Nghiên cứu ,thiết kế chế tạo mạch boots biến đổi DCDC

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.....................................................................................................................
..................................
…………….................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
..................................................................................
Ngày…Tháng…Năm…
ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

Giáo viên hướng dẫn

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

C

Lời nói đầu
ùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật trên
con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước. Ngành
điện tử nói chung đã có những bước tiến vượt bậc và mang

lại những thành quả đáng kể. Để thúc đẩy nề kinh tế của đất nước ngày
càng phát triển, giàu mạnh thì phải đào tạo cho thế hệ trẻ có đủ kiến thức
để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Đòi hỏi phải nâng cao
chất lượng đào tạo thì phải đưa ra các phương tiện dạy học hiện đại vào
trong giảng đường, trường học có như vậy thì trình độ của con người
ngày càng cao mới đáp ứng được nhu của xã hội. Trường ĐHSPKT
Hưng Yên là một trong số những trường đã rất trú trọng đến việc hiện
đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả trong giảng dạy cũng như

giúp sinh viên có khả năng thực tế cao.
Để các sinh viên có tăng khả năng tư duy và làm quen với công việc
thiết kế, chế tạo chúng em đã được giao cho thực hiện đồ án: “Nghiên

cứu ,thiết kế chế tạo mạch boots biến đổi DC-DC” nhằm
củng cố về mặt kiến thức trong quá trình thực tế.
Sau khi nhận đề tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của giảng viên hướng dẫn
cùng với sự lỗ lực cố gắng của cả nhóm, sự tìm tòi, nghiên cứu tài liệu,
đến nay đồ án của chúng em về mặt cơ bản đã hoàn thành. Trong quá
trình thực hiện dù đã rất cố gắng nhưng do trình độ còn hạn chế kinh
nghiệm còn ít nên không thể tránh khỏi sai sót. Chúng em mong nhận
được sự chỉ bảo giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo trong
khoa để đồ án của chúng em ngày càng hoàn thiện hơn.
ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

Mục lục
Chương 1: Giới thiệu chung về mạch biến đổi DC-DC
1.1.Khái quát về bộ biến đổi DC-DC……………………………………
1.2.Các linh kiện trong mạch……………………………………………
1.2.1 Điện trở ………………………………………………………….
1.2.2 .Tụ điện……………………………………………………………
1.2.3.Linh kiện bán dẫn…………………………………………………
1.2.4.Giới thiệu IC NE555………………………………………………
1.2.5. Mosfet……………………………………………………………

1.2.6. Cuộn cảm………………………………………………………..
Chương 2:Thiết kế sơ đồ mạch
2.1: Sơ đồ nguyên lý của mạch boots (tăng áp)…………………………
2.2 Bộ dao động cho chuyển đổi điện áp……………………………….
2.3 Khối công suất cho chuyển đổi 12vdc lên 24vdc…………………...
2.4.Tính toán các linh kiện trong mạch…………………………………
2.4.1.Nguồn cấp…………………………………………………………
2.4.2.Khối tạo dao động NE555…………………………………………
2.4.3.Cuộn cảm…………………………………………………………..
2.4.4.Chọn diode chỉnh lưu………………………………………………
2.4.5.Tụ điện…………………………………………………………….
Chương 3:Chế Tạo Và Hoàn Thiện
3.1. Thi công mạch in……………………………………………………
3.2. Sơ đồ board…………………………………………………………
Chương 4:Kết luận

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

Chương 1:Giới thiệu chung về mạch biến đổi DC-DC
1.1.Khái quát về bộ biến đổi DC-DC
Bộ biến đổi dc-dc được định nghĩa là bộ điều khiển dòng điện và điện
áp 1 chiều khi nguồn cấp là nguồn 1 chiều.
Khi làm việc ở chế độ điều áp 1 chiều,1 linh kiện điện tử công suất
đang ở trạng thái dẫn sẽ tiếp tục dẫn vì điện áp nguồn không đi qua vị trí

điểm không.Để khóa linh kiện phải cưỡng bức chuyển mạch bằng cách
đặt lên linh kiện 1 điện áp ngược.Đặc tính chuyển mạch có thể phân làm
2 loại:nguồn áp và nguồn dòng.
1.2.Các linh kiện trong mạch
1.2.1. Điện trở
1.2.1.1 Khái niệm, ký hiệu biểu tượng và phân loại điện trở.
a) Khái niệm.
Điện trở là linh kiện thụ động không thể thiếu trong các mạch điện và
điện tử, chúng có tác dụng cản trở dòng điện , tạo sự sụt áp để thực hiện
chức năng theo ý muốn
Ký hiệu là:

