Do an Dien Tu Cong Suat

BỘ CÔNG NGHIỆPTRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG

CHƯƠNG TRÌNH BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC

ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Bậc đào tạo: Trung HọcLoại hình đào tạo: Chính QuyNgành: Điện Tử Công NghiệpThời gian đào tạo: 2 nămMã số môn học: 26.241

KHOA ĐIỆN TỬ - TIN HỌCTp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2009

BỘ CÔNG NGHIỆPTRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC

ĐỀ TÀI:

BỘ RUNG ĐẢO ĐIỆN ÁP 12VDC – 220VAC

(INVERTER) DÙNG CHO ĐÈN ỐNG

R 1 01 0 K

Q 1 12 N 3 0 5 5

R 1 21 K

R 34 7 K

R 1 52 2 0

0

HI

R 13 3 0

R 8

1 0 0

R 7

1 0 0

R 28 . 2 K

0

R 48 . 2 K

Q 6

A 6 7 1

R 1 71 5

Q 7

A 6 7 1

C 21 0 0 u F / 1 6 V

R 1 81 5

R 1 41 . 5 K

T1

B ie n A p

3

12

456 220V

0

0

Q 92 N 3 0 5 5

Q 82 N 3 0 5 5

R 1 11 K

Q 2C 1 8 1 5

Q 1C 1 8 1 5

Q 5C 1 8 1 5

C 31 u F / 5 0 V

R 68 2 0

Q 4

C 1 8 1 5

0

C 41 u F / 5 0 V

C 61 0 3

D Z 9 VD 0 0 1

R 91 0 K

110V

0

C 51 0 3

R 1 62 2 0

0VR 58 2 0

R 1 31 . 5 K

C 14 7 u F / 2 5 V

Q 3C 1 8 1 5

Q 1 02 N 3 0 5 5

+12V

Giáo viên hướng dẫn: Phùng Đức Bảo ChâuSinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Tuấn

Phan Minh HuyềnLớp: TCĐT08D

KHOA ĐIỆN TỬ - TIN HỌCNăm học 2009

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ngày … tháng … năm 2009

(Họ và Tên GVHD)LỜI NÓI ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, chúng em kính gửi lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn chân thành nhất đến quý thầy cô trong khoa Điện Tử - Tin Học của trường CĐKT Cao Thắng, cách riêng đối với thầy Châu đã giúp chúng em thực hiện tốt bài tập lớn môn Điện Tử Công Suất. Quý thầy cô đã từng bước dìu dắt, hướng dẫn chúng em từ cách chọn đề tài đến những kiến thức cơ bản về bộ môn Điện Tử - Tin Học để chúng em có thể thực hiện đề tài một cách thành công. Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn.

MỤC LỤCSTT TrangA. Chương Dẫn Nhập -------------------------------------------------------------------------------------- 7

I. Đặt vấn đề -----------------------------------------------------------------------------------------------7II. Giới hạn đề tài -----------------------------------------------------------------------------------------7III. Mục đích nghiên cứu --------------------------------------------------------------------------------7IV. Xác định thuật ngữ ----------------------------------------------------------------------------------7V. Thời gian thực hiện đề tài --------------------------------------------------------------------------8

B. Chương II: Các cơ sở lý thuyết -----------------------------------------------------------------------8I. Điện trở --------------------------------------------------------------------------------------------------8II. Tụ điện --------------------------------------------------------------------------------------------------9III. Transistor ---------------------------------------------------------------------------------------------11IV. Biến thế -----------------------------------------------------------------------------------------------15V. Diode ---------------------------------------------------------------------------------------------------15

C. Chương III: Giải quyết vấn đề -----------------------------------------------------------------------17I. Thiết kế mạch -----------------------------------------------------------------------------------------17II. Thi công -----------------------------------------------------------------------------------------------19

D. Chương IV: Kết luận & Kiến nghị -------------------------------------------------------------------21I. Kết luận -------------------------------------------------------------------------------------------------21II. Hướng phát triển đề tài ----------------------------------------------------------------------------21III. Tài liệu tham khảo ---------------------------------------------------------------------------------21

