THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN MỘT CHIỀU ỔN ÁP

1
Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN


ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN MỘT CHIỀU ỔN ÁP

Nhóm sinh viên thc hin : 1.Nguyn c Cnh
2.Hoàng Văn Chính
3 ào Văn Chung
Khóa : 2011-2015
Ngành ào to : in-in T
S ơn v hc trình : 2 tín ch
Ni dung cn hoàn thành :
 Lp k hoch thc hin và báo cáo úng tin .
 Nghiên cu ng dng thc t ca mch.
 Gii thiu thông s , ng dng ca các phn t trong mch.
 Tính toán , la chn linh kin.
 Quyn thuyt minh và các bn v



Giáo viên hưng dn :
Lý Văn t


2
Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN

Nhn xét ca giáo viên hưng dn:
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
…………………………………………………
………………………………………………....


3
Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN

MỤC LỤC
LI NÓI U
……………………………………………………...
4

Phn 1: GII THIU CHUNG V MT S LOI LINH KIN DÙNG
TRONG MCH.

1. in tr
……………………………………………..
5
2. T in
…………………………............................
8

3. Diode
……………………………………………..
10

4. Bin áp
……………………………………………
20

5. IC n áp
…………………………………………...
23


Phn 2:Sơ  và nguyên lí làm vic ca mch in
1.Sơ  nguyên lí
……………………………………..…
32


2.Nguyên lí làm vic
…………………………………..…
35
3.Tài liu tham kho

…
……………………………..….….
42

Kt lun
……………………………………….………….
43





4
Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN
Lời Mở Đầu
Cùng vi s phát trin ca nn kinh t và khoa hc k thut trên con ưng công
nghip hoá và hin i hoá t nưc. Ngành in-in t nói chung ã có nhng
bưc tin vưt bc và mang li nhng thành qu áng k.  thúc y nn kinh t
ca t nưc ngày càng phát trin, giàu mnh thì phi ào to cho th h tr có 
kin thc và k năng  áp ng nhu cu ngày càng cao ca xã hi.Vì vy cn òi
hi phi nâng cao cht lưng ào to, ưa ra các phương pháp cùng vi trang thit
b dy hc hin i vào trong ging ưng, trưng hc có như vy thì trình  ca
sinh viên ngày càng cao mi áp ng ưc nhu ca xã hi. Trưng HSPKT
Hưng Yên là mt trong s nhng trưng ã rt trú trng n vic hin i hoá
trang thit b nhm nâng cao hiu qu trong ging dy cũng như giúp sinh viên có
kh năng thc t cao.
 sinh viên có tăng kh năng tư duy và làm quen vi công vic thit k,
ch to chúng em ã ưc giao cho thc hin  án: “Thiết kế, chế tạo bộ nguồn
một chiều” nhm cng c v mt kin thc trong quá trình hc cũng như trên thc

t.
Sau khi nhn  tài, nh s giúp  tn tình ca thy Lý Văn Đạt cùng vi
s l lc c gng ca c nhóm, s tìm tòi, nghiên cu tài liu, n nay  án ca
chúng em v mt cơ bn ã hoàn thành. Trong quá trình thc hin dù ã rt c
gng nhưng do trình  còn hn ch kinh nghim còn ít nên không th tránh khi
sai sót. Chúng em mong nhn ưc s ch bo giúp  và óng góp ý kin ca các
thy,cô giáo trong khoa   án ca chúng em ngày càng hoàn thin hơn
!



Trưng SPKTHY
Khoa : in-in T


Phần 1: GIỚI THIỆ

1.
ĐIÊN TRỞ

 Khái niệm
in là loi linh kin th 
chúng có tác dng cn tr dòng
trí ca in tr trong mch.
Ký hiu : R
Biu thc xác nh:

trong ó:
- U: là hiu in th gi
- I: là cưng  dòng

- R: là in tr ca vt d
 Phân loại
Có 3 loi in tr chính (theo c
- Than ép: Loi này có công
- Màng than: Loi này có công su
- Dây qun: Loi này có công su
5
 ÁN MÔN H
MCH VÀ THI
ỆU CHUNG VỀ MỘT SỐ LOẠI LINH KI
ĐIỆN TỬ
ng không th thiu trong các mch in và
dòng in to st áp  thc hin chc năng tùy theo v

 gia hai u vt dn in, o bng vôn (V).
òng in i qua vt dn in, o bng ampe (A).
a vt dn in, o bng Ohm (Ω).
(theo cu to) :
i này có công sut < 3W và hot ng  tn s thp.
i này có công sut > 3W và hot ng  tn s cao.
i này có công sut > 5W và hot ng  tn s thp.
ÁN MÔN HC
CH VÀ THIT B IN
I LINH KIỆN
n và in t,
ăng tùy theo v
(V).
(A).

