HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
CAD/CAM

Giảng
viên
:
Nhóm
Nhóm bài tập
Thành viên

Nguyễn Trung Hiếu
: 02
: 19
: Lê Duy Đạt – B20DCDT045
Nguyễn Tiến Dũng – B20DCDT032
Tạ Đức Duy – B20DCDT038

Nhóm mơn học :

Vương Đức Duy – B20DCDT040
03

Hà Nội – 2023


Mục lục
I.

Mạch 1.................................................................................................................... 2
1. Khối chỉnh áp.......................................................................................................2
2. Khối điều khiển điện áp.......................................................................................3
3. Khối điều khiển dòng điện...................................................................................3
4. Ứng dụng.............................................................................................................4
5. Mạch nguyên lý...................................................................................................4
6. Mạch in PCB.......................................................................................................5

II. Mạch 2......................................................................................................................7
1. Tìm hiểu về linh kiện trong mạch...........................................................................7
1.1. Tổng quan về linh kiện trong mạch..................................................................8
1.2. Transistor BC547.............................................................................................8
1.3. Transistor BC557...........................................................................................12
1.4. Một số linh kiện khác.....................................................................................14
2. Nguyên lý hoạt động của mạch............................................................................14
2.1. Giới thiệu chung về nguyên lý.......................................................................14
2.2. Chức năng của từng phần...............................................................................15
3. Ứng dụng.............................................................................................................. 16
4. Thiết kế mạch.......................................................................................................17
4.1. Thiết kế nguyên lý..........................................................................................17
4.2. Thiết kế PCB..................................................................................................18

1


I.

Mạch 1

Phân tích mạch


Bộ nguồn điều chỉnh điện áp DC 3V đến 24V
Mạch trên gồm 3 khối chính:
 Khối chỉnh áp
 Khối điều khiển điện áp
 Khối điều khiển dòng điện

1. Khối chỉnh áp

2


Đây là khối chịu trách nhiệm chỉnh áp đầu vào từ nguồn AC thành đầu ra DC. Khối
này bao gồm bộ biến áp, bộ chỉnh lưu. Bộ biến áp chuyển đổi điện áp 220VAC
thành điện áp thích hợp để tiếp tục xử lý bởi bộ chỉnh lưu. Bộ chỉnh lưu làm cho
đầu ra DC ổn định.
 Fuse(cầu chì): Cầu chì trong khối chỉnh áp chịu trách nhiệm bảo vệ mạch và
các thiết bị khác khỏi nguy cơ quá tải và ngắn mạch bằng cách ngắt dòng điện
khi dòng điện vượt quá giới hạn an toàn.
 Biến áp: Biến đổi điện áp 220AC thành điện áp thích hợp
 Bộ chỉnh lưu: Biến đổi điện áp AC thành điện áp DC

2. Khối điều khiển điện áp

Khối điều khiển điện áp trong mạch chịu trách nhiệm điều chỉnh và duy trì điện áp đầu
ra của mạch, đảm bảo rằng điện áp đầu ra được cung cấp ổn định và theo yêu cầu.
 Op amp LM1558: Bộ khuếch đại so sánh là linh kiện khuếch đại thuật toán
với đầu dương mắc vào U chuẩn, đầu âm mắc với biến trở, kết quả cho ra Us là
điện áp một chiều và biến đổi theo Ura. Us được đưa đến khối biến đổi dòng
điện.

 Mạch hồi tiếp: Điện áp ra qua mạch hồi tiếp về bộ so sánh, mạch hồi tiếp ở
đây là bộ phân áp gồm biến trở 10K và điện trở 1K.
 U chuẩn: U chuẩn được tạo ra nhờ diode zenner và 2 điện trở có giá trị 5,1K
ơm

3. Khối điều khiển dịng điện

3


Mạch trên gồm 3 tranzitor mắc theo sơ đồ Darlington nên hệ số khuếch đại dòng lớn
và β= β1.β2.β3.Con tranzitor thứ tư ở bên phải trên hình vẽ dùng để hạn chế dòng.
Mắc theo sơ đồ Darlinton sẽ tạo ra công suất ra lớn cho mạch, và trở kháng vào lớn
lên tải bên ngồi có thay đổi nhiều thì cũng không ảnh hưởng đến U của OP-amp,nên
Ura rất ổn định.