CHƯƠNG DẪN NHẬP

I. Đặt vấn đề:Ngày nay cùng với sự phát triển vượt bậc của các ngành Khoa Học – Kỹ Thuật. Ngành kỹ

thuật Điện – Điện tử đã đóng một vai trò không nhỏ đối với đời sống của con người. Chúng ta cứ thử tưởng tượng mà xem nếu một ngày không có điện, chúng ta sẽ ra sao? Có lẽ mọi công việc của chúng ta sẽ bị trì trệ lại và nghiêm trọng sẽ gây tổn thất rất lớn về tiền của cho các nhà máy, xí nghiệp. Vì thế, đề tài của chúng em chọn là mạch “Rung Đảo Điện Áp 12VDC – 220VAC” hay tên gọi khác là “INVERTER”. Mạch này được thiết kế nhằm đáp ứng tiêu chí cung cấp đủ lượng điện cho nhu cầu sản xuất và đời sống của con người khi lưới điện quốc gia bị mất.

Inverter là thiết bị biến năng. Biến năng ở đây dùng với ý nghia là thiết bị chuyển đổi năng lượng (điện) thành các mức điện áp khác, với biên dạng (biên độ và dạng sóng) theo yếu cầu. Vì thế thiết bị này được ứng dụng nhiều trong đời sống như: thiết bị lưu trữ điện cho máy vi tính UPS, thiết bị khởi động cho động cơ dầu khi bị mất điện bất ngờ …

II. Giới hạn của đề tài:- Vì đây là mạch khuyếch đại điện áp (DC->AC) nên mạch cần phải có điện áp cung cấp

DC ổn định. Vì thế khi bình Acquy không đủ 12VDC thì mạch sẽ không thể hoạt động được đúng theo yêu cầu

- Mạch chỉ sử dụng cho các thiết bị có công suất nhỏ (dưới 40W)- Tất cả các cuộn dây trong biến thế phải được cách điện tốt giữa các lớp liền nhau.- Các transistor công suất cần phải có hệ thống tản nhiệt để chúng không bị quá nóng dẫn

đến hư hỏng.- Trước khi cung cấp nguồn một chiều cần phải cắm tải sẳn, để tránh gây đột biến sẽ làm

cho các Transistor công suất mau hỏng.

III. Mục đích nghiên cứu:- Nhằm nghiên cứu, tìm hiểu hoạt động và so sánh giữa lý thuyết học trên lớp với thực tiễn

khi thi công- Tích lũy kinh nghiệm để thực hiện các mạch có quy mô lớn hơn- Tập làm quen với cách thức trình bày bài báo cáo- Tích lũy kiến thức, tập làm quen với cách thức bảo vệ đề tài nhằm để chuẩn bị tốt để bảo

vệ đồ án tốt nghiệp ra trường.

IV. Xác định thuật ngữ:

STT Tên linh kiện Thuật ngữ Phiên dịch1 Điện trở (R) R

OhmVR

Resistor: kí hiệu của điện trởĐơn vị của điện trởBiến trở

2 Tụ điện (C) FGJKLM

Đơn vị của tụSai số ±2%±5%±10%±15%±20%

3 Diode DDZ

SiGeDCLL

Kí hiệu của DiodeDiode ZennerSiliconGermaniumDC load line: đường tải một chiều

Đề tài: Mạch rung Inverter – SVTH: Minh Tuấn & Minh Huyền - Trang 7

4 Transistor BJTBCEVBE

(Bipolar Junction Transistor) Transisor lưỡng cựcBase: cực nềnCollector: cực thuEmitter: cực phátĐiện áp VB – VE=0.7v (Si)

5

V. Thời gian thực hiện đề tài:Đề tài được thực hiện trong thời gian 2 tuần:

Tuần 1: (từ ngày 29/11 -> 05/12/2009)- Tiến hành tìm kiếm những tài liệu, đề tài có khả năng thực hiện được ở trên mạng và các

sách mạch điện ứng dụng.- Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn về những đề tài đã chọn-

Tuần 2: (từ ngày 06/12 -> 12/12/2009)- Tiến hành mua linh kiện, dụng cụ cần thiết để thực hiện mạch đề tài- Thực hiện thiết kế mạch in dựa theo sơ đồ nguyên lý- Hoàn thành mạch và viết báo cáo

