thiết kế mạch nguồn đối xứng 12v

 IC1IC2 không cần giữ tản nhiệt vì dòng điện rất thấp.  C5, C6 là các tụ lọc để giảm tín hiệu gợn sóng.  C7 làm sạch điện áp nhất thời đến đầu ra.  LED1 là đèn báo BẬT nguồn. Và R1 là bộ giới hạn hiện tại của LED1.  C1, C2, C3, C4 là các tụ lọc để làm mịn xung DC thành điện áp DC ổn định.

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật, trên con đường công nghiệp hóa và hiện đại đất nước ngành điện –điện tử nói chung, hay điện tửnói riêng đã có những bước tiến vượt bậc và mang lại những thành quả đáng kể cho xã hội và đất nước Làm theo lời Bác học phải đi đôi với làm, bên cạnh những giờ lý thuyết trên lớp vẫn cần chau dồi thêm kiến thức thực tế bằng cách thực tập tự học

tự tìm tòi thêm.Vì vậy, đồ án môn học chế tạo sản phẩm là điều kiện tốt giúp chúng em kiểm chứng được lý thuyết đã được học trên lớp và cũng là chau dồi thêm kiến thức thực tế

Trong đồ án lần này, chúng em đã được nhận đề tài :

“Thiết kế, chế tạo mạch nguồn dối xứng 7812

Sau thời gian nghiên cứu, chúng em đã chế tạo thành công đáp ứng được cơ bản

yêu cầu của đề tài

Trong suốt thời gian thực hiện đề tài, chúng em đã gặp một số vướng mắc về lý thuyết và khó khăn trong việc thi công sản phẩm Tuy nhiên, chúng em đã nhận

được sự giải đáp và hướng dẫn kịp thời của thầy (cô) ……… cùng với

sự góp ý của các thầy cô trong khoa và các bạn trong lớp Đựơc như vậy chúng em xin chân thành cảm ơn và mong muốn nhận được nhiều hơn nữa sự giúp đỡ, chỉ bảo của cô giáo và các bạn trong các đồ án sau này

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện:

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 GIỚI THIỆU LINH KIỆN

2.1.1 Điện trở

Khái niệm, ký hiệu điện trở:

Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động, có khả năng cản trở dòng điện, tạo sự sụt áp

Ký hiệu điện trở: R (Resistor)

Điện trở được xá định bằng biểu thức:

Đơn vị tính: ohm (Ω) )

( 1Ω) = 10-3 KΩ) = 10-6 MΩ)Ω) )

Điện trở được chia làm 2 loại đó là điện trở cố định và điện trở biến đổi

R

A, General resistor B, Variable resistor C, Preset resistor

A điện trở thông dụng B biến trở (chiết áp) C biến trở (hiệu chỉnh)

Các thông số cơ bản của điện trở

Giá trị của điện trở phụ thuộc vào vòng màu, vật liệu, kích thước, và độ dài của điện trở

Bên cạnh giá trị của điện trở và sự sai lệch cho phép với các giá trị tiêu chuẩn, là đặc tính cần thiết bao gồm khả năng chịu tải và hệ số nhiệt độ

Giá trị giới hạn:

giới hạn đưa ra bởi các nhà sản xuất là các giá trị, nếu vượt quá có thể làm thay đổi tham số của linh kiện hoặc thậm chí phá hỏng linh kiện Các giá trị giới hạn này không được vượt quá Các giá trị giới hạn này gồm có:

Công suất cực đại cho phép Pmax

Điện áp làm việc cực đại cho phép Umax

Phân loại điện trở

Phân loại theo cấu tạo có 3 loại:

+ Than ép: loại này có công suất < 3W và hoạt động ở tần số thấp

+ MΩ)àng than: loại này có công suất >3W và họt 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

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 trên than điện trở có chỗ nào bị đổi màu hay không Nếu có thì giá trị của điện trở có thể bị thay đổi khi làm việc

+ Dùng đồng hồ vạn năng 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 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 điện trở dây quấn là do bị chạm 1 số vòng dây Biến trở (Variable resistor):

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

+ Biến trở chiết áp: đòi hỏi sự điều chỉnh với độ chính xác không cao

+ Biến trở vi chỉnh: để điều chỉnh độ chính xác của mạch điện

-biến trở có 2 loại cơ bản là loại than và loại dây quấn

+ Biến trở dạng dây quấn với công suất cao, thường chỉ được sử dụng trong trường hợp đòi hỏi khả năng chịu tải lớn Các biến trở loại màng mỏng thì ngược lại được

sử dụng với số lượng lớn Chúng là các “chiết áp” (potention metter) được điều chỉnh bằng tay, không dùng dụng cụ