4. Ứng dụng
 Bộ nguồn này có thể được sử dụng để cung cấp nguồn điện cho việc sửa chữa
các thiết bị điện tử, ví dụ như điện thoại di động, máy tính xách tay, máy tính
bảng, màn hình, v.v,….
 Bộ nguồn này có thể được sử dụng trong các ứng dụng robot cơng nghiệp và tự
động hóa cơng nghiệp khác.
 Trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển, nó có thể cung cấp nguồn cho các
thiết bị đo lường và kiểm tra trong phịng thí nghiệm và q trình thử nghiệm.

5. Mạch nguyên lý

4



6. Mạch in PCB

5


6


II. Mạch 2
1. Tìm hiểu về linh kiện trong mạch.

7


1.1. Tổng quan về linh kiện trong mạch.

Hình 1: Sơ đồ nguyên lý của mạch.
Tổng quan, ta thấy đây là một mạch điện tử không sử dụng IC mà chỉ sử dụng
linh kiện bán dẫn để xây dựng mạch như điện trở, diode zenner, transistor và led đơn.
1.2. Transistor BC547.

Hình 1.2: Transistor BC547.

8


1.2.1. Tổng quan.
 BC547 là một dòng transistor thuộc loại NPN được sử dụng trong các mạch
điện tử thương mại và trong giáo dục. Nó được đóng gói TO-92 và có thể xử lý
dịng điện đầu ra lên đến 100mA.

 BC547 có độ lợi dịng điện một chiều rất tốt, cùng với đó là độ nhiễu thấp nên
đây là sự lựa chọn lý tưởng cho các mạch khuếch đại tín hiệu. Bên cạnh đó, với
điện áp bão hịa cũng chỉ là 90mV thì BC547 cịn được dùng như một cơng tắc
đóng ngắt mạch.
1.2.2. Sơ đồ chân của Transistor BC547.

Hình 1.2.2: Sơ đồ chân của Transistor BC547.

Hướng phần mặt phẳng của vỏ về phía trước mặt thì cấu hình sơ đồ chân của BC547
theo thứ tự từ trái qua phải lần lượt là chân C, chân B và chân E, cụ thể là:

 Chân số 1: Collector (Dòng điện sẽ chạy vào chân này)
 Chân số 2: Base (Điều khiển phân cực transistor)
 Chân số 3: Emitter (Dòng ra)

9


1.2.3. Thơng số kỹ thuật của BC547.













Có sẵn trong gói TO-92.
Loại BJT: NPN
Dòng tiêu thụ tối đa: 100mA
Điện áp tiêu thụ - cực gốc tối đa (VCB): 50V
Điện áp cực thu – cực phát tối đa (VCE): 45V
Điện áp cực phát – cực gốc tối đa (VEBO): 60V
Tiêu tán cực thụ tối đa (PC): 500mW
Tần số chuyển đổi tối đa (fT): 300MHz
Độ lợi dòng điện DC tối thiểu và tối đa (hFE): 110-800
Nhiệt độ bảo quản và hoạt động nằm trong khoảng từ -65 đến 150 độ C.

Để phân cực một bóng bán dẫn, ta phải cung cấp dịng điện cho chân cơ sở, dòng điện
này nên được giới hạn ở 5mA. Khi BC547 được phân cực hồn tồn thì sẽ cho phép
dòng tối đa 100mA chạy qua bộ thu và bộ phát.
1.2.4. Ứng dụng.
 Ứng dụng BC547 làm bộ khuếch đại.
Với độ lợi dòng điện một chiều rất tốt, độ nhiễu thấp nên BC547 là sự lựa chọn
lý tưởng cho các mạch khuếch đại. BC547 có thể khuếch đại cơng suất, dịng điện
hay điện áp tùy theo cấu hình.