R
R=

Được xác định bằng biểu thức:
Đơn vị tính: Ohm

U
I

(Ω)

b) Ký hiệu của điện trở trong mạch điện.
R

R

R

to

VR

Chuẩn EU

Chuẩn US

Biến trở

Điện trở
nhiệt

Quang trở

Bảng 1.3: Bảng kí hiệu điện trở theo chuẩn
c) Phân loại điện trở.
ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

-Phân loại theo cấu tạo có 3 loại cơ bản:
Than ép: Loại này có công suất < 3W và hoạt động ở tần số thấp.
Màng than: Loại này có công suất > 3W và hoạt động ở tần số cao.
Dây quấn: Loại này có công suất > 5W và hoạt động ở tần số thấp.
Phân loại theo công suất:

-Công suất nhỏ: Kích thước nhỏ.
-Công suất trung bình: Kích thước lớn hơn.
-Công suất lớn: Kích thước lớn nhất.
- Lưu ý:
-Kích thước càng lớn khả năng tàn nhiệt càng nhiều.
-Kích thước càng nhỏ khả năng tản nhiệt càng ít.
-Khi ghép nối các điện trở nên chọn có cùng công suất.
-Khi thay thế điện trở cũng phải chọn loại cùng công suất

d) Hình dạng thực tế một số loại điện trở.

10

5W

6 ,8

10W

Điện trở

Điện trở công

Điện trở công

thường

suất

suất

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai

Biến trở


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

Hình 1.4: Một số loại điện trở trong thực tế
Ký hiệu giá trị điện trở.
Giá
trị
điệ
n

3R

33

3

R

0,33

3,3

33

Ω

Ω

Ω

R33

trở

K33

0.33
kΩ

3K3

33K

3,3

33k

kΩ

Ω

M33 3M3 33M

0,33
MΩ

3,3
MΩ

33 MΩ

Bảng 1.5: Bảng giá trị điện trở
1.2.1.2. Xác định chất lượng của điện trở.
-Để xác định chất lượng của điện trở chúng ta có những phương pháp
sau:
Quan sát bằng mắt: Kiểm tra xem màu sắc thân điện trở có chỗ nào bị
đổi màu hay không. Nếu có thì giá trị của điện có thể bị thay đổi khi làm
việc.
Dùng đồng hồ vạn năng và kết hợp với chỉ số ghi trên thân của điện trở
để xác định chất lượng của điện trở.
- Những hư hỏng thường gặp ở điện trở:
Đứt: Đo Ω không lên.
Cháy: do làm việc quá công suất chịu đựng.
Tăng trị số: Thường xảy ra ở các điện trở bột than, do lâu ngày hoạt tính
của lớp bột than bị biến chất làm tăng trị số của điện trở.
Giảm trị số: Thường xảy ra ở các loại điện trở dây quấn là do bị chạm
một số vòng dây(sự cố này ít xảy ra nhất).
ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

1.2.1.3.Các loại điện trở đặc biệt.
- Điện trở nhiệt (Thermitor).
Loại này được chế tạo từ chất bán dẫn, nên có khả năng nhạy cảm với
nhiệt độ.
Nhiệt độ tăng làm tăng giá trị của điện trở (Nhiệt trở dương).
Nhiệt độ tăng làm giảm giá trị của điện trở (Nhiệt trở âm).
- Điện trở cảm nhận độ ẩm.
Độ ẩm tăng làm tăng giá trị của điện trở (dương).
Độ ẩm tăng làm giảm giá trị của điện trở (âm).
- Quang trở (Light Dependent Resistor): Được chế tạo có đặc điểm là
khi ánh sáng chiếu vào sẽ làm thay đổi giá trị điện trở.
- Biến trở (Variable Resister).
- Công dụng: Dùng để biến đổi(thay đổi) giá trị điện trở, qua đó làm thay
đổi điện áp hoặc dòng điện ra trên biến trở.
Ký hiệu:

TVR

VR

Loại thông thường

Loại vi chỉnh

Bảng 1.6 : Kí hiệu một số loại biến trở
Loại thông thường đòi hỏi sự điều chỉnh với độ chính xác không cao.
Loại vi chỉnh được dùng để hiệu chỉnh độ chính xác của mạch điện.