+ Đối với biến trở 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 amply, cassette, radio, ti vi… hoặc chỉnh độ tương phản (contrass), chỉnh độ sáng (brightness) ở tivi… 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 amply, biến trở loại B còn có tên gọi là biến trở phi tuyến hay trở loga

- Cách đo biến trở để xá định giá trị hoặc cá định loại A,B:

 Vặn đồng hồ vạn năng về thang đo ohm (Ω) )

 Đo cặp chân 1,3 rồi chiếu với giá trị trên than biến trở

 Đo tiếp cặp chân 1, 2 rồi dùng tay vặn thử biến trở xem giá trị hiển thị trên đồng hồ có thay đổi hay không

 Nếu thay đổi chậm: ta xác định VR là loại A

 Nếu thay đổi nhanh: ta xác định VR là loại B

Chú ý:

- Nếu kim đồng hồ thay đổi, rồi lại chuyển về vị trí ∞ là biến trở bị đứt

- Nếu kim đồng hồ thay đổi, rồi chuyển về vị trí ∞, sau đó lại trở lại vị trí gần đó là biến trở bị bẩn, rỗ mặt than

Ứng dụng của điện trở:

Điện trở có mặt ở khắp mọi nơi trong các mạch điện, điên tử và như vậy điện trở là

1 linh kiện quan trọng không thể thiếu trong các mạch điện và điện tử Trong mạch điện, điện trở còn có tác dụng như trở hạn dòng, phân áp……

Ngoài ra điện trở còn rất nhiều ứng dụng khác trong mạch điện hàng ngày

2.1.2 Tụ điện

Khái niệm, ký hiệu của tụ điện:

- Khái niệm: tụ điện là linh kiện điện tử thụ động, dùng để làm phần tử tích trữ và giải phóng năng lượng trong mạch điện

- Ký hiệu của tụ điện: C

Được xác định bằng biểu thức: C (Xc )

Đơn vị tính: Fara (F)

+ Kí hiệu của tụ trong mạch điện:

Tụ không

phân cực

Tụ hóa có phân cực

Tụ hóa có phân cực

Tụ hóa không phân cực

Tụ biến dung hay tụ biến đổi

- Đối với tụ không phân cực, khi mắc vào mạch điện không cần phải lưu ý đến cực Nhưng đối với tụ phân cực thì ta phải chú ý cực dương (+) phải nối vào điểm có điện áp cao hơn, cực âm (-) nối với điểm có điện áp thấp hơn

Cấu tạo và phân loại tụ điện:

- Về cấu tạo, tụ không phân cực gồm các lá kim loại xen kẽ với các lá làm bằng chất cách điện gọi là chất điện môi Tên của tụ được đặt theo tên chất điện môi như tụ giấy, tụ gốm, tụ mica, tụ dầu…

- Giá trị của tụ thường có điện dung từ 1,8pF tới 1µF khi giá trị điện dung lớn hơn thì kích thước của tụ khá lớn nên khi đó chế tạo loại phân cực tính sẽ giảm kích thước 1 cách đáng kể

- Tụ điện phân: màng oxide nhôm

Tụ điện phân có cấu tạo gồm 2 điện cực tách rời nhau nhờ 1 màng mỏng chất điện phân, khi có một điện áp tác động lên 2 điện cực sẽ suất hiện 1 màng oxit kim loại không dẫn điện đóng vai trò như chất điện môi Lớp điện môi càng mỏng, kích

thước của tụ càng nhỏ mà điện dung càng lớn Đây là loại tụ có cực tính được xác định và đánh dấu trên thân tụ, nếu nối gược cực tính, lớp điện môi có thể phá hủy

và làm hỏng tụ (nổ tụ) Loại này dễ bị dò điện do lượng điện phân còn dư

Phân loại tụ điện:

- Phân loại theo tính chất: ( tính chất phân cực) : gồm có:

+ Tụ không phân cực: gồm các lá kim loại xen kẽ với lớp cách điện mỏng, giá trị của nó thường từ 1,8pF ÷ 1µF

+ Tụ phân cực: có cấu tạo gồm 2 điện cực cách li nhau nhờ 1 lớp chất điện phân mỏng làm điện môi Lớp điện môi càng mỏng thì trị số điện dung càng cao Loại tụ này có sự phân cực và ký hiệu các cực được ghi trên thân của tụ

+ Tụ gốm : Điện môi làm bằng gốm, thường có kích thước nhỏ, dạng ống hoặc dạng đĩa có tráng lk lên bề mặt, trị số từ 1pF ÷ 1µF và có điện áp làm việc tương đối cao

+ Tụ mica: Điện môi làm bằng mica có tráng bạc, trị số từ 2,2pF đến 10nF Thường làm việc ở tần số cao Tụ này có chất lượng cao, sai số nhỏ, đắt tiền