6
Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN


 Đặc điểm của điện trở:

-
in tr làm vic ph thuc vào nhit  ca nó do ó tr s thay i khi
có dòng chy qua do có hin tưng bin i năng lưng in thành năng
lưng nhit trên thân in tr
- Công sut ca in tr

P=U.I= I
2
.R
Vi:
-P là công sut (W).
-U là hiu in th (V).
-I là cưng  dòng in (A)
-R là giá tr ca in tr (Ω).

-Giá tr ca in tr còn thay i theo thi gian hay trong nhng iu kin c bit
theo tn s tín hiu xoay chiu tác ng lên nó.
-Khi có hai hay nhiu in tr R1, R2,R3…Rn mc ni tip nhau thì in tr tng
cng bng tng các in tr :

R = R
1

+ R
2
+ R
3
…+ R
n




7
Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN
Khi ó I=I
1
=I
2
= I
3
…= I
n

U = U
1
+ U
2
+ U
3
…+ U
n

Khi mc hai hay nhiu in tr R
1
, R
2
,…,R
n
song song thì in tr tương ương
ca chúng ưc tính bi:



Khi ó U
1
=U
2
=U
3
=…=U
n

I
1
=I
2
=I
3
=…=I
n

Ký hiệu của điện trở trong mạch điện.

R

VR

t
o
R


Chuẩn EU

Chuẩn US

Biến trở

Điện trở nhiệt

Quang trở



R

8
Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN

Hình dạng thực tế một số loại điện trở.

10 5W

6,8 10W


Điện trở thường

Điện trở công
suất

Điện trở công
suất

Biến trở


2. TỤ ĐIỆN
 Khái niệm
T in là mt loi linh kin th ng ưc s dng rt rng rãi trong các mch in
t, có kh năng tích tr năng lưng dưi dng t trưng.
Ký hiêu là C
Biu thc xác nh :

1
C
Z
C
ω

=
(F)
 Phân loại tụ điện
Có rt nhiu phương pháp phân loi  ây ta da vào cht ch to bên trong ca t
in thì có các loi sau:
-Nhóm t mica, t selen, t cemamic nhóm này làm vic  khu vc tn s



9
Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN
cao tn
- Nhóm t s, sành.giy du: nhóm này hot ng  khu vc tn s trung
bình.
- T hóa làm vic  khu vc tn s thp

 Đặc điểm của tụ điện:
- Dùng  tích in, và x in, ch cho tín hiu xoay chiu i qua, ngăn dòng mt
chiu.
- Kh năng np, x in nhiu hay ít ph thuc vào in dung C ca t.
- ơn v o in dung ca t  mch: pF(picro Fara),nF(nano Fara),
(micro Fara).
- Ghép ni tip: Các t C1, C2,..., Cn ghép ni tip thì in dung tương ương C
ca b t có giá tr xác nh bi.
1/C= (1/C
1
) + (1/C
2
) +….+(1/C

n
)
- Ghép t song song: Các t C1, C2, ..., Cn ghép song song thì in dung
tương ương C ca b t ưc xác nh bi
C= C
1
+ C
2
+…+C
n
Ký hiệu của tụ điện trong mạch điện.






T không

phân cc

T hoá

có phân cc

T hoá

có phân cc

T hoá

không phân
cc

T bin dung
và t vi chnh



Trưng SPKTHY
Khoa : in-in T

3. DIODE

 Khái niệm
Diode bán dn có cu to là m
cc ni ra t min p gi là Anôt (A), c
Kí hiu:



10
ng SPKTHY  ÁN MÔN H
MCH VÀ THI
o là mt chuyn tip p-n vi hai in cc ni ra,
i là Anôt (A), cc ni ra t min n gi là katôt (K).

Hình dạng thật của diot






Cấu tạo bên trong


ÁN MÔN HC
CH VÀ THIT B IN
i ra,
i là katôt (K).