-Lưu ý:
Đối với VR loại than, thực tế có 2 loại: A và B.
Loại A: Chỉnh thay đổi chậm đều, được sử dụng để thay đổi âm lượng
lớn nhỏ trong Ampli, Cassette, Radio, TV, hoặc chỉnh độ tương phản
ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

(Contrass), chỉnh độ sáng (Brightness) ở TV,... Biến trở loại A còn có
tên gọi là biến trở tuyến tính.
Loại B: Chỉnh thay đổi đột biến nhanh, sử dụng chỉnh âm sắc trầm bổng
ở Ampli. Biến trở loại B còn có tên gọi là biến trở phi tuyến hay biến trở
loga.
*Hư hỏng thực tế:
-Đối với các VR loại than thường gặp các hư hỏng như: đứt, bẩn, rỗ mặt
than. Trường hợp mặt than bị bẩn, rỗ mặt sẽ xảy ra hư hỏng thường gặp
trong thực tế ví dụ như ở máy Ampli vặn Volume nghe sột sẹt... Để khắc
phục nhanh hỏng hóc trong trường hợp này ta dùng xịt gió thổi sạch các
cáu bẩn, rồi nhỏ một ít dầu máy khâu vào biến trở là xong.
- Cách đo biến trở:
Vặn đồng hồ về thang đo Ohm.
Đo cặp chân 1-3 rồi đối chiếu với giá trị ghi trên thân biến trở.
Đo tiếp cặp chân 1-2 rồi dùng tay chỉnh thử xem kim đồng hồ thay đổi:
+ Nếu thay đổi chậm ta xác định VR là loại A .
+ Nếu thay đổi nhanh ta xác định VR là loại B.
+ Nếu kim đồng hồ thay đổi rồi lại chuyển hẳn về ∞ là biến bị trở đứt

+ Nếu kim đồng hồ thay đổi rồi lại chuyển về ∞ rồi lại trở lại vị trí gần
đó là biến trở bị bẩn, rỗ mặt.
1.2.2. Tụ điện
1.2.2.1.Khái niệm, ký hiệu biểu tượng và phân loại tụ điện.
a) Khái niệm.
Tụ điện có khả năng tích trữ năng lượng dưới dạng điện trường.
ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

Ký hiệu là:

C

Được xác định bằng biểu thức:
Đơn vị tính: Fara

C=

1
2.π .f.X C

XC =

UC
IC

(F)

b) Ký hiệu của tụ điện trong mạch điện.

Tụ không

Tụ hoá

Tụ hoá

phân cực

có phân cực

có phân cực

Tụ hoá

Tụ biến

không phân

dung và tụ

cực

vi chỉnh

Bảng 1.7: Kí hiệu một số loại tụ điện

c) Phân loại tụ điện.
Có rất nhiều phương pháp phân loại nhưng ở đây ta dựa trên cơ sở chất
chế tạo bên trong tụ điện thì có các loại sau:
-Nhóm tụ Mica, tụ Sêlen, tụ Ceramic nhóm này làm việc ở khu vực tần
số cao tần.
-Nhóm tụ sứ, sành, giấy, dầu: Nhóm này hoạt động ở khu vực tần số
trung bình.
-Tụ hoá học hoạt động ở khu vực có tần số thấp.
d) Công dụng của tụ điện.
-Trong các mạch chỉnh lưu nói trên điện áp hay dòng điện ra tải tuy có
cực tính không đổi, nhưng các giá trị của chúng thay đổi theo thời gian
một cách chu kỳ, gọi là sự đập mạch (gợn sóng) của điện áp hay dòng
điện sau chỉnh lưu.
Một cách tổng quát khi tải thuần trở, dòng điện tổng hợp ra tải là:

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học
∞

∞

n =1

n =1

it = I 0 + ∑ An sin nωt + ∑ Bn cos nωt

Trong đó

là thành phần một chiều và

I0

∞

∞

n =1

n =1

∑ An sin nωt + ∑ Bn cos nωt

là tổng

các sóng hài xoay chiều có giá trị, pha và tần số khác nhau phụ thuộc và
loại mạch chỉnh lưu. Vấn đề đặt ra là phải lọc các thành phần sóng hài
này để cho

it

ít đập mạch, vì các sóng hài gây sự tiêu thụ năng lượng vô

ích và gây sự nhiễu loạn cho sự làm việc của tải.
Trong mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ thành phần một chiều