CHƯƠNG II: CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾT

I. Điện trở:1. Ký hiệu:

Ký hiệu điện trở

Hình ảnh điện trở thường – điện trở công suất

2. Cấu tạo:- Điện trở màng than: điện trở gồm một ống bằng sứ, chịu được nhiệt độ cao, người ta tạo

màng than trên bề mặt lõi sứ, sau đó bọc kim loại ở hai đầu ống và hàn hai chân ra. Muốn tăng Đề tài: Mạch rung Inverter – SVTH: Minh Tuấn & Minh Huyền - Trang 8

giá trị điện trở người ta sẽ khía rãnh trên màng than đã phủ theo hình xoắn ốc. Sau đó phủ lên bề mặt màng than bằng lớp sơn cách điện và in giá trị điện trở (bằng vòng màu)

3. Các thông số kỹ thuật: Trị số danh định: Trị số này tính bằng Ohm ( ), thường được ghi trên thân điện trở bằng chữ hoặc vòng

màu. Trị số điện trở có thế từ vài Ohm đến vài triệu Ohm.

Công suất danh định: Đó là công suất tiêu tán trên điện trở mà điện trở có thể chụ đựng được trong thời gian

dài, không bị quá nóng làm biến đổi hẳn trị số điện trở.Trong công nghiệp, các điện trở đuọc sản xuất có các trị số công suất danh định: 1/8 W,

1/4W, 1/2W, 1W, 2W, 3W, 5W, 7W, 10W.Điện trở có công suất tiêu tán lớn thì có kích thước lớn.

Điện áp làm việc tối đa: Đó là trị số lớn nhất của điện áp một chiều hoặc trị số hiệu dụng của điện áp xoay chiều có

thể đặt vào hai đầu điện trở mà điện trở vẫn chịu đựng được và làm việc bình thường.

Dung sai của điện trở: Dung sai là độ sai số của điện trở. Có ba cấp dung sai thường dùng là: 5%, 10%,

20%. Ngoài ra, với những điện trở cần dùng trong những mạch yêu cầu độ chính xác cao như mạch đo lường thì mức sai số nhỏ hơn: 1%, 2%

4. Ứng dụng:Vì là linh kiện thụ động nên điện trở được sử dụng rất rộng rãi trong ki thuật nhằm mục

đích: phân bố lại hiệu điện thế trong mạch điện, hạn chế dòng, điều chỉnh điện áp

II. Tụ điện:1. Ký hiệu:

Ký hiệu của tụ sứ và tụ hóa

Hình ảnh tụ điện thực tế


2. Cấu tạo:-Tụ điện là một linh kiện quan trọng trong số 5 linh kiện của thiết bị điện tử, tụ điện không

thể thiếu trong các mạch lọc, mạch dao động và mạch truyền dẫn tín hiệu xoay chiều.- Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, có tính chất cách điện một chiều

nhưng cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên lý phóng nạp, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi. Người ta thường dùng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ hoá.

VD: Lớp cách điện là không khí ta có tụ không khí, là giấy ta có tụ giấy, là gốm cho ta tụ gốm hoặc là lớp hoá chất thì cho ta tụ hoá .

Cấu tạo tụ gốm Cấu tạo tụ hóa

3. Phân cực:- Đối với tụ hóa: chúng ta phải phân cực đúng cho tụ thì nó mới hoạt động, khi bị phân cực

nghịch quá lâu thì sẽ dẫn đến nổ tụ- Đối với tụ sứ thì không cần phân cực

4. Thông số kỹ thuật: Giá trị danh định: Là giá trị ghi trên thân tụ

Điện áp danh định: Là điện áp tối đa cho phép áp dụng ở hai đầu tụ điện, vượt quá trị số này tụ sẽ bị hư.

Thường điện thế này ghi trên thân tụ.

Điện trở cách điện: Trị số này biểu thị chất liệu của chất điện môi và cũng là biểu thị dòng điện rò qua tụ điện.

Đơn vị: Đơn vị của tụ điện là Fara, 1 Fara có trị số rất lớn và trong thực tế người ta thường dùng

các đơn vị nhỏ hơn như:- P(Pico Fara) 1 Pico = 1/1000.000.000.000 Fara- N(Nano Fara) 1 Nano = 1/1000.000.000 Fara- MicroFarra 1 Micro = 1/1000.000 Fara=> 1 Micro = 1000 Nano = 1000.000 Pico.

5. Ứng dụng:Tụ điện có các ứng dụng chính như sau :


http://biendt.biz/images/stories/Dien-tu-can-ban/Tu-dien/Cautaotugom.gif

http://biendt.biz/images/stories/Dien-tu-can-ban/Tu-dien/Cautaotuhoa.jpg

- Cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại, do đó tụ được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch về điện áp một chiều.