10


Một số ứng dụng trong mạch khuếch đại đó là:
- Bộ khuếch đại thu chung
- Bộ khuếch đại phát chung
- Bộ khuếch đại cơ sở chung
 Ứng dụng BC547 làm công tắc.
Một transistor giống như một công tắc Mở trong Phân cực thuận và như một

cơng tắc Đóng trong Phân cực ngược. Điều này có thể đạt được bằng cách cung
cấp lượng dòng điện cần thiết cho cực điều khiển. Với điện áp bão hịa khoảng
90mV thì BC547 cũng được dùng để làm cơng tắc đóng ngắt trong mạch điện.
Một số ứng dụng nổi bật của BJT BC547 đó là:
- Mạch tiền khuếch đại âm thanh và các giai đoạn khuếch đại âm thanh
- Chuyển đổi tải dưới 100mA
- Mạch cảm biến
- Cặp transistor Darlington
- Mạch tần số vô tuyến

11


1.3. Transistor BC557.
1.3.1. Tổng quan.

Hình 1.3.1: Transistor BC557.

BC557 là transistor lưỡng cực PNP được sử dụng rộng rãi sản xuất trong gói
TO-92 nhỏ. Nó là transistor PNP có mục đích chung có thể được sử dụng như một bộ
chuyển mạch hoặc bộ khuếch đại trong các mạch điện tử. Do đó collector và emitter sẽ
đóng (Phân cực thuận) khi chân base được nối đất và sẽ mở (Phân cực ngược) khi có
tín hiệu cấp vào chân Base. Đây là đặc điểm mà transistor PNP khác với transistor
NPN, trạng thái Logic (màu xanh như trong hình) được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu
điện áp giữa điện áp mass và Điện áp tín hiệu (Điện áp Base-Emitter V BE).

12


1.3.2. Sơ đồ chân của transistor BC557.


Hình 1.3.2: Sơ đồ chân.
 Chân số 1: Collector
 Chân số 2: Base
 Chân số 3: Emitter
1.3.3. Thơng số kỹ thuật của BC547.











Loại gói: TO-92
Loại transistor: PNP
Dịng cực góp tối đa (IC): -100mA
Điện áp cực góp cực phát tối đa (VCE): -45V
Điện áp cực góp cực gốc tối đa (VCB): -50V
Điện áp cực gốc cực phát tối đa (VBE): -5V
Tiêu thụ cực góp tối đa (Pc): 500 mW
Tần số chuyển đổi tối đa (fT): 100 MHz
Độ lợi dòng điện DC tối thiểu và tối đa (hFE): 125 đến 800
Nhiệt độ lưu trữ và hoạt động tối: -65 đến + 150 độ C

1.3.4. Ứng dụng.
BC557 là transistor đa năng do đó nó có thể được sử dụng rộng rãi trong các

ứng dụng mục đích chung, ví dụ nó có thể được sử dụng như một bộ khuếch đại âm
thanh trong radio nhỏ, còi điện tử, chuông điện tử và các mạch âm thanh khác yêu cầu
độ khuếch đại nhỏ. Do độ lợi tốt nên transistor này cũng có thể được sử dụng trong các
tầng tiền khuếch đại âm thanh. Bên cạnh những công dụng này, BC557 cịn có thể hoạt
động như một cơng tắc trong các ứng dụng điện tử cho tải 100mA, nó có thể được sử
dụng để bật tắt bất kỳ phần nào của mạch điện tử ví dụ như các transistor cơng suất
cao khác, LED, relay, ...

13


1.4. Một số linh kiện khác
Một số linh kiện khác được sử dụng trong mạch là điện trở, diode zenner và các
led đơn…

2. Nguyên lý hoạt động của mạch.
2.1. Giới thiệu chung về nguyên lý.

14


Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý của mạch.
Tổng quan chung đây là mạch kiểm tra pin 12V sử dụng 3 đèn LED phát sáng ở mức
sáng tương ứng. Đèn LED màu đỏ sáng lên khi điện áp pin nằm trong khoảng từ 8 đến
10V, đèn LED màu cam sáng lên khi điện áp pin nằm trong khoảng từ 10,5 đến 12V
và đèn LED màu xanh lục sáng khi điện áp pin trên 12,5V. Mạch đã được thử và kiểm
tra bằng cách sử dụng 1 bóng bán dẫn NPN và 1 bóng bán dẫn PNP.
2.2. Chức năng của từng phần.
Mạch kiểm tra pin 12V sử dụng 2 transistor BC547 và BC557 cùng với diode
Zenner được sử dụng để kiểm tra mức độ sạc của pin thông qua đèn LED. Nguyên lý

hoạt động của mạch này bao gồm hai giai đoạn chính: giai đoạn kiểm tra và giai đoạn
hiển thị.
2.2.1. Giai đoạn kiểm tra.
 BC547 (NPN) được sử dụng như một công tắc kiểm tra dòng, và BC557 (PNP)
được sử dụng như một công tắc chuyển đổi.
 Đầu vào của mạch được kết nối với pin cần kiểm tra thông qua một resistor cố
định và một diode Zenner.