I0

tăng gấp

đôi so với mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ, thành phần sóng hài cơ bản (n=1)
bị triệt tiêu, chỉ còn các sóng hài bậc từ n = 2 trở lên. Vì vậy mạch chỉnh
lưu hai nửa chu kỳ đã có tác dụng lọc bớt sóng hài.
Người ta định nghĩa hệ số đập mạch KP của bộ lọc:
Kp =

Biên độ sóng hài lớn nhất của it (hay ut)
Giá trị trung bình của it (hay ut)

KP càng nhỏ thì chất lượng của bộ lọc càng cao.
-Người ta đã tính toán rằng khi chỉnh lưu nửa chu kỳ KP = 1,58, khi
chỉnh lưu hai nửa chu kì KP = 0,667.
Để thực hiện nhiệm vụ lọc nói trên, các bộ lọc sau đây thường được
dùng:
+ Lọc bằng tụ điện
Trường hợp này đã được nêu ra trong trường hợp tải điện dung của mạch
chỉnh lưu. Nhờ có tụ nối song song với tải, điện áp ra tải ít nhấp nhô
hơn.

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

Đồ án môn học

C

Rt

Ur

Hình 1.8: Lọc bằng tụ điện
Do sự phóng và nạp tụ qua các 1/2 chu kỳ và do các sóng hài được rẽ
qua mạch C xuống điểm chung, dòng điện ra tải chỉ còn thành phần một
chiều và một lượng nhỏ sóng hài bậc thấp. Việc tính toán hệ số đập
mạch của bộ lọc dẫn tới kết quả:
KP =

2
ωCRt

Nghĩa là tác dụng lọc càng rõ rệt khi C và Rt càng lớn (Rt tiêu thụ dòng
điện nhỏ). Với bộ chỉnh lưu dòng điện công nghiệp (tần số 50Hz hay
60Hz), giá trị của tụ C thường có giá trị từ vài

µF

đến vài nghìn

µF

(tụ

hóa).
-Dùng để tích điện, và xả điện, chỉ cho tín hiệu xoay chiều đi qua, ngăn
dòng một chiều.
-Khả năng nạp, xả điện nhiều hay ít phụ thuộc vào điện dung C của tụ.
-Đơn vị đo điện dung ở mạch điện tử gồm: pF (Pico Fara), nF (nano
Fara),

µF (Micro Fara)

-Khi sử dụng tụ ta phải quan tâm đến 2 thông số:
-Điện dung: Cho biết khả năng chứa điện của tụ.
-Điện áp: Cho biết khả năng chịu đựng của tụ.
e) Ghép tụ:

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

- Ghép nối tiếp làm giảm trị số của tụ, Ghép song song làm tăng trị số
của tụ.
- Ghép tụ hoá nối tiếp thì dương tụ này vào âm tụ kia, song song thì nối
cùng cực.

1.2.2.2. Hình dạng thực tế và cách đọc trị số của tụ.
203
25

104

H.1
C = 10.104 pF =

1500
1 ,5 K V

H.3
H.2
3
C = 20.10 pF = 20 C = 0,01
nF

µF

U = 25V

U = 50V

10µF 16V

100µF 50V

0,1 µF

.0 1
50

H.5
C = 100µF

H.6
C = 10µF

U = 50V

U = 16V

H.4
C = 1500 pF
U = 1,5KV

1000µF 25V

H.7
C = 1000 µF
U = 25V

Bảng 1.9: Một số loại tụ và giá trị của chúng
-Cũng tương tự như điện trở, tuỳ theo kích thước của tụ mà người ta có
thể ghi trực tiếp giá trị của tụ và điện áp chịu đựng lên thân tụ. Ví dụ
như các hình 4, 5, 6, 7.
-Nếu tụ nhỏ người ta có thể quy ước như hình 1, 2, 3:
-Với tụ 104 thì tương ứng là 10. 104 đơn vị tính là pF.

