Đồ án Thiết kế bộ nguồn ổn áp với các thông số cho trước

[misabear2803]

Download miễn phí Đồ án Thiết kế bộ nguồn ổn áp với các thông số cho trước

Lời núi đầu


Như chỳng ta đã biết ,hầu hết cỏc mạch điện tử ngày nay đều được cung cấp năng lượng bởi nguồn một chiều. Cú thể đú là những nguồn có sẵn nhưng đại đa số đều được biến đổi từ điện lưới sang điện một chiều. Việc chuyển từ điện lưới xoay chiều sang điện một chiều được thực hiện dễ dàng cỏc mạch chỉnh lưu, vớ dụ mạch chỉnh lưu cầu. Nhưng điện ỏp một chiều sau chỉnh lưu cú gợn súng lớn, mặt khỏc điện áp này khụng ổn định, cú thể dễ dàng bị biến đổi khi U lưới thay đổi. Điều này gõy ảnh hưởng rất lớn đến sự ổn định của mạch điện tử và tuổi thọ của cỏc kinh kiện như IC, transistor Chỳng ta cú thể khắc phục nhược điểm trờn bằng cỏch mắc sau chỉnh lưu một bộ ổn ỏp để đảm bảo sự ổn định cho cỏc thụng số làm việc của mạch điện tử, khi mà điện ỏp lưới biến thiờn trong một khoảng nào đú. Như vậy, chỳng ta thấy rằng, chỉnh lưu bao giờ cũng đi liền với ổn ỏp, cụng việc thiết kế ra một bộ nguồn ổn ỏp để dựng cho cỏc mạch điện tử là việc hết sức cơ bản và rất cần thiết đối với một nhà thiết kế. ở trong bài này, em xin trỡnh bày cỏch thiết kế một bộ ổn ỏp với đầu vào là điện lưới xoay chiều, đầu ra là điện ỏp một chiều với cỏc thụng số được nờu dưới đõy. Qua 2 học kỡ được học bộ môn “Kĩ thuật Mạch điện tử ”, em đà được trang bị những kiến thức cơ bản về mạch điện tử , giờ đõy em muốn được kết hợp lý thuyết với thực hành, bắt tay thiết kế một mạch điện đơn giản để tiếp cận với thực tiễn .
Do hiểu biết của em cũn cú giới hạn ,trong trỡnh bày chắc chắn sẽ cũn nhiều sai sút. Mong thày giỏo sẽ chỉ bảo thêm cho em để em được hoàn thiện thờm về lý thuyết và thực hành.

Chỉ tiêu của nguồn ổn áp :

o Ur =12V.

o Ir =6A.

o Ulưới = (80130)V.

o Độ gợn sóng : 5 %.