11
Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT IN


Khi diode có in th Anôt dương hơn so vi Katôt, ta nói diode ưc
phân cc thun
i qua
, diode dn in.
Ngưc li, khi diode có in th Anôt âm hơn so Katôt thì diode b phân cc ngưc,
diode không có dòng in

 Tính chất của diot
Diode ch dn in theo mt chiu t anot n katot theo nguyên lý dòng
in chy t nơi có in th cao n nơi có in th thp mun có dòng in

qua diode theo chiu t nơi có in th cao én nơi có in th thp cn
phi t  anot mt in th cao hơn  katot.Khi ó U
AK
>0 và ngưc chiu
vi in áp tip xúc (U
TX
).Như vy mun có dòng in qua diode thì in
trưng do U
AK
sinh
ra phi mnh hơn in trưng tip xúc,tc la
U
AK
>U
TX
.Khi ó mt phn ca
in áp U
AK
dùng  cân bng vi in áp
tip xúc (khong 0,6 V)phn còn li dùng  to dòng in thun qua diode.


Khi U
AK
>0,ta nói diode phân cc thun và dòng in qua diode lúc ó gi
là dòng in thun (chiu t A sang K). Khi U
AK
ã  cân bng vi in áp
tip xúc thì diode tr nên dn in rt tt,
tc là in tr ca diode lúc ó rt

thp (khong vái chc ohm).Do vy phn
in áp  to ra dòng in thun
thưng nh hơn nhiu so vi phn in áp dùng  cân bng vi U
TX
. Thông
thưng phn in áp dùng  cân bng vi U
TX
cn khong 0.6V và phn in áp
to ra dòng thun khong 0.1-0.5V tùy theo dòng thun vài chc mA hay ln n vài
Ampe.Như vy giá tr ca U
AK
  có dòng qua diode khong 0.6-1.1V. Ngưng
0.6V là ngưng diode bt u dn và U
AK
=0.7V thì dòng qua diode khong vài chc

12

Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN

mA.Nu diode còn tt thì nó không dn in theo chiu ngươc tư K-A.Thc t vn
tn ti dòng ngưc nu diode b phân cưc ngưc vi hiu in th ln.Tuy nhiên
dòng ngưc rt nh cõ µA và thưng không thưng quan tâm ti cac ng dng công
nghip.Mi diode chnh lưu u không dn in theo chiu ngưc nhưng nu in áp
ngưc quá ln thì diode b ánh thng,dòng in
qua diode tăng nhanh và t cháy diode . và vy khi s dng tuân th 2 iu
kin sau :
- Dòng in thun qua diode không ưc ln hơn giá tr ti a cho phép
- iên áp phân cc ngưc ( U

AK
) không ưc ln hơn V
BR
(mt ngưng
ánh thng )
VD : Diode 1N4007 có thông s kĩ thut do hãng sn xut như
sau
V
BR
=1000V , IF
MAX
=1A , VF=1,1V khi IF
MAX
=IF
Cho bit :
- Dòng in thun không ưc ln hơn 1A
- U
ngưc MAX
t vào diode không ưc ln hơn 1000V
- U
thun
(U
AK
) có th tăng n 1,1V nu I
thun
= 1A
Lưu ý i vi diode chnh lưu chung thì U
AK
= 0,6V thì diode bt u dn
in và khi U

AK
= 0,7V thì dòng qua diode t n vài chuc mA

 Đặc tuyến Von - Ampe của diode bán dẫn.



13

Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN


c tuyn Von-Ampe ca diode ưc chia làm 3 vùng :




14

Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN


Vùng 1: ng vi trưng hp phân cc thun in áp nh dòng in ln in tr
nh (
Ω)

Vùng 2: Diode phân cc ngưc ( khoá), in áp vài chc n vài trăm vol,
dòng in nh và in tr ln (k

Ω
).
Vùng 3: Vùng ánh thng, dòng in tăng t ngt, in áp hu như không
tăng
Nguyên nhân do nhit  quá cao hoc in áp ngưc quá ln dn
n diode mt
tính cht van dn

Các tham s gii hn ca diode :
- in áp ngưc cc i  diode còn th hin tính cht van (chưa b ánh
thng): U
ngc max
( thưng giá tr U
ngc
max
chn khong 80% giá tr in áp
ánh thng U
dt
.