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

-Với tụ ký hiệu bằng 2 số thì đọc trực tiếp đơn vị là nF: 68 tương ứng
68nF
-Với tụ .01 thì tương ứng là 0,01 và đơn vị tính là µF.
1.2.2.3. Xác định chất lượng của tụ điện.
Dùng thang đo Ohm của đồng hồ vạn năng chỉ thị kim.
- Khi đo tụ >100µF

Chọn thang đo x1

- Khi đo tụ 10àF đến 100 µF

Chọn thang đo x10

- Khi đo tụ 104 đến 10 µF

Chọn thang đo x1K

- Khi đo tụ 102 đến 104

Chọn thang đo x10K

- Khi đo tụ 100pF đến 102Chọn thang đo x1M
- Khi đo tụ <100pF

Chọn thang đo x10M

Đo 2 lần có đảo chiều que đo:
- Nếu kim vọt lên rồi trả về hết: Khả năng nạp xả của tụ còn tốt.
- Nếu kim vọt lên 0Ω : Tụ bị nối tắt (Bị đánh thủng, bị chạm, chập)
- Nếu kim vọt lên trả về không hết: Tụ bị rò rỉ.
- Nếu kim vọt lên trả về lờ đờ: Tụ bị khô.
- Nếu kim không lên: Tụ bị đứt (Chú ý: Kiểm tra tụ không đúng thang
đo, không đủ kích thích cho tụ nạp xả được)
1.2.3 : Linh kiện bán dẫn
1.2.3.1.Diode bán dẫn.
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 iôn
ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

trung hoà về điện lớp iôn này tạo thành miền cách điện giữa hai chất
bán dẫn.

Hình 2: Cấu tạo của diode
Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo của Diode
- Ở hình trên là mối tiếp xúc P - N và cũng chính là cấu tạo của Diode
bán dẫn.

Hình 2.1 :Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn
1.2.3.2. 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 giữ 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 )

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

Diode (Si) phân cực thuận - Khi Dode dẫn điện áp thuận đựơc gim ở
mức 0,6V

Hình 2.2: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 .
1.2.3.3 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.
1.2.3.4 Các loại Diode
- Diode Zener
* Cấu tạo : Diode Zener có cấu tạo tương tự Diode thường nhưng có hai
lớp bán dẫn P - N ghép với nhau, Diode Zener được ứng dụng trong chế
độ phân cực ngược, khi phân cực thuận Diode zener như diode thường
nhưng khi phân cực ngược Diode zener sẽ gim lại một mức điện áp cố
định bằng giá trị ghi trên diode.

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

Hình 2.3:Hình dáng Diode Zener ( Dz )
-Sơ đồ trên minh hoạ ứng dụng của Dz, nguồn U1 là nguồn có điện áp
thay đổi, Dz là diode ổn áp, R1 là trở hạn dòng.
-Ta thấy rằng khi nguồn U1 > Dz thì áp trên Dz luôn luôn cố định cho
dù nguồn U1 thay đổi.
-Khi nguồn U1 thay đổi thì dòng ngược qua Dz thay đổi, dòng ngược
qua Dz có giá trị giới hạn khoảng 30mA.
-Thông thường người ta sử dụng nguồn U1 > 1,5 => 2 lần Dz và lắp trở
hạn dòng R1 sao cho dòng ngược lớn nhất qua Dz < 30mA.
Nếu U1 < Dz thì khi U1 thay đổi áp trên Dz cũng thay đổi
Nếu U1 > Dz thì khi U1 thay đổi => áp trên Dz không đổi.

1.2.3.5 Diode Phát quang ( Light Emiting Diode : LED )
Diode phát phang là Diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận,
điện áp làm việc của LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng từ
5mA đến 20mA
Led được sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng
thái có điện . vv...