http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/07/11/do_an_thiet_ke_bo_nguon_on_ap_voi_cac_thong_so_cho.UU0trTmXae.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-32373/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Lêi nãi ®Çu
Nh chóng ta ®· biÕt ,hÇu hÕt c¸c m¹ch ®iÖn tö ngµy nay ®Òu ®îc cung cÊp n¨ng lîng bëi nguån mét chiÒu. Cã thÓ ®ã lµ nh÷ng nguån cã s½n nhng ®¹i ®a sè ®Òu ®îc biÕn ®æi tõ ®iÖn líi sang ®iÖn mét chiÒu. ViÖc chuyÓn tõ ®iªn líi xoay chiÒu sang ®iÖn mét chiÒu ®îc thùc hiÖn dÔ dµng c¸c m¹ch chØnh lu, vÝ dô m¹ch chØnh lu cÇu. Nhng ®iÖn ¸p mét chiÒu sau chØnh lu cã gîn sãng lín, mÆt kh¸c ®iÖn ¸p nµy kh«ng æn ®Þnh, cã thÓ dÔ dµng bÞ biÕn ®æi khi U líi thay ®æi. §iÒu nµy g©y ¶nh hëng rÊt lín ®Õn sù æn ®Þnh cña m¹ch ®iÖn tö vµ tuæi thä cña c¸c kinh kiÖn nh IC, transistor…Chóng ta cã thÓ kh¾c phôc nhîc ®iÓm trªn b»ng c¸ch m¾c sau chØnh lu mét bé æn ¸p ®Ó ®¶m b¶o sù æn ®Þnh cho c¸c th«ng sè lµm viÖc cña m¹ch ®iÖn tö, khi mµ điện ¸p líi biÕn thiªn trong mét kho¶ng nµo ®ã. Nh vËy, chóng ta thÊy r»ng, chØnh lu bao giê còng ®i liÒn víi æn ¸p, c«ng viÖc thiÕt kÕ ra mét bé nguån æn ¸p ®Ó dïng cho c¸c m¹ch ®iÖn tö lµ viÖc hÕt søc c¬ b¶n vµ rÊt cÇn thiÕt ®èi víi mét nhµ thiÕt kÕ. ë trong bµi nµy, em xin tr×nh bµy c¸ch thiÕt kÕ mét bé æn ¸p víi ®Çu vµo lµ ®iÖn líi xoay chiÒu, ®Çu ra lµ ®iÖn ¸p mét chiÒu víi c¸c th«ng sè ®îc nªu díi ®©y. Qua 2 häc k× ®îc häc bé m«n “KÜ thuËt M¹ch ®iÖn tö ”, em ®· ®îc trang bÞ nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ m¹ch ®iÖn tö , giê ®©y em muèn ®îc kÕt hîp lý thuyÕt víi thùc hµnh, b¾t tay thiÕt kÕ mét m¹ch ®iÖn ®¬n gi¶n ®Ó tiÕp cËn víi thùc tiÔn .
Do hiÓu biÕt cña em cßn cã giíi h¹n ,trong tr×nh bµy ch¾c ch¾n sÏ cßn nhiÒu sai sãt. Mong thµy gi¸o sÏ chØ b¶o thªm cho em ®Ó em ®îc hoµn thiÖn thªm vÒ lý thuyÕt vµ thùc hµnh.
ChØ tiªu cña nguån æn ¸p :
Ur =12V.
Ir =6A.
Ulíi = (80®130)V.
§é gîn sãng : 5 %.
PhÇn I : lùa chän s¬ ®å khèi vµ s¬ ®å nguyªn lýCña m¹ch æn ¸p.
M¹ch æn ¸p ®îc thùc hiÖn nhê c¸c khèi nh sau:
Khèi BiÕn ¸p
Khèi ChØnh lu
Khèi läc
K/® ®iÒu chØnh
Khèi khuyÕch ®¹i so s¸nh
Khèi t¹o V
Khèi ph©n ¸p
Chóng ta sÏ xem xÐt chøc n¨ng, nguyªn lý ho¹t ®éng cña tõng khèi .
I -Khèi biÕn ¸p.
Khèi biÕn ¸p cã nhiÖm vô biÕn ®æi ®iÖn ¸p líi thµnh møc ®iÖn ¸p phï hîp ®a vµo khèi chØnh lu. Nã lµ mét khèi gåm c¸c cuén d©y s¬ cÊp, thø cÊp ®îc quÊn trªn mét lâi thÐp gåm c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ®îc d¸t máng ghÐp l¹i víi nhau. Së dÜ ph¶i ®îc cÊu t¹o tõ c¸c l¸ thÐp mµ kh«ng ph¶i lµ mét khèi thÐp ®Æc lµ v× ®Ó tr¸nh dßng Fuc« ch¹y trªn ®ã, g©y to¶ nhiÖt .