15


 Diode Zenner được sử dụng để bảo vệ mạch khỏi mức áp cao hơn 12V. Với
diode Zenner, nếu điện áp pin vượt quá 12V, diode sẽ hoạt động như một mạch
ngắn và cho phép dòng điện chảy qua, nhưng với một mức áp ổn định.
 Khi điện áp pin không vượt quá 12V, diode Zenner không hoạt động và cho
phép dòng điện chảy qua mạch.
 Dòng điện từ pin chảy qua đầu vào và thông qua resistor cố định.
 BC547 được kích hoạt khi dịng điện chảy qua chân cơ sở (base) của nó, tạo ra
một đường dẫn cho dòng điện chảy qua chân emitor và collector.
 Chân emitor của BC547 được kết nối với chân cơ sở của BC557 thơng qua một
resistor.
 Khi BC547 được kích hoạt, nó kết nối chân cơ sở của BC557 với mặt đất thơng
qua resistor, làm cho BC557 bị kích hoạt và cho phép dịng điện chảy qua
emitor và collector của nó.
2.2.2. Giai đoạn hiển thị.
 Đầu ra của mạch được kết nối với đèn LED thơng qua resistor.
 Khi BC557 được kích hoạt, mức điện áp ở chân collector của nó sẽ được tăng
lên, tạo ra một mức điện áp cao ở đầu ra của mạch.
 Đèn LED được kích hoạt khi mức điện áp ở đầu ra vượt qua ngưỡng kích hoạt
của LED. Điều này có nghĩa là pin đang hoạt động và có mức độ sạc.

 Nếu pin khơng hoạt động hoặc khơng đủ sạc, BC547 và BC557 khơng được
kích hoạt và mức điện áp ở đầu ra của mạch thấp. Điều này khiến dòng điện qua
LED rất nhỏ hoặc khơng có dịng điện chảy qua LED, cho thấy rằng pin không
hoạt động hoặc không đủ sạc.

3. Ứng dụng
 Ứng dụng trong ắc quy ô tô : Pin kiểm tra mạch có thể được tích hợp vào hệ
thống điện của ô để theo dõi và hiển thị trạng thái của ắc quy. Điều này giúp
người dùng biết khi nào cần thay đổi ắc quy mới hoặc sạc lại ắc quy.
 Ứng dụng trong hệ thống năng lượng mặt trời: Mạch này có thể được sử dụng
để kiểm tra trạng thái của quy định trong hệ thống năng lượng mặt trời. Nó giúp
đảm bảo rằng axit quy vẫn cịn đủ năng lượng để lưu trữ năng lượng từ các tấm
năng lượng mặt trời.
 Ứng dụng trong thiết bị cầm tay di động: Mạch kiểm tra pin này có thể được
tích hợp vào thiết bị cầm tay di động (ví dụ: bộ sạc dự phòng) để cho phép
người dùng biết khi nào cần sạc lại hoặc thay pin .
 Ứng dụng trong hệ thống không chật hẹp: Trong các hệ thống không có giới
hạn chế độ, chẳng hạn như robot hoặc hệ thống nhúng, mạch này có thể giúp
theo dõi trạng thái của nguồn năng lượng và quyết định các hành động tương
ứng.

16


 Cảnh báo hệ thống: Mạch này có thể được sử dụng trong cảnh báo hệ thống để
cung cấp cảnh báo khi pin hoặc khắc phục tình trạng cạn kiệt năng lượng, giúp
tránh sự gián đoạn trong hoạt động của thiết bị.
 Ứng dụng DIY: Các nhà điện tử DIY có thể sử dụng mạch này để kiểm tra
trạng thái của pin trong các dự án tự động và xây dựng các thiết bị thông tin qua
đèn LED đơn giản theo dõi.


4. Thiết kế mạch
4.1. Thiết kế nguyên lý

Hình 3.1: Mạch thiết kế Schematic

17


4.2. Thiết kế PCB.

18