Tìm hiểu và thực hiện mạch kích điện áp từ nguồn ắc qui 12v lên 220v 500w

Báo cáo thực tập tốt nghiệp
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
Tìm hiểu và thực hiện mạch kích điện áp từ
nguồn ắc qui 12V lên 220V-500W
Giáo viên hướng dẫn :Vũ Quang Hưng
Sinh viên thực hiện :Phạm Quang Sáng
Lớp : Tự động hoá 4 – K54
Nhóm 1 1
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP
CHƯƠNG II : SỬ DỤNG IC CD4047 và TRANSISTOR
2N3055
1. Sơ đồ nguyên lý
a. Mạch điều khiển
b. Mạch lực
c. Linh kiện sử dụng
2. Giới thiệu chi tiết các linh kiện
a. Mạch điều khiển
 IC
CD4047
 IC
LM324
b. Mạch lực
 Transistor H1061
 Transistor 2N3055
3. Nguyên lý làm việc

4. Mạch in
Nhóm 1 2
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
a. Mạch điều khiển
b. Mạch lực
CHƯƠNG III : SỬ DỤNG IC SG3525 và MOSFET
IRF3205
1. Sơ đồ nguyên lý
a. Sơ đồ
b. Linh kiện sử dụng
2. Giới thiệu chi tiết các linh kiện
a. IC
SG3525
b. MOSFET
IRF3205
3. Nguyên lý làm việc
4. Mạch in
CHƯƠNG IV : BIẾN
ÁP
CHƯƠNG V : KẾT
LUẬN
KẾT
LUẬN
TÀI LIỆU THAM
KHẢO
Nhóm 1 3
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU

Việc đảm bảo cung cấp nguồn điện liên tục và ổn định đang là nhu cầu hết
sức cần thiết, hiện nay do nguồn điện lưới cung cấp chưa đủ nên việc mất điện xảy
ra rất thường xuyên. Vì vậy sử dụng các nguồn điện dự phòng đang rất phổ biến,
tuy vậy vấn đề đặt ra là có thể biến đổi các nguồn dự phòng một chiều như acquy
thành nguồn điện xoay chiều có chất lượng và công suất đủ để sinh hoạt và sản
xuất. Trong đợt thực tập vừa qua nhóm em được phân công thực hiện mạch kích từ
nguồn 12v lên 220v - 500w.
Quá trình thực tập này dưới sự hướng dẫn của thầy Vũ Quang Hưng chúng
em đi sâu tìm hiểu mảng biến đổi năng lượng một chiều ra năng lượng xoay chiều
mà cụ thể là mạch kích điện áp 12V một chiều lên điện áp 220V xoay chiều công
suất 500W.Mạch này được ứng dụng nhiều trong đời sống sinh hoạt. Mạch có
nhiêm vụ cung cấp nguồn năng lượng cho tải khi mất điện .Do thời gian thực tập
không nhiều nên sản phẩm thiết kế còn có nhiều lỗi do thực tế khác nhiều so với
mạch lý thuyết.Chúng em sẽ tiếp tục tìm hiểu và phát triển mở rộng hơn nữa các
ứng dụng của mạch sau này.
Trong thời gian thực tập vừa qua nhóm em xin chân thành cảm ơn sự hướng
dẫn và chỉ bảo tận tình của thầy Vũ Quang Hưng.Thầy đã giúp chúng em có được
thêm nhiều những kiến thức và kinh nghiệm quí báu để phục vụ cho việc học tập
cũng như cho công việc trong tương lai.Sau đây chúng em xin trình bày về mạch
và những kiến thức chúng em đã tìm hiểu được trong thời gian thực tập vừa qua.
Nhóm 1 4
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
Có 2 phương pháp để biến đổi điện áp 1 chiều 12V lên điện áp xoay chiều
220V
Phương pháp thứ nhất: Điện áp 1 chiều 12V được nghịch lưu thành điện áp 12V
xoay chiều sau đó điện áp 12V xoay chiều này được đưa qua máy biến áp để đưa
lên điện áp 220V-500W.Đây là phương pháp biến đổi gián tiếp.Nhược điểm của
phương pháp này là có sự hao tổn công suất trong quá trình nghịch lưu.Tuy nhiên

