Để sử dụng được nguồn điện xoay chiều cung cấp cho các thiết bị tiêu thụ điện 1 chiều, ta phải biến đổi dòng xoay chiều thành dòng điện 1 chiều.. khi thực hành trên các phòng thí nghiệm
Trang 1BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐAI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
Tên đề tài Thiết kế mạch nguồn ổn áp đối xứng sử dụng LM317 và LM337.
Giảng viên hướng dẫn : ThS Lê Mạnh Long
Sinh viên thực hiện : Lê Duy Đức
MSV : 2018600557
Lớp : FE6009.1
Trang 2Mục lục
DANH MỤC HÌNH ẢNH 3
Lời cam đoan 4
Lời cảm ơn 5
LỜI MỞ ĐẦU 6
Lý do chọn đề tài 6 Mục tiêu đề ra 6 Phương thức Nghiên cứu 7 Nội dung nghiên cứu của đề tài 7 Cấu trúc đồ án 7 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN ĐỐI XỨNG 8
Mô hình của mạch nguồn đối xứng 8 Tổng quan về mạch nguồn đối xứng 8
Nguyên lí hoạt động của từng khối 8
Sơ đồ tổng quát 8
Ứng dụng 11
Ưu điểm, nhược điểm 11
CHƯƠNG 2: MẠCH NGUỒN ĐỐI XỨNG SỬ DỤNG LM317 VÀ LM337 12
Tổng quan: 12 Mạch nguyên lý: 12
Nguyên tắc hoạt động của mạch 12
Nguyên lý hoạt động của mạch: 13 Bảng đo thực tế 14
Danh mục linh kiện và kết luận: 14 Mạch nguyên lý và mạch thực tế 15 Kết luận 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 17
Trang 31 DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát
Hình 1.2: Khối biến áp
Hình 1.3: Mạch chỉnh lưu
Hình 1.4: diode cầu
Hình 1.5: khối lọc nguồn
HÌnh 2.1: Sơ đồ nguyên lý
Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động
Hình 2.3: Sơ đồ mạch nguyên lí
Hình 2.4: Sơ đồ mạch 3D
Hình 2.5: Sơ đồ mạch 2D
Hình 2.6: Mạch hoàn thiện
Trang 42 Lời cam đoan
Trong suốt quá trình thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp, em xin đảm bảo rằng bài luận văn này do chính cá nhân em thực hiện và không có sự sao chép nguyên văn của bất kì tài liệu nào Nếu sai em xin chịu mọi hình thức kỉ luật của nhà trường
Trang 53 Lời cảm ơn
Em xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu và các thầy cô trong khoa Điện tử Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian và tận tình cung cấp các tài liệu mới liên quan nhằm giúp chúng em có thể hoàn thành tốt
đồ án được giao
Để hoàn thành cuốn đồ án này chúng em đã nhận được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn Lê Mạnh Long cùng sự giúp đỡ tận tình của bạn bè Cuối cùng
em xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy giáo hướng dẫn là người hướng dẫn chính và là người tận tình giúp đỡ chúng em để chúng em thực hiện tốt đề tài
Trang 64 LỜI MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
Các thiết bị điện tử- viễn thông được nuôi trực tiếp bằng nguồn điện 1 chiều, mà nguồn điện phổ biến nhất, thuận lợi nhất, và kinh tế nhất với công suất lớn lại là nguồn điện lưới - nguồn điện xoay chiều có tần số 50Hz Để sử dụng được nguồn điện xoay chiều cung cấp cho các thiết bị tiêu thụ điện 1 chiều, ta phải biến đổi dòng xoay chiều thành dòng điện 1 chiều
Trong quá trình học tập hoặc làm việc, sinh viên khoa điện tử thường làm việc với các thiết bị sử dụng nguồn 1 chiều khi thực hành trên các phòng thí nghiệm của trường thì có các bộ nguồn 1 chiều nhưng khi muốn sử dụng các thiết bị điện
tử ở nhà thì chỉ có nguồn điện xoay chiều 220V thông thường Bên cạnh đó cấc thiết bị điện thông thường như loa, âm li, đầu đĩa, bếp từ,… đều sử dụng dòng điện
1 chiều Chính vì vậy chúng ta cần có 1 bộ chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện 1 chiều để bộ đảm bảo an toàn và tuổi thọ của các thiết bị
Để giải quyết vấn đề này thì chúng ta sử dụng bộ mạch nguồn để chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện 1 chiều mạch nguồn được hiểu là mạch cung cấp nguồn điện cho thiết bị điện Hiện nay có rất nhiều loại mạch nguồn nhưng chung quy lại đều có chung nguyên lí là biến đổi điện áp đầu vào để cho điện áp dầu ra thích hợp với từng loại thiết bị cần sử dụng
Trong bài này em xin được phép trình bày cấu tạo và nguyên lí hoạt động của
nguồn tuyến tính, mạch của em là “mạch nguồn đối xứng sử dụng LM317 và
LM337”
2 Mục tiêu đề ra
Mục đích và ý nghĩa của việc thiết kế “ mạch nguồn đối xứng sử dụng
LM317 và LM337 ” nhằm:
-Thiết kế được một mạch nguồn đối xứng được sử dụng trong thực tế.