- Lọc điện áp xoay chiều sau khi đã được chỉnh lưu ( loại bỏ pha âm ) thành điện áp một chiều bằng phẳng. Đó là nguyên lý của các tụ lọc nguồn.

- Với điện AC ( xoay chiều ) thì tụ dẫn điện, còn với điện DC( một chiều ) thì tụ lại trở thành tụ lọc.

III. Transistor:1. Ký hiệu và hình dạng:

P N PN P N

Ký hiệu của BJT NPN và PNP

2N 3055

C1815

2. Cấu tạo:Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N , nếu ghép

theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận , nếu ghép theo thứ tự NPN ta được Transistor ngược. về phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều nhau.

Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực , lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B ( Base ), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp. Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra


thành cực phát ( Emitter ) viết tắt là E, và cực thu hay cực góp ( Collector ) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn (loại N hay P ) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị cho nhau được.

3. Nguyên tắc hoạt động: Xét hoạt động của Transistor NPN: Mạch khảo sát về nguyên tắc hoạt động của transistor NPNTa cấp một nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó (+) nguồn vào cực C và (-)

nguồn vào cực E. Cấp nguồn một chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai cực B và E , trong đó cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E. Khi công tắc mở , ta thấy rằng, mặc dù hai cực C và E đã được cấp điện nhưng vẫn không có dòng điện chạy qua mối C E ( lúc này dòng IC = 0 ). Khi công tắc đóng, mối P-N được phân cực thuận do đó có một dòng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua công tắc => qua R hạn dòng => qua mối BE về cực (-) tạo thành dòng IB. Ngay khi dòng IB xuất hiện => lập tức cũng có dòng IC chạy qua mối C E làm bóng đèn phát sáng, và dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB.

Như vậy rõ ràng dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB và phụ thuộc theo một công thức:

IC = β.IB

Trong đó IC: là dòng chạy qua mối C E IB: là dòng chạy qua mối BE β là hệ số khuyếch đại của Transistor

Giải thích: Khi có điện áp UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, khi xuất hiện dòng IBE do lớp bán dẫn P tại cực B rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp, vì vậy số điện tử tự do từ lớp bán dẫn N ( cực E ) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B ) lớn hơn số lượng lỗ trống rất nhiều, một phần nhỏ trong số các điện tử đó thế vào lỗ trống tạo thành dòng IB còn phần lớn số điện tử bị hút về phía cực C dưới tác dụng của điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor.

Xét hoạt động của Transistor PNP: Sự hoạt động của Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN nhưng cực tính của

các nguồn điện UCE và UBE ngược lại . Dòng IC đi từ E sang C còn dòng IB đi từ E sang B.

4. Các thông số kỹ thuật của Transistor: Dòng điện cực đại : Là dòng điện giới hạn của transistor, vượt qua dòng giới hạn này

Transistor sẽ bị hỏng. Điện áp cực đại : Là điện áp giới hạn của transistor đặt vào cực CE , vượt qua điện áp giới

hạn này Transistor sẽ bị đánh thủng. Tần số cắt : Là tần số giới hạn mà Transistor làm việc bình thường, vượt quá tần số này

thì độ khuyếch đại của Transistor bị giảm . Hệ số khuyếch đại : Là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp bao nhiêu lần dòng IBE Công xuất cực đại : Khi hoat động Transistor tiêu tán một công xuất P = UCE . ICE nếu công

xuất này vượt quá công xuất cực đại của Transistor thì Transistor sẽ bị hỏng.

Thông số kỹ thuật của Transistor C1815:


Điện áp VCE Điện áp VBE

Thông số kỹ thuật của Transistor A671:


Điện áp VCE Điện áp VBE

Thông số kỹ thuật Transistor 2N3055:

Dòng IC Dòng IB

5. Ứng dụng:


Thực ra một thiết bị không có Transistor thì chưa phải là thiết bị điện tử, vì vậy Transistor có thể xem là một linh kiện quan trọng nhất trong các thiết bị điện tử, các loại IC thực chất là các mạch tích hợp nhiều Transistor trong một linh kiện duy nhất, trong mạch điện , Transistor được dùng để khuyếch đại tín hiệu Analog, chuyển trạng thái của mạch Digital, sử dụng làm các công tắc điện tử, làm các bộ tạo dao động v v...