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

Hình 2.4:Diode phát quang LED
1.2.3.6:Ứng dụng của Diode bán dẫn
- Các phần tử tích cực dùng để chỉnh lưu là các phần tử có đặc tuyến
Volt - Ampe không đối xứng sao cho dòng điện đi qua nó chỉ đi qua nó
chỉ đi qua một chiều. Người ta thường dùng chỉnh lưu Silic, để có công
suất nhỏ hoặc trung bình cũng có thể dùng chỉnh lưu Selen. Để có công
suất ra lớn (>100W) và có thể điều chỉnh điện áp ra tùy ý, người ta dùng
Thyristor để chỉnh lưu.
- Các sơ đồ chỉnh lưu thường gặp là chỉnh lưu nửa chu kỳ, sơ đồ chỉnh
lưu hai nửa chu kỳ, sơ đồ chỉnh lưu cầu mà trong đó sơ đồ chỉnh lưu cầu
có nhiều ưu điểm hơn cả.
- Mạch chỉnh lưu phải có hiệu suất (tỷ số giữa công suất ra và công suất
hữu ích ở đầu vào) cao, ít phụ thuộc vào tải và độ gợn sóng của điện áp
ra nhỏ.
-Một mạch chỉnh lưu là một mạch điện bao gồm các linh kiện điện điện tử, dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một

chiều. Mạch chỉnh lưu có thể được sử dụng trong các bộ nguồn cung cấp
dòng điện một chiều, hoặc trong các mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến
điện trong các thiết bị vô tuyến. Phần tử tích cực trong mạch chỉnh lưu
có thể là các diode bán dẫn, các đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc các linh
kiện khác.
- Khi chỉ dùng một diode đơn lẻ để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều,
bằng cách khóa không cho phần dương hoặc phần âm của dạng sóng đi
qua mạch điện, thì mạch chỉnh lưu được gọi là chỉnh lưu nửa chu kỳ hay
ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

chỉnh lưu nửa sóng. Trong các bộ nguồn mọt chiều người ta hay sử dụng
các mạch chỉnh lưu nhiều điốt (2 hoặc 4 điốt) với các cách sắp xếp khác
nhau để có thể biến đổi từ xoay chiều thành một chiều bằng phẳng hơn
trường hợp sử dụng một điốt riêng lẻ. Trước khi các điốt bán dẫn phát
triển, người ta còn dùng các mạch chỉnh lưu sử dụng đèn điện từ chân
không, đèn chỉnh lưu thủy ngân, các dãy bán dẫn đa tinh thể selenli
- 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 gim áp phân cực cho transistor hoạt động . trong mạch chỉnh
lưu Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu có dạng .

Hình 2.5:Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều .
1.2.4. Giới thiệu chung về IC NE555
- NE555 là IC sử dụng rất phổ biến trong các mạch tạo xung, mạch đo

tần số, mạch đo điện dụng của tụ điện.
IC NE555 N gồm có 8 chân.

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

- Chân số 1(GND): cho nối mase để lấy dòng cấp cho IC
- Chân số 2(TRIGGER): ngõ vào của 1 tần so áp.mạch so áp dùng
các transistor PNP. Mức áp chuẩn là 2*Vcc/3.
- Chân số 3(OUTPUT): Ngõ ra .trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo
mức volt cao(gần bằng mức áp chân 8) và thấp (gần bằng mức áp
chân 1)
- Chân số 4(RESET): dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số
4 nối masse thì ngõ ra ở mức thấp. Còn khi chân 4 nối vào mức áp
cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và 6.
- Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): dùng làm thay đổi mức áp
chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện
trở ngoài cho nối mase. Tuy nhiên trong hầu hết các mạch ứng
dụng chân số 5 nối masse qua 1 tụ từ 0.01uF ◊ 0.1uF, các tụ có
tác dụng lọc bỏ nhiễu giữ cho mức áp chuẩn ổn định.
- Chân số 6(THRESHOLD) : là ngõ vào của 1 tầng so áp khác
.mạch so sánh dùng các transistor NPN .mức chuẩn là Vcc/3
- Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem như 1 khóa điện và chịu
điều khiển bỡi tầng logic .khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này
đóng lại.ngược lại thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch

R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động .
- Chân số 8 (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp điện cho IC.Nguồn
nuôi cấp cho IC 555 trong khoảng từ +5v ◊ +15v và mức tối đa là
+18v

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

- Sơ đồ mắc chân NE555

- Tần số xung ra tại chân Output:

- Độ rộng:

- Tín hiệu xung ra

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

R1=1K, R2=10K,C1=10nf

1.2.5 Mosfet
1.2.5.1 Cấu tạo của Mosfet.

Khác với BJT, Mosfet có cấu trúc bán dẫn cho phép điều khiển
bằng điện áp với dòng điện điều khiển cực nhỏ.