với phương pháp này thì điện áp qua 1 số khâu nữa có thể cho dạng sin hơn ở đầu
ra.
Phương pháp thứ hai: Điện áp 1 chiều 12V được đưa thẳng vào biến áp để đưa
lên điện áp 220V xoay chiều.Điện áp 1 chiều này cho qua máy biến áp bằng cách
đóng mở liên tục nhờ các van công suất với tần số của lưới điện 50Hz.Ưu điểm của
phương pháp này là không có sự tổn hao công suất nhiều do có sự biến đổi trực
tiếp và cấu tạo mạch khá đơn giản.Tuy nhiên phương pháp này cũng có những
nhược điểm của nó.Điện áp đầu ra có dạng xung không sin ảnh hưởng lớn đến tải
Nhóm 1 5
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
cảm.Ở đây do thời gian tìm hiểu còn hạn chế nên chúng em thực hiện quá trình này
bằng phương pháp hai tức là biến đổi trực tiếp.
CHƯƠNG II :BIẾN ĐỔI 12V DC SANG 220V AC DÙNG
IC CD4047 và TRANSISTOR 2N3055
1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
a. Mạch điều khiển
Nhiệm vụ của mạch này là tạo ra xung để điều khiển sự đóng mở của
transistor ở mạch lực
Nhóm 1 6
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Hình 1 : Mạch điều khiển sử dụng CD4047 và LM324
b. Mạch lực
Mạch này thực hiện nhiệm vụ đóng mở cho dòng điện qua máy biến áp tạo
dòng xoay chiều.
Nhóm 1 7
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Hình 2 : Mạch lực sử dụng BJT 2N3055

c. Linh kiện sử dụng
 Mạch điều khiển
1 biến trở 1k ôm
1 tụ điện hóa 4.7µF
1 IC 4047
1 IC LM324
2 điện trở 4.7k ôm
Các Connector đầu vào và đầu ra của mạch
 Mạch lực
2 transistor công suất tầm trung H1061
Nhóm 1 8
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
6 transistor công suất 2N3055
Các Connector đầu vào và đầu ra của mạch
2. GIỚI THIỆU CHI TIẾT CÁC LINH KIỆN
a. Mạch điều khiển
 IC 4047
Hình 3 : Sơ đồ chân CD4047.
Chân 1 : C-Timing được nối với đầu dương của tụ
Chân 2 : R-Timing được nối với 1 đầu của trở 1k
Chân 3 : Đầu chung của RC
Chân 4 : Trạng thái bền
Chân 5 : Trạng thái không bền
Chân 6 : Chân kích khởi âm
Nhóm 1 9
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Chân 7 : GND
Chân 8 : Chân kích khởi dương

Chân 9 : Thiết lập lại trạng thái ban đầu
Chân 10 : Đầu ra Q không đảo
Chân 11 : Đầu ra Q đảo
Chân 12 : Kích khởi lại
Chân 13 : Đầu ra OSC
Chân 14 : VCC(từ 3V đến 15V)
 Độ rộng của xung vuông đầu ra IC 4047 được tính theo công thức:

T
OSC
= 2.48 ×R ×C
f
OSC
=
Nhóm 1 10
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Hình 4 : Sơ đồ khối.
Hình 5 : Sơ đồ logic
Nhóm 1 11
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
 IC LM324
Nhóm 1 12
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Hình 6 : Sơ đồ chân
Chân 1: Đầu ra
Chân 2: Đầu vào đảo
Chân 3: Đầu vào không đảo

Chân 4: VCC
Chân 5: Đầu vào không đảo
Chân 6: Đầu vào đảo
Chân 7: Đầu ra
Chân 8: Đầu ra
Chân 9: Đầu vào đảo
Chân 10: Đầu vào không đảo
Chân 11: GND
Chân 12: Đầu vào không đảo
Nhóm 1 13
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Chân 13: Đầu vào đảo
Chân 14: Đầu ra
Hình 7 : Sơ đồ mạch 1/4
b. Mạch lực
 Transistor H1061(NPN)
Nhóm 1 14
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Hình 8 :Hình dạng thực – kiểu đóng gói TO -220AB