IV. Biến áp:1. Ký hiệu:

Ký hiệu biến áp

2. Cấu tạo:Gồm có hai cuộn dây : cuộn sơ cấp có N1 vòng và cuộn thứ cấp có N2 vòng. Lõi biến áp

gồm nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau để tránh dòng Fu-cô và tăng cường từ thông qua mạch.

Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại.

Cuộn sơ cấp nối với mạch điện xoay chiều còn cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ điện.

3. Nguyên tắc hoạt động:Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp. Nó gây ra sự biến thiên từ thông

trong hai cuộn. Gọi từ thông này là: φ = φ0cosωt Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là : φ1 = N1φ0cosωt và φ2 = N2φ0cosωt

Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng e2 có biểu thức Từ đó ta thấy nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

4. Ứng dụng:Máy biến thế có thể thay đổi hiệu điện thế xoay chiều, tăng thế hoặc hạ thế, đầu ra cho 1

hiệu điện thế tương ứng với nhu cầu sử dụng. Máy biến áp được sử dụng quan trọng trong việc truyền tải điện năng đi xa. Ngoài ra còn có các máy biến thế có công suất nhỏ hơn, máy biến áp (ổn áp) dùng để ổn định điện áp trong nhà, hay các cục biến thế, cục xạc, ... dùng cho các thiết bị điện với hiệu điện thế nhỏ (230 V sang 24 V, 12 V, 3 V, ...).

V. Diode:1. Ký hiệu và hình dạng:- Ký hiệu:


D io d e Z e n n e rD io d e

- Hình dạng:

Diode Diode Zenner Cầu Diode

2. Cấu tạo: Tiếp giáp P - N và Cấu tạo của Diode bán dẫn: - Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N, nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp

P - N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn.

3. Phân cực cho Diode: Phân cực thuận cho Diode: - Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt ( vùng bán dẫn P ) và điện áp âm (-) vào Katôt

( vùng bán dẫn N ) , khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữa hai cực đạt 0,6V ( với Diode loại Si ) hoặc 0,2V ( với Diode loại Ge ) thì diện tích miền cách điện giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện. Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng nhanh nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ ở mức 0,6V )

- Diode (Si) phân cực thuận khi điện áp đạt mức 0,6V


Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode Kết luận: Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,6V

thì chưa có dòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V thì có dòng đi qua Diode sau đó dòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ ở giá trị 0,6V .

Phân cực ngược cho Diode: - Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán dẫn N), nguồn (-)

vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện áp ngược, miền cách điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp, Diode có thể chiu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng.

- Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngược > = 1000V

4. Ứng dụng của Diode bán dẫn:- Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode thường được sử dụng trong các mạch chỉnh

lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, các mạch tách sóng, mạch phân cực cho transistor hoạt động. Trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu

CHƯƠNG III: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

I. Thiết kế mạch:1. Sơ đồ khối:

Vin V out

12VDC 220VAC

2. Chức năng của các khối: Bộ ổn định điện áp V in: (gồm các linh kiện: transistor C1815, Dz D001 9V, điện trở, tụ

hóa) làm nhiệm vụ điều chỉnh, ổn định điện áp Vin ra đúng 9VDC để cung cấp cho bộ tạo xung dao động. Mục đích của bộ này nhằm để đảm bảo an toàn cho sự hoạt động của bộ dao động khi bị sụt áp.

Bộ tạo xung dao động: là mạch dao động đa hài nhằm tạo ra xung vuông với hai mức trạng thái 0 và 1 để cung cấp cho bộ khuyếch đại

Bộ khuyếch đại: gồm các transistor công suất như A671, 2N3055 làm nhiệm vụ khuyếch đại công suất điện áp trước khi đưa vào biến thế tăng áp.