Trong s¬ ®å m¹ch ®iÖn, biÕn ¸p ®îc ký hiÖu nh sau:
Trong ®ã:
n1 : lµ sè vßng d©y cña cuén s¬ cÊp.
n2 : lµ sè vßng d©y cña cuén thø cÊp.
U1 : §iÖn ¸p xoay chiÒu ®Æt ë ®Çu vµo cuén s¬ cÊp.
U2 : §iÖn ¸p xoay chiÒu ë ®Çu ra cña cuén thø cÊp.
Nguyªn t¾c lµm viÖc cña biÕn ¸p nh sau:
Khi ®Çu vµo s¬ cÊp cña biÕn ¸p ta ®Æt mét ®IÖn ¸p xoay chiÒu U1 = Ulíi lµ tÝn hiÖu h×nh sin (f=50Hz), trong lâi thÐp xuÊt hiÖn mét tõ trêng biÕn thiªn theo quy luËt h×nh sin gièng nh ®Çu vµo (f=50Hz). Tõ th«ng biÕn thiªn nµy c¶m øng sang bªn cuén d©y thø cÊp mét ®iÖn ¸p xoay chiÒu còng ë d¹ng h×nh sin víi f= 50Hz. MÆt kh¸c, quan hÖ vÒ biªn ®é cña ®iÖn ¸p ®Çu ra vµ ®Çu vµo cña biÕn ¸p lµ tû lÖ thuËn víi tû sè vßng d©y n1 vµ n2:
Do ®ã, biÕn ¸p cã kh¶ n¨ng h¹ ¸p khi n1 > n2.
Víi bµi thiÕt kÕ nµy ta ph¶i h¹ møc ®iÖn ¸p líi tõ (80-130) V ,xuèng cßn tèi thiÓu lµ 16.5V . Trªn c¬ së ®ã, ta sÏ tÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ nh sè vßng d©y cuèn trªn hai cuén s¬ cÊp, thø cÊp, ®êng kÝnh d©y cuèn , tiÕt diÖn cña c¸c l¸ thÐp phï hîp víi ®ßi hái trªn.
ii . Khèi chØnh lu
NhiÖm vô : biÕn ®æi n¨ng lîng ®iÖn xoay chiÒu thµnh n¨ng lîng ®iÖn mét chiÒu.
Nguyªn t¾c: sö dông c¸c phÇn tö tÝch cùc cã ®Æc tuyÕn A-V kh«ng ®èi xng sao cho dßng ®iÖn qua nã chØ ®i theo mét chiÒu. C¸c phÇn tö tÝch cùc thêng ®îc sö dông lµ:
Diode(Si, Ge): dïng khi c«ng suÊt ra nhávµ trung b×nh.
Thyristor : dïng khi c«ng suÊt ra lín, cã thÓ ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ra tuú ý.
Trong chØnh lu b»ng diode , c¸c m¹ch chØnh lu thêng ®îc dïng lµ:
·M¹ch chØnh lu nöa chu kú.
·M¹ch chØnh lu hai nöa chu kú:
+M¹ch chØnh lu c©n b»ng.
+M¹ch chØnh lu cÇu.
·M¹ch chØnh lu béi ¸p.
Ta chØ quan t©m tíi m¹ch chØnh lu cÇu. Ph¬ng ph¸p chØnh lu cÇu cã rÊt nhiÒu u ®iÓm h¬n so víi c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c ®ã lµ tÝnh æn ®Þnh cña ®iÖn ¸p ra sau chØnh lu,®iÖn ¸p ngîc tèi ®a mµ mçi ®ièt ph¶i chÞu ®ùng chØ b»ng 1/2 so víi chØnh lu nöa chu kú vµ ®é gîn sãng cña ph¬ng ph¸p chØnh lu nµy còng gi¶m ®i 2 lÇn so víi chØnh lu nöa chu kú.
Nguyªn lý cña m¹ch chØnh lu cÇu:
Trong tõng nöa chu kú cña ®iÖn ¸p thø cÊp U2 ,mét cÆp van cã an«t d¬ng nhÊt vµ kat«t ©m nhÊt më cho dßng mét chiÒu qua vµ cÆp van cßn l¹i kho¸ vµ chÞu mét ®iÖn ¸p ngîc cùc ®¹i b»ng biªn ®é U2m .
Khi : D1 vµ D3 th«ng, D2 vµ D4 t¾t, Ura = Uvao.
Khi : D2 vµ D4 th«ng, D1 vµ D3 t¾t, Ura = Uvao.