- Dòng in cho phép cc i qua van lúc m: I
Acf

- Công sut tiêu hao cc i cho phép trên van  chưa b hng vì nhit: P
cf


 Diode phát quang

Khi mt diode ưc phân cc thun, các in t t bán dn loi n sang lp y l

trng trong bán dn loi p to ra dòng in thun. i vi diode bình
thưng ch to
t Ge và Si thì s tái hp gia in t và l trng to ra năng
lưng dưi dng
nhit

15

Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN

Diode phát quang (LED) là loi diode dùng các cht bán dn c bit như
Ga,As. Vi các cht này s tái h in t và l trng s to ra ánh sáng.
Tuỳ theo cht bán dn mà LED phát ra ánh sáng có màu khác nhau như vàng, xanh
lá, , in áp ngưng ca LED: Vz=1,7V. Dòng in: ID = 5mA

.
LED dùng trong
các mch ch th, cho bit trng thái ca mch như báo ngun, báo mc logic, báo âm
lưng,...
 Ứng dụng của diode
Diode ưc ng dng nhiu trong các mch in t :
- Dùng  chnh lưu, n nh in áp.
- Dùng hn bin tín hiu tránh ưc nhiu.
- Dùng  tách sóng tín hiu ra khi sóng mang cao tn.
- Dùng  chn cng hưng ài
 Mạch chỉnh lưu
Mt mch chnh lưu là mt mch in có các thit b in t, dùng  bin
i dòng in xoay chiu thành dòng in mt chiu. Các mch chnh lưu
có th dùng trong các b ngun cp in, và trong các mch tách sóng ca

tín hiu vô tuyn. Các mch chnh lưu có th ưc lp bng các it bán
dn, các èn chnh lưu thy ngân và các k thut khác Mt mch chnh
lưu là mt mch in có các thit b in t, dùng  bin i dòng
in xoay chiu thành dòng in mt chiu. Các mch chnh lưu
có th dùng trong các b ngun cp in, và trong các mch tách


16

Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN
sóng ca tín hiu vô tuyn. Các mch chnh lưu có th ưc lp bng
các it bán
dn, các èn chnh lưu thy ngân và các
k thut khác.
Khi ch dùng mt it ơn l  chnh lưu dòng in xoay chiu,
bng
cách khóa không cho phn dương hoc phn âm ca dng
sóng i qua mch in, thì thut ng "chnh lưu" và "it" có th
ưc xem như là
mt. a s các mch chnh lưu s dng nhiu
it vi các cách sp xp
khác nhau  có th bin i t xoay
chiu thành mt chiu tt hơn
trưng hp s dng mt it riêng
l. Trưc khi các it bán dn phát trin, ngưi ta còn dùng các mch
chnh lưu s dng èn in t chân không ,
èn chnh lưu thy
ngân, các dãy bán dn a tinh th seleni.
Các máy truyn thanh vô tuyn u tiên, ngưi ta gi là các máy tinh th,

dùng mt si "râu mèo" hoc mt kim nhn tip xúc nh vào mt im
trên mt khi tinh th galena (sunphát chì)  to ra mt it tip im,
hoc mt b tách sóng tinh th. Trong h thng sy t khí, các b phát
hin la có th dùng. Hai in cc trong mt v bc kín có th sn sinh ra
dòng in và có th chnh lưu ưc mt dòng in xoay chiu, nhưng ch
khi chúng nhìn thy ngn la
 Mạch chỉnh lưu nửa sóng
Mt mch chnh lưu na sóng ch mt trong na chu kỳ dương hoc âm có
th d dàng i ngang qua it, trong khi na kia s b khóa, tùy thuc vào


17
Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN

chiu lp t ca it. Vì ch có mt na chu kỳ ưc chnh lưu, nên mch
chnh lưu na sóng có hiu sut truyn công sut rt thp. Mch hnh lưu
na sóng có th lp bng ch mt i t bán dn trong các mch ngun mt
pha





 Mạch chỉnh lưu cả sóng
Mch chnh lưu toàn sóng bin i c hai thành phn cc tính ca dng
sóng u vào thành mt chiu. Do ó nó có hiu sut cao hơn. Tuy nhiên
trong mch in không có im gia ca bin áp ngưi ta s cn n 4 it
thay vì mt như trong mch chnh lưu na sóng. iu này có nghĩa là u
cc ca in áp ra s cn n 2 it  chnh lưu, thí d như 1 cho trưng

hp im X dương, và 1 cho trưng hp im X âm. u ra còn li cũng
cn chính xác như th, kt qu là phi cn n 4 it. Các it dùng cho
kiu ni này gi là cu chnh lưu