+ Tụ polycacbonat: có dạng tấm chữ nhật, kích thước nhỏ gọn phù hợp với các Board mạch in, điện dung lớn( tới 1µF)

+ Tụ giấy polysie: chất điện môi làm bằng giấy ép tẩm polysie có dạng hình trụ, có trị số từ 1nF÷ 1µF

+ Tụ hóa (tụ điện phân): có cấu tạo là các lá nhôm cùng bột dung dịch điện phân cuộn lại đặt trong vỏ nhôm, loại này có điện áp làm việc thấp, kích thước và sai số lớp Trị số điện dung khoảng 0.1µF÷470µF

+ Tụ tantan: loại này được chế tạo ở 2 dạng hình trụ có đầu ra dọc theo trục và dạng hình viên tantan Tụ này có kích thước nhỏ Nhưng trị số điện dung khá lớn khoảng 0.1µF÷ 100µF

+ Tụ biến đổi: chính là tụ xoay trong radio hay tụ tinh chỉnh

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 từ 10µF đến 100µF chọn thang đo X10

+ Khi đo tụ từ 0.1µF đến 10µF chọn thang đo X 1k

+ Khi đo tụ từ 0,001µF đến 0.1µF chọn thang đo X10

+ Khi đo tụ từ 100pF đến 0.001µF chọn thang đo X 1MΩ)

+ Khi đo tụ < 100pF chọn thang đo X10MΩ)

+ Nếu kim vọt lên rồi trả về hết thì khả năng nạp, xả của tụ còn tốt

+ Nếu kim vọt lên 0Ω) : tụ bị nối tắt( bị đánh thủng, chạm, chập…)

+ Nếu kim vọt lên nhưng trả về không hết: tụ bị rò rỉ

+ Nếu kim vọt lên rồi trả về lờ đờ: tụ bị khô

+ Nếu kim không lên: tụ bị đứt

Ứng dụng của tụ điện:

- Đối với tụ phân cực: được ứng dụng trong mạch điện tử để san phằng điện áp 1 chiều, lọc tín hiệu xoay chiều

- Tụ không phân cực: được ứng dụng trong mạch điện tử để lọt các tín hiệu tần số cao

- Tụ còn được ứng dụng trong các mạch dao động

2.1.3 Cuộn cảm

Khái niệm, kí hiệu của cuộn cảm:

- Cuộn cảm là một linh kiện điện tử thụ động, có tính chọn lọc với tần

số tín hiệu tác động lên nó Cuộn cảm là một phần tử 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 1 chiều thì cuộn cảm có tác dụng như 1 điện trở thuần Đối với dòng điện xoay chiều, thì tổng trở của cuộn cảm bao gồm điện trở thuần RL và trở kháng XL

Từ đó ta có: ZL=RL+j.XL= RL+ j2fL

Cuộn dây không có lõi ( lõi không khí) loại này làm việc ở tần số cao >10MΩ)Hz

Cuộn dây có lõi sắt bụi, loại này làm việc ở tần số trung bình từ 50kHz đến 10MΩ)Hz

Cuộn dây có lõi sắt cứng tôn silIC, loại này hoạt động ở tần số thấp( 50kHz )

Cuộn dây có 1 lõi điều chỉnh được Cuộn dây có 2 lõi điều chỉnh được

Phân loại cuộn cảm:

- Phân loại theo vật liệu làm lõi gồm có:

+ Cuộn cảm lõi không khí

+ Cuộn cảm lõi bụi sắt (lõi sắt bụi )

+ Cuộn cảm lõi sắt lá

-Phân loại theo tính chất cuộn cảm

+ Cuộn cảm có trị số cố định

+ Cuộn cảm có trị số thay đổi

2.1.4 7812

C 7812 (LM7812) được hiểu theo là một trong những dòng IC ổn áp có tác dụng dùng để ổn định điện áp 12V đầu ra, với đầu vào Max ( cực đại ) là 36V, Min ( cực tiểu ) là 15V.

Số lượng chân của loại IC tương đối ít nên rất thích hợp cho các mạch điện tử với điện

áp nhỏ, IC kết hợp trong gói TO-200.

Với IC 7812 hiện nay được kết hợp các chức năng như: bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá nhiệt và giữ các linh kiện tranzito công suất trong mạch làm việc ở mức an toàn nhất Tránh trường hợp mạch có vấn đề nhưng không phá hủy IC.

IC 7812 có nhiệm vụ giúp ta điều chỉnh điện áp cố định Bạn có thể tham khảo sơ đồ chân và sơ đồ nguyên lý của mạch điện áp cố định đầu ra 12V.

Điện áp đầu ra: +12V DC, IC 7812 được tích hợp chức năng bảo vệ khỏi những dòng điện áp cao IC này có một bộ tản nhiệt với điểm chung được kết nối với nó Bộ tản nhiệt giúp IC của ổn áp không bị quá nhiệt và đoản mạch.

