THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN 12V- 3A - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (25 trang)

Trang chủ

Kỹ thuật

Điện - Điện tử - Viễn thông

THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN 12V- 3A

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.7 MB, 25 trang )

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN TỬ II ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN-ĐIỆN TỬ NIÊN KHÓA: 2007-2012 CHUYÊN ĐỀ: THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN 12V- 3A GV. hƣớng dẫn: THS. NGUYỄN HỮU PHÚC SV. thực hiện: MSSV : LỚP : SV. LÊ VĂN KIỂM 407190025 D07DTA1 TP.HỒ CHÍ MINH -2010 ĐỒ ÁN THẾT MẠCH ĐIỆN TỬ 2010 SV: LÊ VĂN KIỂM (MSSV: 407190025 | LỚP: D07DTA1) Page 2 Lời mở đầu Chúng ta đang sống ở thế kỷ 21, thế kỷ của cách mạng khoa học kỹ thuật. Quanh chúng ta rất nhiều thiết bị điện, trong đó nguồn điện đóng vai trò hết sức quan trọng để cung cấp năng lượng cho hầu hết các thiết bị quanh chúng ta. Mỗi loại thiết bị điện lại có một bộ nguồn phù hợp. vấn đề đặt ra là làm sao cho có được một bộ nguồn ổn đinh và bảo vệ thiết bị khi xảy ra sự cố.phương tiện tốt nhất. Sau đây em xin giới thiệu về một bộ nguồn cơ bản.  Với yêu cầu đặt ra: - Mạch chạy ra 12 v -3A. - Bảo vệ quá tải, ngắn mạch ngỏ ra. - Bảo vệ quá điện áp ngỏ ra. - Bảo vệ thấp áp ngỏ ra. Nội dung đồ án được trình bày như sau: Chƣơng 1: lý thuyết cơ bản 1.1 Máy biến thế. 1.2 Mạch chỉnh lưu. 1.3 Diode zenner 1.4 Cơ bản về op-amp 1.5 Relay điện từ. Chƣơng 2: Mô phỏng và thiết kế mạch nguồn có bảo vệ. 2.1 Nhiệm vụ các khối của mach nguồn. 2.2 phân tích thiết kế mạch. ĐỒ ÁN THẾT MẠCH ĐIỆN TỬ 2010 SV: LÊ VĂN KIỂM (MSSV: 407190025 | LỚP: D07DTA1) Page 3 Chƣơng 1: lý thuyết cơ bản 1.1 Máy biến thế Thăng . Hehe. Máy biến thế hoạt động tuân theo 2 hiện tượng vật lí:  Dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường (từ trường)  Sự biến thiên từ thông trong cuộn dây tạo ra 1 hiệu điện thế cảm ứng (cảm ứng điện) Dòng điện được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp khi nối với hiệu điện thế sơ cấp, và 1 từ trường biến thiên trong lõi sắt. Từ trường biến thiên này tạo ra trong mạch điện thứ cấp 1 hiệu điện thế thứ cấp. Như vậy hiệu điện thế sơ cấp có thể thay đổi được hiệu điện thế thứ cấp thông qua từ trường. Sự biến đổi này có thể được điều chỉnh qua số vòng quấn trên lõi sắt. Khi NP, UP, IP, ΦP và NS, US, IS, ΦS là số vòng quấn, hiệu điện thế, dòng điện và từ thông trong mạch điện sơ cấp và thứ cấp (primary và secondary) thì theo Định luật Faraday ta có: ( Mô hình máy biến thế) ĐỒ ÁN THẾT MẠCH ĐIỆN TỬ 2010 SV: LÊ VĂN KIỂM (MSSV: 407190025 | LỚP: D07DTA1) Page 4 ( Từ thông cảm ứng trong lõi thép máy biến thế) và Nếu ΦS = ΦP thì , ngoài ra Như vậy (máy biến thế lí tưởng). 