vangtrang_sedoi2001
New Member
Download miễn phí Đồ án Thiết kế bộ nguồn ổn áp tự động điều chỉnh
LỜI GIỚI THIỆU
PHẦN 1: PHÂN TÍCH ĐỀ BÀI.
PHẦN 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
A. LẬP SƠ ĐỒ KHỐI
B. PHƯƠNG THỨC THỰC HIỆN.
I. Khối biến áp
II. Khối chỉnh lưu
III. Khối lọc
IV. Khối ổn áp
1. Khối tạo điện áp chuẩn
2. Khối phân áp
3. Khối khuếch đại so sánh
4. Khối khuyếch đại điều chỉnh.
PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ.
TÍNH TOÁN CỤ THỂ, LỰA CHON LINH KIỆN
PHƯƠNG THỨC THIẾT KẾ CỤ THỂ
1. Khối biến áp
2. Khối chỉnh lưu
3. Khối lọc
4. Khối ổn áp
PHẦN 4: KIỂM TRA BẢN THIẾT KẾ.
PHẦN 5. PHƯƠNG ÁN THI CÔNG
LÀM MẠCH IN, VẼ MẠCH IN.
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:
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ NGUỒN ỔN ÁP TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNHLỜI GIỚI THIỆU
**********
Như ta đã biết mạch điện tử muốn làm việc được cần có nguồn 1 chiều cung cấp cho nó, nguồn 1 chiều có thể được lấy từ Pin, Acquy hay có thể được lấy từ điện lưới sau khi đã đi qua 1 bộ biến đổi phù hợp để lấy ra được mức điện áp 1 chiều mong muốn. tuỳ từng trường hợp vào yêu cầu của mạch điện tử mà ta có các bộ biến đổi khác nhau, các yêu cầu này có thể là cần độ lớn điện áp ra với 1 độ gợn sóng nào đó hay mức độ ổn định của mức điện áp ra... Trong bản thiết kế này ta sẽ nghiên cứu mạch ổn áp tự động điều chỉnh để giữ giá trị của điện áp luôn ổn định và phải đảm bảo 1 vài chỉ tiêu kĩ thuật. Để có thể thực hiện được điều này yêu cầu chúng ta phải nắm được và thực hiện đầy đủ các bước sau: Phân tích đề bài; phương án thiết kế; tính toán thiết kế; thử lại, kiểm tra kết quả; phương án thi công. Sau khi hoàn thành bài thiết kế này em nhận thấy rằng giữa lí thuyết và thực hành có mối liên hệ rất chặt chẽ. Những kết quả đo đạc được ở trên mạch thực tế có sự sai khác nhỏ không đáng kể so với lí thuyết. Sở dĩ như vậy là do việc lựa chọn linh kiện trên thị trường bị giới hạn (trên thị trường chỉ có các linh kiện đã được quy chuẩn bởi nhà sản xuất) nên nhiều linh kiện chỉ được lắp với những giá trị xấp xỉ, mặt khác là do kĩ năng lắp ráp của chúng em còn nhiều hạn chế. Để có thể hoàn thành được bản thiết kế này em đã tham khảo 1 vài tài liệu như giáo trình kĩ thuật mạch điện tử 1, 2, 3, giáo trình truyền hình, giáo trình về máy biến áp, sử dụng một số phần mềm trợ giúp như: Electronic WorkBench, Orcad và đặc biệt là được sự hướng dẫn tận tình của thày giáo Phạm Minh Việt.
PHẦN 1: PHÂN TÍCH ĐỀ BÀI.
Đề bài: Thiết kế bộ nguồn ổn áp tự động điều chỉnh với các chỉ tiêu sau:
U vào
220V
U ra
15V
ÄU / U
5%
P ra
1W
Đề bài yêu cầu thiết kế 1 nguồn ổn áp, nguồn này phải có khả năng tự điều chỉnh khi có sự thay đổi điện áp đầu vào hay khi có sự thay đổi của dòng điện chảy qua tải, ví dụ như khi điện áp tại đầu ra tăng thì bộ nguồn phải tự động điều chỉnh giảm điện áp đầu ra một lượng nào đấy đúng bằng độ tăng điện áp, hay ngược lại khi điện áp tại đầu ra giảm thì tự động điều chỉnh điện áp đầu ra tăng lên... Việc tự động điều chỉnh này có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp như dùng ổn áp thông số, ổn áp so sánh, hay ổn áp xung. Tuy nhiên, theo yêu cầu của đề bài: Điện áp vào là 220V nên ta không cần sử dụng ổn áp xung (ổn áp xung được sử dụng khi cần có dải biến thiên điện áp đầu vào lớn) và do ổn áp thông số chỉ cho phép sự biến thiên dòng tải nhỏ nên người ta hay sử dụng phương pháp này tạo điện áp chuẩn để so sánh với điện áp lấy mẫu trong ổn áp so sánh. Vì vậy, để đáp ứng được những chỉ tiêu trên thì sử dụng ổn áp so sánh là thích hợp nhất.
