 3.2. - Biến ỏp... ...83 3.2.1.-khỏi niệm...83 3.2.2.-Cỏc đại lượng định mức...84 3.2.3.-Cấu tạo...84 3.2.4.-Nguyờn lý hoạt động...85
3.2.5.-Tớnh toỏn mỏy biến ỏp...86
3.2.5.1-Tớnh số vũng cuộn sơ và cuộn thứ...87
3.2.5.2.-Tớnh đường kớnh của cuộn sơ và thứ...88
3.2.6.-Cụng dụng của mỏy biến ỏp...89
Phần 4-Phần kết thỳc đề tài .………...90 Phần 5-Tài liệu tham khảo...91