1.2 Mạch chỉnh lưu (Rectification). Chỉnh lưu là quá trình chuyển đổi từ tín hiệu xoay chiều (ac) thành tín hiệu một chiều (dc). 1.2.1 Chỉnh lưu bán sóng (Half-wave rectification) Trong mạch này ta dùng kiểu mẫu lý tưởng hoặc gần đúng của diode trong việc phân tích mạch. ĐỒ ÁN THẾT MẠCH ĐIỆN TỬ 2010 SV: LÊ VĂN KIỂM (MSSV: 407190025 | LỚP: D07DTA1) Page 5 Diode chỉ dẫn điện khi bán kỳ dương của vi(t) đưa vào mạch. Ta có: Biên độ đỉnh của vo(t) Vdcm = Vm - 0.7V Ðiện thế trung bình ngõ ra: ĐỒ ÁN THẾT MẠCH ĐIỆN TỬ 2010 SV: LÊ VĂN KIỂM (MSSV: 407190025 | LỚP: D07DTA1) Page 6 Ðiện thế đỉnh phân cực nghịch của diode là: VRM=Vm Ta cũng có thể chỉnh lưu lấy bán kỳ âm bằng cách đổi đầu diode. 1.2.2 Chỉnh lưu toàn sóng dùng cầu diode Trong đồ án chỉ dung mạch cầu diode lên chúng ta chỉ đi sâu vào mạch này. Khi chọn linh kiện cần quan tâm đến một vài tham số giới hạn: - Điện áp ngược cực đại cho phép Vng.max (để không bị đánh thủng). - Công suất tiêu hao cưc đại cho phép Pmax . - Dòng điện thuận cực đại cho phép Imax. - Tần số cực đại cho phép của tín hiệu xoay chiều fmax. Mạch có dạng sau: ĐỒ ÁN THẾT MẠCH ĐIỆN TỬ 2010 SV: LÊ VĂN KIỂM (MSSV: 407190025 | LỚP: D07DTA1) Page 7  Hoạt động và điện áp ra trên tải vL (Chỉnh lưu toàn sóng) - Ở bán kỳ âm của nguồn điện, D1 và D3 phân cực thuận và dẫn điện trong lúc D2, D4 phân cực nghịch xem như hở mạch. - Ở bán kỳ dương của nguồn điện, D2 và D4 phân cực thuận và dẫn điện trong lúc D1 và D2 phân cực nghịch xem như hở mạch. Phân tích tín hiệu chỉnh lƣu toàn sóng Điện thế đỉnh: VLm= Vi-2VD= Vi-1.4V Giá trị trung bình: Dòng điện trung bình hai đầu tải: Điện thế đỉnh phân cực nghịch VRM ở mỗi diode là: VRM = Vi- 0.7V 1.2.3 Chỉnh lưu toàn sóng dùng cầu diode có tụ ĐỒ ÁN THẾT MẠCH ĐIỆN TỬ 2010 SV: LÊ VĂN KIỂM (MSSV: 407190025 | LỚP: D07DTA1) Page 8 Điện áp hay dòng điện sau chỉnh lưu tuy có cực tính không đổi nhưng dạng sóng của nó vẫn còn thay đổi một cách có chu kỳ. Nhiệm vụ của mach lọc là cách lọc các sóng có hài bậc cao để điện áp ra bằng phẳng hơn. Nguyên lý hoạt động: Ban đầu khi cung cấp nguồn trong nửa chu kỳ đầu tụ C được lạp tới một giá trị là Vmax khi điện áp vào giảm tụ C bắt đầu phóng điện khi tới giá trị Vmin tới nửa chu kỳ tiếp theo có điên áp cao hơn và tụ C bắt đầu nạp điện tới giá trị Vmax hoạt động tiếp tục diễn ra như vậy. Chú ý: trong thiết kế mạch khi tụ điện có điện dung càng lớn áp ra càng ít thay đổi sự nhấp nhô của sóng xẽ ít hơn. 1.3 Diode zenner Diode Zener: Hoạt động chủ yếu trong vùng phân cực nghịch Ký hiệu và Đặc tuyến VA - Phân cực thuận: Như Diode thông thường - Phân cực nghịch: IZ max iZ IZ min , vZ = VZ = constant  VZ: Điện áp Zener  IZmax: Dòng phân cực nghịch tối đa của Diode Zener.  