Dòng ra: lên đến 1.5A, IC ổn áp 7812 không yêu cầu bất kỳ thành phần nào khác để cân bằng hoặc bão hòa điện áp đầu ra của chúng.

Thông Số Kỹ Thuật Của IC 7812

Thông số kỹ thuật IC 7812 (LM7812)

Điện áp ra 12V

Nhiệt độ hoạt động 0°C – 125°C

2.1.5 7912

LM7912 là bộ điều chỉnh điện áp âm đầu ra cố định của dòng LM79xx và đóng gói TO-220 IC này chỉ yêu cầu một hoặc hai linh kiện bên ngoài là hai tụ lọc được đặt ở đầu vào và đầu ra của IC như thể hiện trong hình ảnh sơ đồ chân của IC ở dưới Các tụ điện này có thể là tụ tantalum hoặc tụ hóa

và nên được đặt càng gần IC càng tốt với dây dẫn ngắn Phải sử dụng một bộ tản nhiệt thích hợp cho IC để IC có thể chịu tải tối đa là 1,5A Điện áp đầu vào phải cao hơn từ 2V đến 3V so với điện

áp đầu ra là 12V để có được điện áp đầu ra ổn định Ngoài ra, dòng điện đầu vào phải ở mức tối thiểu 1.5A đến 2A để có được 1.5A chính xác ở đầu ra.

Các tính năng / Thông số kỹ thuật của IC LM7912

Gói TO-220

Dòng điện đầu ra lên đến 1.5A

Chức năng bảo vệ ngắn mạch

Chức năng tắt quá nhiệt

Giá rẻ

Đáng tin cậy để sử dụng thương mại

Đầu ra 12V chính xác

Điện áp đầu vào tối đa là 35V DC

Dòng điện tĩnh thấp

2.1.6 led đơn

Đèn led chiếu sáng có ở xung quanh chúng ta Nó được lắp đặt ở trong nhà, xe hơi, thậm chí cả điện thoại Chúng có nhiều hình dạng và kích cỡ, điều này cho phép các nhà thiết kế có thể điều chỉnh chúng cho sản phẩm của họ Khi bạn nhìn thấy một ánh sáng điện tử, rất có thể đó là đèn led Hoạt động ở mức điện áp thấp và kích thước nhỏ làm cho chúng trở thành một sự lựa chọn tuyệt vời cho nhiều sản phẩm chiếu sáng khác nhau

Điện áp

MΩ)ỗi đèn LED có một mức điện áp đầu vào nhất định để tạo ra ánh sáng Nếu bạn cung cấp ít hơn mức này, nó sẽ không phát sáng Nếu bạn có nhiều đèn được nối tiếp trong một mạch, bạn phải tính mức điện áp cần cấp cho loạt này

Ví dụ, ta có một đèn LED 5mm có mức điện áp đầu vào là 3,4V Chúng ta lấy cấp nguồn cho nó là một pin AA 1,5V nó sẽ không phát sáng Tuy nhiên, nếu chúng ta thêm một pin AA nữa để cấp nguồn, tức là khoảng 3V thì đèn LED sẽ sáng Trị số thập phân 0,4 có thể bỏ qua trong trường hợp này

Dòng điện

Dòng điện cũng là trị số quan trọng hàng đầu cần quan tâm Nhiệt độ là kẻ thù của công nghệ LED, nếu bạn cung cấp một dòng điện vượt qua ngưỡng cho phép, tương đương với việc làm gia tăng nhiệt độ và làm đèn nhanh chóng bị hỏng Dòng điện phù hợp với đèn LED 5mm thường ở mức 20mA, tối đa có thể tới

30mA Chúng ta có thể kiểm soát dòng điện bằng cách đặt một điện trở nối tiếp với đèn LED Nó giúp dòng điện cấp cho đèn luôn ở mức cho phép

Ánh sáng

Bước sóng là cách chính xác để giải thích màu sắc của ánh sáng Đối với đèn LED, sẽ có sự khác biệt về màu sắc do quá trình sản xuất Trên bảng đèn LED 5mm, bạn sẽ thấy bước sóng tối thiểu và tối đa Các biến thể luôn trong cùng một dải, chỉ khi bạn mua các LED có cùng màu trong nhiều đợt khác nhau, có thể có một số biến thể nhỏ (ngay cả khi mắt chúng ta không nhận thấy chúng)

Bước sóng này thực sự được quyết định bởi loại vật liệu bán dẫn được sử dụng để tạo ra diode bên trong gói 5mm này Cấu trúc dải năng lượng của chất bán dẫn thay đổi giữa các vật liệu, do đó photon phát ra các tần số khác nhau có ảnh hưởng đến ánh sáng chúng ta thấy

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH VÀ THI CÔNG MẠCH