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

*Cấu tạo của Mosfet ngược Kênh N.
G: Gate gọi là cực cổng.
S: Source gọi là cực nguồn.
D: Drain gọi là cực máng.
Trong đó: G là cực điều khiển được cách lý hoàn toàn với cấu trúc
bán dẫn còn lại bởi lớp điện môi cực mỏng nhưng có độ cách điện cực
lớn dioxit-silic (SiO2). Hai cực còn lại là cực gốc(S) và cực máng (D).
Cực máng là cực đón các hạt mang điện.
Mosfet có điện trở giữa cực G với cực S và giữa cực G với cực D là
vô cùng lớn, còn điện trở giữa cực D và cực S phụ thuộc vào điện áp
chênh lệch giữa cực G và cực S (UGS)
Khi điện áp UGS=0 thì điện trở RDS rất lớn, khi điện áp UGS >0 => do
hiệu ứng từ trường làm cho điện trở RDS giảm, điện áp UGS càng lớn thì
điện trở RDS càng nhỏ.
*Ký hiệu của Mosfet.

1.2.5.2: Nguyên lý hoạt động.
Mosfet hoạt động ở 2 chế độ đóng và mở. Do là một phần tử với
các hạt mang điện cơ bản nên Mosfet có thể đóng cắt với tần số rất cao.
Nhưng mà để đảm bảo thời gian đóng cắt ngắn thì vấn đề điều khiển lại
là vẫn đề quan trọng .
+ Đối với kênh P: làm việc khi VD<ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

+ Đối với kênh N: làm việc khi VD>>VS≥VG
Do đảm bảo thời gian đóng cắt là ngắn nhất người ta thường: Đối với
Mosfet kênh N điện áp khóa là Ugs =0V còn kênh P thì Ugs=~0V.

1.2.6 Cuộn cảm
1.2.6.1: Khái niệm.
Cuộn cảm là một linh kiện điện tử thụ động có tính chọn lọc với tần
số của tín hiệu tác động lên nó. Cuộn cảm là phần tử dùng để tích trữ và
biến đổi năng lượng điện thành năng lượng từ trường. Đối với tín hiệu
có tần số cao, tổng trở của cuộn cảm tăng lên rất lớn và dòng qua cuộn
cảm rất nhỏ còn đối với dòng một chiều thì cuộn cảm có tác dụng như
một điện trở thuần. Đối với dòng điện xoay chiều thì tổng trở bao gồm
điện trở thuần và trở kháng XL. Ta có:
ZL= RL+ jXL= RL+ j2πfL
*Ký hiệu cuộn cảm.

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa :ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
Đồ án môn học

1.2.6.2: Phân loại cuộn cảm.
- Cuộn cảm lõi không khí: Được cuốn trên khung giấy hoặc nhựa,
bên trong lõi là không khí, nó được làm việc ở nơi có tần số rất cao.
- Cuộn cảm lõi bụi sắt: Được cuốn trên ống cách điện, bên trong lõi là
thanh Ferit có các hạt sắt bám trên bề mặt, có thể điều chỉnh đượcvà
thường làm việc ở nơi có tần số tương đối cao.
- Cuộn cảm lõi sắt lá: Được cuốn trên một khung giấy hoặc nhựa,bên
trong lõi làm bằng sắt có độ từ tính cao, nó được làm việc ở nơi có tần số
tương đối thấp.
*Phân loại theo tính chất cuộn cảm.
- Cuộn cảm có trị số cố định.
- Cuộn cảm có trị số thay đổi.
1.2.6.3: Công dụng của cuộn cảm.
Dùng để dẫn dòng điện một chiều, không cho dòng điện xoay chiều
đi qua, chặn dòng điện cao tần. Khi mắc phối hợp với tụ điện sẽ hình
thành mạch cộng hưởng.
1.2.6.4: Các số liệu kỹ thuật.
- Trị số điện cảm(L): cho biết khả năng tích luỹ năng lượng từ trường
của cuộn cảm khi có dòng điện chạy qua và phụ thuộc vào kích thước,
hình dáng, vật liệu lõi, số vòng và cách quấn dây.
- Hệ số phẩm chất(Q): Đặc trưng cho tổn hao năng lượng trong cuộn

cảm.
- Cảm kháng(XL): Cho biết khả năng cản trở dòng điện chạy qua cuộn
cảm.

ĐT: 0979158794
SVTH: Khải Họ Mai