Hình 9 :Thứ tự chân
Hình 10 : Bảng giá trị lớn nhất của điện áp giữa các cực và dòng qua nó
Nhóm 1 15
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Đây là transistor công suất tầm trung khá phổ biến có thể dễ dàng tìm mua ngoài
thị trường
 Transistor 2N3055(NPN)

Hình 11 : Hình dạng thật kiểu đóng gói TO-204AA (TO -3)
Hình 12 : Thứ tự chân
Nhóm 1 16
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Hình 13 : Bảng giá trị lớn nhất của điện áp giữa các cực và dòng qua nó

3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.
Khối điều khiển: Như đã giới thiệu ở trên mạch điều khiển gồm các linh kiện
chính là IC 4047 và LM324.
IC 4047 đóng vai trò chính trong mạch này.IC này được nuôi bằng nguồn 12V
cung cấp vào chân 14.Qua IC này tạo ra được 2 xung dương có giá trị ngược nhau
tại 2 chân đầu ra Q và Q đảo.Cặp RC có tác dụng tạo dao động, ta có thể thay đổi
tần số đầu ra của xung điều khiển bằng cách điều chỉnh giá trị của biến trở.
Sau đó xung này được đưa qua 2 bộ khuếch đại thuật toán của LM324.Để
tránh dòng vào quá lớn từ xung đầu ra của IC 4047 có thể gây hỏng LM324 ta cho
dòng ra này qua 1 điện trở 4.7k ôm ở mỗi cổng ra Q và Q đảo.Sau khi xung vào
LM 324 sẽ được khuếch đại lên để có thể mở được transistor H1061 ở mạch
lực.Xung đầu ra 4047 được cấp vào chân không đảo của của bộ khuếch đại thuật
toán còn chân đảo lấy điện áp phản hồi đầu ra của bộ khuếch đại thuật toán.Điện
Nhóm 1 17
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
áp bão hòa lấy là 12V.Xung đầu ra của LM 324 có nhiệm vụ đóng mở các
transistor ở mạch lực với tần số 50Hz.
Khối mạch lực: Khi có xung dương đầu ra Q đầu ra Q đảo sẽ bằng 0, đến H1061
transitor này sẽ được thông cực B, điều này làm cho có dòng chủ đạo chảy qua cực
C về cực E của transistor này.Khiến có dòng chủ đạo qua cực B của transistor
2N3055 thứ nhất.Transistor này mở làm mở cặp 2 transistor 2N3055 mắc song
song ở sau.Cặp transistor này mở làm dòng chính từ ắc qui chảy qua cuộn sơ cấp,

qua cặp transistor rồi về đất.Do có dòng qua cuộn sơ cấp nên bên cuộn thứ cấp sẽ
xuất hiện 1 sức điện động sinh ra dòng chảy theo 1 chiều nào đó mà ta tạm gọi là
nửa chu kì dương của cuộn thứ cấp.Tiếp đó khi có xung dương Q đảo đầu ra Q sẽ
bằng 0 cặp transitor dưới sẽ mở sinh ra nửa chu kì âm bên cuộn thứ cấp.Cứ như thế
việc đóng mở transistor với tần số 50Hz nhờ 4047 sẽ sinh ra điện áp biến thiên với
tần số 50Hz ở cuộn sơ cấp.Tuy nhiên điện áp này sẽ có dạng xung vuông không sin
vì việc đóng mở nguồn 1 chiều 12V chỉ tạo ra được các xung vuông.
4. MẠCH IN
a. Mạch điều khiển
Nhóm 1 18
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Hình 14 : Mạch in mạch điều khiển
b. Mạch lực
Hình 15 : Mạch lực
Nhóm 1 19
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Nhóm 1 20
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
CHƯƠNG III : BIẾN ĐỔI 12V DC SANG 220V AC DÙNG
SG3525 và MOSFET IRF3205
1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
a. Sơ đồ nguyên lý
Nhóm 1 21
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Hình 16 : Sơ đồ nguyên lý
b. LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH .

STT Loại Kí hiệu Giá trị Miêu tả cách đóng
gói
1 Điện trở R
1
470 Ω RES 40
2 R
2
100 kΩ RES40
3 R
3
,R
5
,R
7
,R
8
10 kΩ RES 40
4 R
4
,R
6
100 Ω - 1W RES 40
5 R
9
100 Ω RES 40
6 R
10
4.7 kΩ RES 40
7 Tụ điện C
1

104 ( 1 uF) Tụ gốm
8 C
2
10 uF ELEC-RAD30
9 C
3
10uF Tụ hoá lọc
10 C
4
,C
5
103 ( 0.1 uF) Tụ gốm
11 Biến trở RV
1
,RV
2
50KΩ Biến trở chỉnh tinh
12 Diode D
1
4007 DO-41
13 IC PWM U
1
SG3525 TO-220AB
14 MOSFET Q
1
,Q
2
IRF 3205 TO-220
15 Đầu nối J1,2,3,4
2. GIỚI THIỆU CHI TIẾT CÁC LINH KIỆN

Nhóm 1 22
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
a. IC điều chế PWM Motorola SG3525
 Giới thiệu sơ lược về IC SG3525
IC này là IC dùng để tạo xung vuông dương,ưu điểm của IC này so với IC
tương tự như TIMER 555,556 hay CD4047 là IC này có khả năng chuyển sang chế
độ Soft-Start khi điện áp vào không đạt yêu cầu hay shutdown để bảo vệ IC.Ngoài
ra IC này có hồi tiếp phản hồi và bù sai lệch về đầu vào để điều chỉnh sao cho đầu
ra chính xác hơn so với các họ IC khác.
IC cho ra 2 xung vuông ở đầu ra A và B lệch nhau.
 Công thức tính.
T
OSC
= × C
T
× R
T
f
OSC
=
f
OSC
= 0.1 – 400 kHz
 Đóng gói
Hình 17 : SG3525 tiếp vĩ ngữ N được đóng gói theo chuẩn DIL-16.
Nhóm 1 23
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Hình 18 : SG3525 tiếp vĩ ngữ DW được đóng gói theo chuẩn SO-16L

 Pin
Hình 19 : Sơ đồ pin của SG3525
Nhóm 1 24
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
 Giới thiệu về các chân của SG3525
• Pin 1- Inv.Input : Đầu vào đảo.
• Pin2 - Noninv.Input : Đầu vào không đảo.
• Pin 3- Sync : Chân đồng bộ hoá,cho phép đồng bộ xung với các đơn vị khác
hoặc với một bộ dao động gắn ngoài.
• Pin 4 - OSC Output : Đầu ra xung của bộ tao dạo động gắn trong.
• Pin 5 - C
T
: Chân này gắn với một tụ điện quyết định tần số dao động của bộ
tạo dao động =>quyết định xung ra,C
T
= 0.001uF-0.2uF.
• Pin 6 - R
T
: Gắn với một điện trở để quyết định tần số của bộ tạo dao động
=>quyết định xung ra,R
T
=2.0kΩ - 150kΩ.
• Pin 7 - Discharge : Chân xả tụ,chân này được nối với tụ và 1 điện trở gắn
giữa C
T
sẽ quyết định thời gian cách giữa các xung.
• Pin 8 - Soft-Start : Chân này nối với 1 tụ giúp khởi động êm hơn và chế độ
soft-start được kích hoạt khi so sánh với điện áp tham chiếu V
ref

• Pin 9 - Compensation : Chân bù chân này được hồi tiếp về chân đầu vào
đảo góp phần điều chỉnh xung ra sẽ bù nếu có sai lệch về xung
• Pin 10 - Shutdown : Chân shutdown kiểm soát mạch soft-start và cả mức ra
.Khi điện áp cấp vào không đạt yêu cầu thì qua chân này sẽ điều khiển mạch
soft-start hoạt động ngoài ra pin shutdown này cũng được nối hồi tiếp về đầu
vào không đảo khi để điều chỉnh đầu ra nối đất để bảo vệ IC.
• Pin 11 - Output A : Đầu ra A,xung vuông dương.
• Pin 12 - Ground : Nối đất.
Nhóm 1 25
TỰ ĐỘNG HOÁ 4 – K54