Bộ ổn định điện

áp Vin

Bộ tạo xung dao

động

Bộ khuyếch

đại

Bộ nghịch lưu

Bộ nghịch lưu: là biến thế tăng áp được dùng để tăng điện áp từ 12VAC -> 220VAC

3. Sơ đồ nguyên lý:

R 1 01 0 K

Q 1 12 N 3 0 5 5

R 1 21 K

R 34 7 K

R 1 52 2 0

0

HI

R 13 3 0

R 8

1 0 0

R 7

1 0 0

R 28 . 2 K

0

R 48 . 2 K

Q 6

A 6 7 1

R 1 71 5

Q 7

A 6 7 1

C 21 0 0 u F / 1 6 V

R 1 81 5

R 1 41 . 5 K

T1

B ie n A p

3

12

456 220V

0

0

Q 92 N 3 0 5 5

Q 82 N 3 0 5 5

R 1 11 K

Q 2C 1 8 1 5

Q 1C 1 8 1 5

Q 5C 1 8 1 5

C 31 u F / 5 0 V

R 68 2 0

Q 4

C 1 8 1 5

0

C 41 u F / 5 0 V

C 61 0 3

D Z 9 VD 0 0 1

R 91 0 K

110V

0

C 51 0 3

R 1 62 2 0

0VR 58 2 0

R 1 31 . 5 K

C 14 7 u F / 2 5 V

Q 3C 1 8 1 5

Q 1 02 N 3 0 5 5

+12V

Sơ đồ nguyên lý mạch rung Inverter

4. Nguyên lý hoạt động của mạch:Mạch hoạt động như sau:- Sau khi cấp nguồn cho mạch bằng bình điện Acquy 12V dòng điện sẽ đi vào chân C của

Q1 và sau đó sẽ ra ở chân E. Lúc này DZ sẽ nắn điện áp thành điện áp chuẩn 9VDC và điện áp này sẽ đưa ra ở chân E của Q1, các tụ C1, C2 có chức năng tích điện.

- Điện áp 9VDC sau khi ra khỏi chân E của Q1 sẽ đi vào mạch dao động đa hài dùng hai Transistor C1815 là Q1 và Q2, nhằm tạo ra xung vuông. Mạch hoạt động như sau:

+ Tưởng tượng BJT như là 1 công tắc, trong 1 thời điểm (nghia là ở 1 trạng thái chỉ có 1 BJT mở). Vì vậy chúng ta giả sử ban đầu Q3 mở, và Q2 đóng.

Trạng thái 1:+ Điện áp tại chân C Q3 ~ GND, bởi vì Q3 mở+ Cực B của Q2 bắt đầu được nạp điện từ 0 cho đến 0.6V.+ R34 kéo dòng tại cực B của Q3 lên. Nhưng mối nối PN tại 2 cực B-E ngăn cản điện áp

tại đó ko quá 0.6V.+ Dòng điện qua R6 nạp vào C4 cho đến khi bằng 9VDC nguồn. Vì R6 < R23 nên C4 nạp

điện nhanh hơn C3.+ Khi cực B của Q2 đạt tới 0.6V thì Q2 bắt đầu mở, và xảy ra dòng hồi tiếp dương:+ Q2 lập tức đưa điện thế tại cực dương của C4 về 0 (vì Q2 mở)+ Vì điện áp trong tụ điện không thay đổi nhanh được, cho nên áp tại cực âm của C4 sẽ

thành gần -V nguồn rất nhanh (vì trước đó C2 đã nạp đầy là +V mà), chính xác là chỉ dưới 0V.+ Q3 sẽ tắt vì điện áp tại B của Q3 biến mất (vì C4).+ R5 và R23 bắt đầu làm cho dòng nạp qua C3 thành +V nguồn


Trạng thái 2:+ Ngược lại với lúc đầu, ở đây Q3 tắt và Q2 mở, nguyên lý hoạt động giống như trạng thái

1. Dòng qua R5 nạp nhanh cực dương C3 để đủ +V, còn dòng qua R34 từ từ nạp cực âm của C4 lên 0.6V để Q3 mở …

- Xung dao động của mạch đa hài sẽ được đưa vào các transistor công suất như là A671, 2N3055 nhằm mục đích khuyếch đại điện áp lên cho đủ 12VAC để đưa vào biến thế

- Sau khi khuyếch đại xong điện áp sẽ được đưa vào biến thế tăng áp (có số vòng dây cuộn sơ cấp nhỏ hơn rất nhiều so với số vòng dây cuộn thứ cấp). Ở đây điện áp sẽ được rung từ 12VAC -> 220VAC. Biến thế có công suất 50W nên có thể sử dụng được cho bóng đèn Neon 1.2m.