-Áp dụng được lý thuyết được học vào thực tế, tìm hiểu các linh kiện hoạt
động trong thực tế
-Hiểu rõ, nắm bắt được nguyên lý hoạt động của mạch
3 Phương thức Nghiên cứu
Phương pháp tham khảo tài liệu: Bằng các thu thập thông tin từ sách, datasheet
về điện tử viễn thông, truy cập mạng internet
Trang 7Phương pháp quan sát: Quan sát một số mạch nguồn đối xứng khác như: mạch
mạch nguồn đối xứng và mạch nguồn điều chỉnh thông qua internet
Phương pháp thực nghiệm: Từ những ý tưởng và kiến thức của em kết hợp với
sự hướng dẫn của giảng viên, em đã có được nhiều thiết kế khác nhau để từ đó chọn lọc được mạch tối ưu nhất
4 Nội dung nghiên cứu của đề tài
-Thiết kế mạch nguồn đối xứng sử dụng các linh kiện cơ bản như transitor, điện trở, diode, tụ điện…
-Nghiên cứu cấu trúc và chức năng của mạch nguồn
-Tìm hiểu và nghiên cứu về bộ biến áp, chỉnh lưu, lọc sóng
-Xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý chi tiết
-Các phương án thực nghiệm của mạch
-Đánh giá kết quả thực nghiệm của mạch đã thiết kế
-Kết luận những phần làm được và những phần cần nghiên cứu thêm
5 Cấu trúc đồ án
Đồ án gồm 2 chương:
- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN ĐỐI XỨNG
- CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG MẠCH NGUỒN ĐỐI XỨNG SỬ DỤNG LML317 VÀ LM337
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN ĐỐI XỨNG
Trang 81.1.1 Tổng
quan về mạch nguồn đối xứng
Mạch nguồn đối xứng là mạch điện biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều ở tần số thấp thông thường chủ yếu là ở 50hz sau đó được lọc phẳng trên
tụ điện và được khống chế thành điện áp cố định để cấp cho tải Trong quá trình sửa chữa rất nhiều mạch nguồn trong các thiết bị thực tế như bếp từ, nồi cơm, lò vi sóng, máy giặt, điều hòa thì ta thấy thực tế nguồn đối xứng có sơ đồ khối như sau :
1.1.2 Nguyên lí hoạt động của từng khối
1.1.3 Sơ đồ tổng quát
*Khối biến áp
Hình 1.1: sơ đồ tổng quát Biến áp Chỉnh lưu Khối lọc nguồn Khối ổn áp
Trang 9Có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều từ điện thế này sang điện thế khác
có cùng tần số, trong mạch nguồn tuyến tính thì nó làm nhiệm vụ hạ áp từ 220VAC xuống một mức điện áp xoay chiều nào đó tùy nhà thiết kế để cấp cho mạch chỉnh lưu
* Khối chỉnh lưu
Chỉnh lưu là biến dòng điện ( điện áp) xoay chiều thành dòng điện (điện áp ) một chiều để cấp cho mạch điện tử Trong thực tế khối này thường sử dụng các diode đơn lẻ hoặc diode cầu để biến đổi điện áp Để minh hoa cho dễ hiểu dưới đây ta có mạch chỉnh lưu thường dùng trong thực tế
Trong thực tế kiểu sử dụng cầu diode này được dùng rất nhiều trong thực tế
vì nó cho ra toàn sóng nên cho hiệu suất cao ,sử dụng được trong những mạch
Hình 1.2: khối biến áp
Hình 1.3: mạch chỉnh lưu
Trang 10điện áp cao và công suất lớn Cầu diode này có thể sử dụng 4 con diode đơn lẻ ghép với nhau hoặc sử dụng luôn 1 diode cấu được tích hợp sẵn 4 con bên trong :
* Khối lọc nguồn
Khối lọc bao gồm 2 tụ điện giúp lọc nhiễu của điện áp sau khi đi qua khối chỉnh lưu
Hình 1.4: diode cầu
Trang 111.1.4 Ứng dụng
1 Nguồn đối xứng thường được sử dụng cho các ứng dụng đơn giản, chi phí
thấp Các ứng dụng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu như Radio, truyền thông
2 Dùng trong các ứng dụng đo lường yêu cầu độ chính xác cao, ứng dụng cần
đáp ứng đầu ra ( transient response ) nhanh khi điện áp đầu vào thay đổi liên tục.
