Giáo án Công nghệ lớp 12 - Bài 9: Thiết kế mạch điện tử đơn giản

Biết được nguyên tắc chung và các bước thiết kế mạch điện tử.Thiết kế được một mạch điện tử đơn giản.
Thiết kế mạch điện tử đơn giảnYêu cầu bài học: I- NGUYÊN TẮC CHUNG • Bám sát và đáp ứng yêu cầu thiết kế. • Mạch thiết kế đơn giản, tin cậy. • Thuận tiện khi lắp đặt, vận hành và sửa chữa. • Hoạt động ổn định và chính xác. • Linh kiện có sẵn trên thị trường.Thiết kế mạch điện tử đơn giản cần thực hiện các nguyên tắc:Muốn chế tạo được 1 mạch điện tử người thiết kế cần tuân thủ những nguyên tắc gì ?II- CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ1/ Thiết kế mạch nguyên lí	• Tìm hiểu yêu cầu của mạch thiết kế.	• Đưa ra một số phương án để thực hiện.	• Chọn phương án hợp lí nhất.	• Tính toán, chọn các linh kiện cho hợp lí.2. Thiết kế mạch lắp rápMạch lắp ráp thiết kế phải đảm bảo các nguyên tắc• Bố trí các linh kiện trên bảng mạch điện một cách khoa học và hợp lý.• Vẽ đường dây dẫn điện để nối các linh kiện với nhau theo sơ đồ nguyên lí.• Dây dẫn không chồng chéo và ngắn nhất.Hiện nay, người ta có thể thiết kế các mạch điện tử bằng các phần mềm thiết kế chuyên dụng.II- CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬIII - THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀUYêu cầu thiết kế: 	• Điện áp vào 220V, 50Hz;	• Điện áp ra một chiều 12V;	• Dòng điện tải 1A. 1. Lựa chọn sơ đồ thiết kếtUraW1W2U1U2DRta)RtU1U2D1D2D3D4tUrac)Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ.Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ.tUraD2U1U2D1RtU2Urab) Mạch chỉnh lưu cầu (dùng 4 điốt).t Mạch chỉnh lưu 2 điốt.	2. Sơ đồ bộ nguồn12345Tải tiêu thụotu1otU4otU2toU3Mạch nguồn điện một chiều3. Tính toán và chọn các linh kiện trong mạch:	a) Biến áp: • Công suất biến áp:	P = kp . Utải . Itải = 1,3 . 12 . 1 = 15,6 W.	 (kp- hệ số công suất biến áp, chọn kp = 1,3). • Điện áp vào: U1= 220 V, tần số 50 Hz. • Điện áp ra:	U2 = (Utải + UĐ + UBA) / 	 = (12 + 2 + 0,72) /  	 = 10,4 V. trong đó :	U2	-điện áp ra của biến áp khi không tải;	 	 UĐ= 2V 	-sụt áp trên 2 điốt;	 UBA 	-Sụt áp bên trong biến áp khi có tải, thường bằng 6%Utải = 0,72 V.• Dòng điện điốt: IĐ= kI. Itải/2 = 10.1/2 = 5A.	 (Chọn hệ số dòng điện kI = 10).• Điện áp ngược: 	UN = kU. U2 	 	 UN = 1,8 . 10,4 .  = 26,5 V.	 (Chọn hệ số kU = 1,8)Từ các thông số trên, chọn điốt loại 1N1089 có	 UN = 100 V	;	 Iđm = 5A	;	 UĐ = 1Vb) Điốt3. Tính toán và chọn các linh kiện trong mạch:RtU2D1D2D3D4 Để lọc tốt thì tụ có điện dung càng lớn càng tốt và phải chịu được điện áp U2= 12,7 V. Chọn tụ lọc có thông số:	- C=1000µF 	- Uđm= 25V. C ) Tụ điệnCRT+-a)3. Tính toán và chọn các linh kiện trong mạch:Tinh toan và chọn cac linh kiena) Biến áp:Công suất biến áp: Lấy công suất ra, cộng với 1/3 công suât đó = công suât của biến ápĐiện áp ra: Điện áp ra - điện áp rơi trên diodeB) Diode: Chọn diode có dòng> 2 lần dòng tảiĐiện áp ngược: UN= ku.U2√2=1,8.10,6√2=26,5v ku=1,8 thường chọn 1N1089ABDR1) Chỉnh lưu nửa chu kỳ bằng điốt Nhận xét : - Dòng điện sau chỉnh lưu (qua R ) là dòng 1 chiều nhấp nháy, ngắt quãng - Trong ½ T sau cực A ( - ); B ( + ) : D ngắt mạch, dòng không qua R* Hoạt động :- Trong ½ T đầu cực A ( + ); B ( - ): D mở mạch, dòng qua R theo chiều từ ADRBit0ioTT/23T/2tTT/23T/2tABD1RD2D3D4MNPQ2) Chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ * Mạch điện chỉnh lưu cầu:Hoạt động:	- Trong ½ T đầu: A(+); B( -) thì D1, D3 mở mạch, dòng qua R từ N đến P. itoTT/23T/2itoTT/23T/2- Trong ½ T sau: A là cực (-); B là cực (+) thì D2, D4 mở mạch, dòng qua R cũng từ N đến P. Các sơ đồ chỉnh lưutUraD2U1U2D1RtU2Urab)tUraW1W2U1U2DRta)c)U1tUraRtU2D1D2D3D4Các sơ đồ lọcCRT+-a)+-LRTb)+-RTC1C2Ld)+-RTCLc)+-RTC1CchLe)+-RTCchLLchf)Chọn điốt có dòng> 2 lần dòng tải