IZmin: Dòng phân cực nghịch tối thiểu để vZ = VZ, thường IZmin = 0.1 IZmax.  PZmax = VZIZmax: Công suất tối đa tiêu tán trên Diode Zener ĐỒ ÁN THẾT MẠCH ĐIỆN TỬ 2010 SV: LÊ VĂN KIỂM (MSSV: 407190025 | LỚP: D07DTA1) Page 9 Ứng dụng trong thiết kế mach chúng ta chủ yếu thường dùng để tạo điện áp chuẩn (reference voltage) 1.3.1 Mạch ổn áp dùng Diode Zener (Zener regulator) (Sau đây là sơ đồ minh họa và đi sâu vào phân tích.) Mục đích: Thiết kế mạch sao cho Diode Zener hoạt động trong vùng ổn áp (vùng gãy – breakdown region): IZmax iZ IZmin , vZ = VZ. Phân tích Ri = SZRvVi= => iZ = -iL Để IZmax iZ IZmin với mọi giá trị của vS và iL: min(iZ) IZmin và max(iZ) IZmax.  Min(iz) = minmax minsZLZiVVIIR Ở đây giả sử vS và iL: Không ổn định ĐỒ ÁN THẾT MẠCH ĐIỆN TỬ 2010 SV: LÊ VĂN KIỂM (MSSV: 407190025 | LỚP: D07DTA1) Page 10 Và minmax minax( )sZZ L ZiVVm i I IR  min maxmax min min maxS Z S ZiL Z L ZV V V VRI I I I <đây la công thúc để giúp ta chọn điện trở hạn chế dòng qua diode sao cho diode hoạt động bình thường.> Với yêu cầu về nguồn (vS) và tải (iL) cho trước, để chọn được Ri cần phải có max max min minmaxmin max( ) ( )0.9 0.1L S Z L S ZZS Z SI V V I V VIV V V min maxmax min min maxS Z S ZL Z L ZV V V VI I I I , thường chọn IZmin=0.1IZmax  Chọn Diode Zener sao cho: max max min minmaxmin max( ) ( )0.9 0.1L S Z L S ZZS Z SI V V I V VIV V V Và: IZmax ILmax , IZmin = 0.1IZmax ILmin => IZmax 10ILmin Thiết kế làm theo thứ tự ngược lại để xác định IZmax của Diode zener và Ri 1.4 op-amp Hiện nay, các bộ khuếch đại thuật toán (KĐTT) đóng vai trò quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật khuếch đại, tính toán, điều khiển, tạo hàm, tạo tín hiệu hình sine và xung, sử dụng trong ổn áp và các bộ lọc tích cực... Ứng dụng mạch tuyến tính: Trong đồ án này tôi chỉ nêu tóm tắt những ứng dụng cần thiết có trong đồ án thiết kế mạch điện tử này. Mạch khuếch đại vi sai:

Tài liệu liên quan

Nghiên cứu và thiết kế mạch tự động điều khiển nhiệt độ trong tủ nuôi cấy vi khuẩn
- 92
- 1
- 2
Nghiên cứu thiết kế mạch bảo vệ động cơ dùng bán dẫn công suất
- 87
- 1
- 1
Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế bộ nguồn cấp điện liên tục UPS
- 31
- 762
- 4
đề tài thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ
- 26
- 709
- 1
Quy trình thiết kế mạch vi điện tử chuyên dụng (ASIC) sử dụng bán thành phẩm
- 42
- 851
- 0
thiết kế mạch điện tử (ANALOG) tương tự
- 13
- 905
- 1
Thiết kế mạch nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra thay đổi (0 5V) 3A
- 23
- 4
- 20
thiết kế mạch nguồn cung cấp điện một chiều
- 14
- 2
- 7
THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN 12V- 3A
- 25
- 3
- 5
THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN MỘT CHIỀU ỔN ÁP
- 50
- 1
- 12