1.1.5 Ưu điểm, nhược điểm
Ưu điểm:
-Đơn giản ,dễ lắp ráp ,dễ sửa chữa và điều chỉnh
Nhược điểm:
3 Độ an toàn không cao, xảy ra sự cố nhiều
Hình 1.5: khối lọc nguồn
Trang 12CHƯƠNG 2: MẠCH NGUỒN ĐỐI XỨNG SỬ DỤNG LM317 VÀ LM337 2.1 Tổng quan:
2.1.1 Mạch nguyên lý:
2.1.2 Nguyên tắc hoạt động của mạch
Trong mạch điện tử yêu cầu một hiệu điện thế không đổi điện áp đầu ra của LM317 có thể không cần giảm xuống 0V Tuy nhiên, trong các thí nghiệm, việc điều chỉnh điện áp đầu ra về 0V là cần thiết
Dù vậy, điện áp đầu ra tối thiểu giữa Adj và mặt đất là 1,25V Bằng cách tạo ra một điện áp tham chiếu thấp hơn 1,25V bằng không Nó là -1,25V Sau đó, lấy điện
áp này đến điều chỉnh Vì vậy, bạn có thể điều chỉnh điện áp đầu ra về 0V
IC điều chỉnh điện áp âm, LM337 tương tự như LM317 Nếu điều chỉnh kết nối với đất, nhận được điện áp đầu ra thấp nhất là -1,25V.Nếu muốn điều chỉnh điện áp đầu ra là 0V Bạn cần kết nối Adj của LM337 với điện áp tham chiếu tích cực, + 1,25V
Hình 2.1: sơ đồ nguyên lý
Trang 13Diode cầu là bộ chỉnh lưu ACV từ biến áp thành DCV , ở cả điện áp dương và âm
Các tụ C1 và C3 là một bộ lọc điện áp từ điốt cầu để làm mịn
R2, D1 và D2 được tạo điện áp tham chiếu là -1,25V cho LM317 để điều chỉnh điện áp bắt đầu ở 0V
R3, D3 và D4 được tạo điện áp tham chiếu là +1,25V cho LM337 để điều chỉnh điện áp bắt đầu ở 0V
2.2 Nguyên lý hoạt động của mạch:
Mạch hoạt động, điện áp đi qua biếp áp và diode cầu sẽ giảm xuống và cấp nguồn cho mạch Điện áp sau khi điều chỉnh sẽ cho ra 2 nguồn dương và âm có thể điều chỉnh được về 0V
Hình 2.2: nguyên lí hoạt động
Trang 142.2.1 Bảng đo thực tế
Lần đo Dòng điện vào Dòng điện rat
hay đổi trong khoảng
1
2
3
4
5
Bảng 1: Bảng đo thực tế
2.2.2Danh mục linh kiện và kết luận:
Tên linh kiện Số lượng Đơn giá Thành tiền
Danh mục linh kiện
Trang 152.2.3 Mạch nguyên lý và mạch thực tế
Hình 2.3: sơ đồ mạch nguyên lý
Hình 2.4: sơ đồ mạch 3D
Trang 16Hình 2.5: sơ đồ mạch 2D
Hình 2.6: mạch hoàn thiện
Trang 17Kết luận
Mạch nguồn đối xứng sử dụng các linh kiện là một mạch đơn giản, dễ sử dụng, chi phí rẻ
TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình
[1] GIÁO TRÌNH C.A.D TRONG ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP.
[2] GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN (Lê Mạnh Long( chủ biên ), Nguyễn Ngọc Ánh, Trần Xuân Phương)
[3] GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ ( Phạm Thị Thanh Huyền (chủ biên) , Nguyễn Ngọc Ánh – Nguyễn Thị Minh Tâm ).
[4] GIÁO TRÌNH ĐO LƯỜNG ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ ĐO (Lê Mạnh Long( chủ biên ), Nguyễn Ngọc Ánh, Trần Xuân Phương)
[5] TRANG TÌM KIẾM : http://www.google.com.vn/
[6] TRANG TÌM KIẾM : http://linhkienviet.vn/