18
Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN

B chnh lưu toàn sóng bin i c 2 na chu kỳ thành mt in áp u ra có mt
chiu duy nht: dương (hoc âm) vì nó chuyn hưng i ca dòng in ca na chu kỳ
âm (hoc dương)ca dng sóng xoay chiu. Na còn li s kt hp vi na kia thành
mt in áp chnh lưu hoàn chnh. i vi ngun xoay chiu mt pha, nu dùng bin
áp có im gia, ch cn 2 it ni âu lưng vi nhau (nghĩa là anode-vi-anode hoc
cathode-vi-
cathode)có th thành mt mch chnh lưu toàn sóng





Mt mch chnh lưu dùng èn chân không thông dng s dng mt èn có 1
cathode và 2 anode trong cùng mt v bc; Trong trưng hp này, 2 it ch
cn mt bóng chân không. Các èn 5U4 và 5Y3 là nhng thí d thông dung
nht cho kiu mch này.
Mch in ba pha cn n 6 it. Thông thưng cn 3 cp, nhưng không

phi cùng loi vi it ôi s dng trong chnh lưu mt pha toàn sóng. Thay
vào ó ngưi ta dùng cp it ni tip vi nhau (cathode ni vi Anode.
Thưng thì các it ôi s ưc b trí ra 4 chân,  có th tùy ý u ni cho
mch chnh lưu toàn sóng mt pha, hay mch cu mt pha và ba pha .

Hu tht các thit b phát sinh ra dòng in xoay chiu (như máy phát in xoay
chiu) u phát ra in ba pha. Máy phát in trên xe ô tô có 6 it

19

Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN
chnh lưu cu ba pha  chnh lưu thành dòng in mt chiu, np in cho
bình acquy
 Ứng dụng của mạch chỉnh lưu - Một diode chỉnh lưu và các phụ
kiện giải nhiệt
ng dng cơ bn nht ca mch chnh lưu là trích xut thành phn in mt
chiu hu dng t ngun xoay chiu. Thc tra hu ht các ng dng in t
s dng ngun in mt chiu, nhưng ngun cung cp li là dòng in xoay
chiu. Vì th các mch chnh lưu ưc s dng bên trong mch cp ngun
ca hu ht các thit b in t.





Mch bin i in mt chiu t in áp này sang in áp khác s phc tp hơn.
Mt trong nhng phương pháp i t in mt chiu sang in mt chiu là: u
tiên chuyn t mt chiu thành xoay chiu, (dùng mt mch nghch lưu) sau ó
ưa qua máy bin áp  thay i in áp, và cui cùng là chnh lưu li thành in mt

chiu



20

Trưng SPKTHY  ÁN MÔN HC
Khoa : in-in T MCH VÀ THIT B IN
Các mch chnh lưu cũng ưc ng dng trong mch tách sóng các tín hiu
vô tuyn iu bin biên . Tín hiu có th cn hoc không cn khuch i
trưc khi tách sóng. Nu tín hiu nh quá, phi s dng các it có in áp rơi
rt thp. Trong trưng hp này các t và in tr ti phi la chn cn thn
cho phù hp. Tr s t in thp quá s làm cho sóng cao tn lt sang u ra.
Chn cao quá, nó có th np y và gi nguyên in áp ã ưc np.
in áp ra ca mt mch chnh lưu toàn sóng vi các thyristor ưc iu khin.
Các mch chnh lưu cũng ưc s dng  cp in có cc tính cho máy hàn
in. Các mch như th này ôi khi thay th các it trong cu chnh lưu bng
các Thyristor. Các mch này s có in áp ra ph thuc vào góc kích mi
4 Máy biến áp
 Khái niệm
Máy bin th hay máy bin áp là thit b in gm hai hoc nhiu cun dây, hay 1
cun dây có u vào và u ra trong cùng 1 t trưng. Cu to cơ bn ca máy
bin th thưng là 2 hay nhiu cun dây ng cách in ưc qun trên cùng 1
lõi st hay st t ferit.ghép cách in vi nhau  tránh dòng Fu-co và tăng cưng
t thông qua mch

Máy bin áp có th thay i hiu in th xoay chiu, tăng th hoc h th, u ra
cho 1 hiu in th tương ng vi nhu cu s dng. Máy bin th óng vai trò rt
quan trng trong truyn ti in năng
.