5. Thông số của mạch: Tần số của mạch đa hài: - Ta có tần số dao động được tính theo công thức:

Điện áp chân E của Q4 và Q5: Ta có:

- Đối với Q5:

- Đối với Q4 tương tự Q5

II. Thi công:1. Thời gian thi công mạch:Mạch được thi công trong 1 tuần:- Tìm mua linh kiện- Thiết kế mạch lên giấy- Dùng viết vẽ đường mạch lên Board đồng- Ngâm board đồng vào dung dịch FeCl3- Khoan lỗ và hàn chân linh kiện

2. Phương pháp thi công mạch:- Mạch được thi công theo phương pháp thủ công (vẽ tay)


Mạch in sau khi vẽ xong (hình ảnh chỉ mang tính tượng trưng)

- Sau khi vẽ xong ta pha FeCl3 vào trong nước, pha nhiều ít tùy theo kích thước board, sao cho bao phủ tồn bộ phần mặt đồng là được.

- Ngâm tấm đồng vô dung dịch trên. Nên lắc nhẹ nhẹ board trong khi ngâm để quá trình ăn mòn mau hơn.

- Khi nào phần đồng thừa bị ăn mòn hết thì lấy ra rửa sạch bằng nước.

Mạch in sau khi ngâm dung dịch FeCl3 (hình ảnh chỉ mang tính tượng trưng)

- Sau đó mạch được khoan lỗ và sau cùng là hàn linh kiện


Mạch in sau khi khoan (hình ảnh chỉ mang tính tượng trưng)

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊI. Kết luận:1. Ưu điểm:- Mạch tương đối đơn giản, rẻ nhưng có nhiều ứng dụng trong đời sống- Mạch hoạt động ổn định khi sử dụng bình Acquy 12VDC dòng từ 5A trở lên- Mạch được thiết kế nhỏ gọn- Linh kiện dễ tìm thấy ngoài thị trường- Có thể cung cấp điện cho mọi hoạt động, sinh hoạt và sản xuất khi lưới điện quốc gia

cúp điện

2. Nhược điểm:- Vì đây là mạch khuyếch đại điện áp (DC->AC) nên mạch cần phải có điện áp cung cấp

DC ổn định. Vì thế khi bình Acquy không đủ 12VDC thì mạch sẽ không thể hoạt động được đúng theo yêu cầu

- Mạch chỉ sử dụng cho các thiết bị có công suất nhỏ (dưới 40W)- Tất cả các cuộn dây trong biến thế phải được cách điện tốt giữa các lớp liền nhau.- Các transistor công suất cần phải có hệ thống tản nhiệt để chúng không bị quá nóng dẫn

đến hư hỏng.- Trước khi cung cấp nguồn một chiều cần phải cắm tải sẳn, để tránh gây đột biến sẽ làm

cho các Transistor công suất mau hỏng.

3. Những kiến thức, kinh nghiệm có được khi thực hiện đề tài:- Phải tìm kiến những mạch phù hợp với khả năng (cả trình độ lẫn tài chính)- Tham khảo ý kiến của GVHD trước khi bắt tay vào thi công- Phải tìm hiểu nguyên lý hoạt động của mạch một các ki càng- Xem thử coi linh kiện được chọn có là loại dễ tìm thấy ngoài thị trường hay không- Tham khảo thêm kiến thức về mạch thực hiện trên Internet và các diễn đàn điện tử.

II. Hướng phát triển đề tài:- Mạch có thể được sử dụng để làm thiết bị lưu điện cho máy vi tính UPS…

III. Tài liệu tham khảo:Đề tài được hoàn thành từ các nguồn tài liệu: Internet: http://dientuvietnam.nethttp://diendandientu.comhttp://dientuvienthong.nethttp://biendt.bizhttp://Ebook.edu.vnhttp://www.alldatasheet.com

Ebook: Tài liệu điện tử công suất – Nguyễn Bính – NXB ĐH KHKTTài liệu hướng dẫn sử dung Orcad 9.2

Sách tham khảo: Mạch điện thực dụng – Ks Nguyễn Đức ÁnhBài giảng Vật Liệu Linh Kiện Điện Tử - Bùi Thị Kim Chi

…::: The End :::…


http://www.alldatasheet.com/

http://Ebook.edu.vn/

http://biendt.biz/

http://dientuvienthong.net/

http://diendandientu.com/

http://dientuvietnam.net/

Do an Dien Tu Cong Suat

Documents

Transcript of Do an Dien Tu Cong Suat