Nh vËy, trong c¶ hai nöa chu kú, ta lu«n cã Ura > 0,tuy nhiªn Ura = Uvao chØ lµ lÊy lý tëng, thùc tÕ Ura = Ö2 Uvao – 1,4V. §iÖn ¸p ra gi¶m 1,4V so víi ®iÖn ¸p vµo do sôt ¸p tæng céng trªn hai ®ièt th«ng trong mçi nöa chu kú.
§èi víi hai §ièt t¾t trong mçi nöa chu kú, do ®iÖn ¸p ®Ønh tèi ®a ph©n bè ngîc ®Òu trªn hai ®i«t do ®ã ®iÖn ¸p ngîc chØ cßn mét nöa.
Sau ®©y lµ gi¶n ®å thêi gian thÓ hiÖn qu¸ tr×nh trªn
ViÖc chän gi¸ trÞ tèi ®a vÒ dßng vµ ®iÖn ¸p ngîc mµ di«t ph¶i chÞu ®ùng phô thuéc vµo dßng vµ ¸p mµ m¹ch æn ¸p ph¶i chÞu ®ùng, cung cÊp cho t¶i.
III. Khèi läc:
Tuy khèi chØnh lu ®· biÕn ®æi ®îc ®iÖn ¸p xoay chiÒu thµnh ®iÖn ¸p vµ mét chiÒu nhng ®iÖn ¸p ra sau chØnh lu cã ®é gîn sãng lín . Gi¸ trÞ ®iÖn ¸p biÕn thiªn tõ 0 ®Õn Ö2Uvµo –1,4V mét c¸ch chu kú,gäi lµ sù ®Ëp m¹ch(gîn sãng) ®iÖn ¸p hay dßng ®iÖn sau chØnh lu.Sù ®Ëp m¹ch hay gín sãng nµy lµ do c¸c sãng hµi g©y nªn lµm mÊt m¸t n¨ng lîng mét c¸ch v« Ých vµ g©y nhiÔu lo¹n cho sù lµm viÖc cña t¶i. §Ó gi¶m ®é gîn sãng ta sö dông c¸c bé läc. C¸c bé läc thêng ®îc sö dông lµ bé läc LC, RC . Trong thiÕt kÕ nµy ta dïng mét tô läc RC cã gi¸ trÞ tho¶ m·n víi chØ tiªu ®é gîn sãng lµ 5%.
Khi dïng t¶i lµ tô läc C ë chÕ ®é x¸c lËp , do hiÖn tîng n¹p vµ phãng ®iÖn cña tô C m¹ch lóc ®ã lµm viÖc ë chÕ ®é kh«ng liªn tôc.
S¬ ®å nguyªn lý m¹ch läc b»ng tô ®iÖn :
U2
Cläc
Rt
U2
t
0
U2’
t
0
Ta cã c«ng thøc tÝnh gi¸ trÞ ®iÖn dung cña tô th«ng qua ®é gîn sãng nh sau:
Trong ®ã:
HÖ sè gîn sãng KGS(thùc tÕ thêng chän )KGS =5%.
§iÖn trë t¶i ( tøc lµ ®iÖn trë ®Çu vµo cña khèi æn ¸p)
TÇn sè cña ®iÖn ¸p xoay chiÒu ®Çu vµo chØnh lu f lÊy gi¸ trÞ f=50Hz
iv.khèi æn ¸p.
S¬ ®å khèi cña khèi æn ¸p:
KhuÕch ®¹i ®iÒu chØnh
KhuÕch ®¹i so s¸nh
Ph©n ¸p
T¹o ®iÖn ¸p chuÈn
Thùc chÊt cña bé æn ¸p so s¸nh lµ sö dông biÖn ph¸p håi tiÕp ©m nªn ta cã s¬ ®å t¬ng ®¬ng nh sau:
Khèi
KhuÕch ®¹i(K§)
Khèi
Håi tiÕp (HT)
Gi¶ sö v× lý do nµo ®Êy mµ ®iÖn ¸p ra t¨ng lªn mét lîng DUr th× lîng biÕn thiªn nµy sÏ quay trë l¹i ®Çu vµo nhê bé håi tiÕp ©m. TÝn hiÖu håi tiÕp ©m ngîcpha víi tÝn hiÖu vµo do ®ã nã sÏ lµm yÕu tÝn hiÖu vµo vµ ngîc l¹i khi ®iÖn ¸p ra bÞ gi¶m ®i mét lîng DUr th× tÝn hiÖu vµo sÏ cã xu híng t¨ng lªn ®Ó chèng l¹i sù gi¶m nµy.
Bé khuyÕch ®¹i ph¶n håi trong nguån æn ¸p lµ bé khuyÕch ®¹i mét chiÒu. a
NÕu ta gäi hÖ sè khuÕch ®¹i cña khèi khuÕch ®¹i lµ , cña khèi håi tiÕp lµ vµ cña toµn bé m¹ch sau khi cã håi tiÕp lµ .
Ta cã quan hÖ sau:
Trong ®ã, g lµ ®é s©u cña ph¬ng ph¸p håi tiÕp ©m (g>1).
VËy, khi cã håi tiÕp ©m, hÖ sè khuÕch ®¹i gi¶m ®i g lÇn.
MÆt kh¸c, víi viÖc sö dông m¹ch æn ¸p nµy (håi tiÕp ...