PHẦN 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
A. LẬP SƠ ĐỒ KHỐI
Mạch ổn áp được thực hiện nhờ 4 khối như sau:
Khối
Biến áp
Khối chỉnh lưu
Khối lọc
Khối ổn áp
Đầu Đầu ra
vào
B. PHƯƠNG THỨC THỰC HIỆN.
I. Khối biến áp
Khối biến áp có nhiệm vụ biến đổi điện áp lưới thành mức điện áp phù hợp đưa vào khối chỉnh lưu. Nó bao gồm 1 cuộn dây sơ cấp và 1cuộn dây thứ cấp được quấn trên một lõi thép gồm các lá thép kỹ thuật điện được dát mỏng ghép lại với nhau. Sở dĩ phải được cấu tạo từ các lá thép mà không phải là một khối thép đặc là vì để tránh dòng Fucô chạy trên đó, gây toả nhiệt.
Trong đó:
n1 : là số vòng dây của cuộn sơ cấp.
n2 : là số vòng dây của cuộn thứ cấp.
U1 : Điện áp xoay chiều đặt ở đầu vào cuộn sơ cấp.
U2 : Điện áp xoay chiều ở đầu ra của cuộn thứ cấp.
Nguyên tắc làm việc của biến áp như sau:
Khi đầu vào sơ cấp của biến áp ta đặt một điện áp xoay chiều U1 = Ulưới có dạng hình sin (f=50Hz), trong lõi thép xuất hiện một từ trường biến thiên theo quy luật hình sin giống như đầu vào (f=50Hz). Từ thông biến thiên này cảm ứng sang bên cuộn dây thứ cấp một điện áp xoay chiều cũng ở dạng hình sin với f= 50Hz nhưng có biên độ nhỏ hơn. Ta có quan hệ giữa biên độ điện áp ra và điện áp vào tỷ lệ thuận với tỷ số vòng dây n1 và n2:
(1)
Do đó, khi n1 > n2 thì U1>U2
Thực tế biên độ điện áp U2 có quan hệ tỉ lệ thuận với các yếu tố sau:
+ Biên độ điện áp U1.
+ Tỉ số n1/n2.
+ S: Diện tích lõi biến áp.
+ Độ từ thẩm của vật liệu làm lõi biến áp.
+ f2: Tần số của điện áp hình sin đầu vào.
Trong bản thiết kế này ta sẽ hạ mức điện áp lưới từ 220 V xuống còn khoảng 18V. Trên cơ sở đó, ta sẽ tính toán các thông số của khối biến áp như số vòng dây cuốn trên hai cuộn sơ cấp, thứ cấp, đường kính dây cuốn, tiết diện của các lá thép... sao cho phù hợp với những yêu cầu của đề bài.
II. Khối chỉnh lưu
Nhiệm vụ : Biến đổi điện áp xoay chiều ở đầu ra cuộn biến áp thành điện áp một chiều, tuy nhiên điện áp một chiều này có độ gợn sóng lớn.
Nguyên tắc: sử dụng các phần tử tích cực có đặc tuyến A-V không đối xứng sao cho dòng điện qua nó chỉ đi theo một chiều, khi đó điện áp thu được trên tải là điện áp một chiều. Các phần tử tích cực thường được sử dụng là:
- Diode(Si, Ge): dùng khi công suất ra nhỏ và trung bình.
- Thyristor : dùng khi công suất ra lớn, có thể điều chỉnh điện áp ra tuỳ ý.
Trong chỉnh lưu bằng diode , các mạch chỉnh lưu thường được dùng là:
· Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ.
· Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ:
+Mạch chỉnh lưu cân bằng.
+Mạch chỉnh lưu cầu.
· Mạch chỉnh lưu bội áp (tăng điện áp ra khối chỉnh lưu lên n lần so với điện áp vào, ở đây n là hệ số bội áp).
Bản thiết kế này dùng chỉnh lưu cầu do nó có nhiều ưu điểm so với các phương pháp chỉnh lưu khác đó là : Có hiệu suất sử dụng biến áp cao hơn so với chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ thông thường (do trong chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ thông thường thì với mỗi nửa chu kỳ 1 trong 2 nửa cuộn dây sẽ không làm việc), tính ổn định của điện áp ra sau chỉnh lưu, điện áp ngược tối đa mà mỗi điốt phải chịu đựng chỉ bằng 1/2 so với chỉnh lưu nửa chu kỳ và độ gợn sóng của phương pháp chỉnh lưu này cũng giảm đi 2 lần so với chỉnh lưu nửa chu kỳ.
- Nguyên tắc hoạt động của mạch chỉnh lưu cầu như sau:
Khi : D1 và D4 thông, D2 và D3 tắt, dòng điện chảy từ cực +Uvào → D1→ Rtải → D4 → cực - Uvào, Ura ≈ Uvào.
Khi : D2 và D3 thông, D1 và D4 tắt, dòng điện chảy từ cực +Uvào → D2→ Rtải → D3 → cực - Uvào, Ura ≈ Uvào.
Như vậy là sau hai nửa chu kì, dòng điện chảy qua Rtải cùng chiều nên ta có điện áp ra trong 2 nửa chu kỳ đó cùng dấu dương.
Sau đây là giản đồ thời gian thể hiện quá trình trên :
Tuy nhiên do ta sử dụng các diode (trong khối chỉnh lưu cầu) để nắn dòng mà bản thân các diode là các phần tử phi tuyến, chúng sinh ra các thành phần hài bậc cao. Để loại bỏ các hài bậc cao nàyngười ta dùng các tụ có chỉ số nhỏ mắc song song v
Tags: mạch ổn áp lý thuyết