Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ
**************

TRƯƠNG THỊ MAI

THIẾT KẾ MẠCH NẠP ACQUY TỰ ĐỘNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sư phạm kỹ thuật

Người hướng dẫn khoa học
TRẦN QUANG HUY

HÀ NỘI- 2011

Tr­¬ng ThÞ Mai

1

Líp K33D - Lý


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

LI CM N
Trc tiờn em xin chõn thnh cm n thy giỏo Trn Quang Huy ngi
ó hng dn tn tỡnh v hiu qu giỳp em hon thnh khúa lun.
Em xin chõn thnh cm n cỏc thy giỏo, cụ giỏo trong khoa Vt lý
trng i hc s phm H Ni 2 ó giỳp em trong sut quỏ trỡnh hc tp
v lm khúa lun.
Cui cựng em xin cm n gia ỡnh, bn bố, nhng ngi thõn luụn c
v giỳp em hon thnh khoỏ lun.
Em xin chõn thnh cm n !

H Ni, thỏng 5 nm 2011
Sinh viờn
Trng Th Mai

Trương Thị Mai

2

Lớp K33D - Lý


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

LI CAM OAN
Khoỏ lun c hon thnh vi s ch bo ca cỏc thy cụ trong khoa
Vt lý trng i hc s phm H Ni 2 c bit l s hng dn tn tỡnh ca
thy giỏo Trn Quang Huy.
Trong khoỏ lun cú tham kho cỏc nghiờn cu ca cỏc nh khoa hc

vi s trõn trng v bit n. Em xin khng nh kt qu ca ti ny khụng
trựng lp vi kt qu ca ti khỏc. Nu sai em xin hon ton chu trỏch
nhim.

H Ni, thỏng 5 nm 2011
Sinh viờn
Trng Th Mai

Trương Thị Mai

3

Lớp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

MỤC LỤC
PHẦN 1: MỞ ĐẦU.......................................................................................... 5
PHẦN 2: NỘI DUNG ...................................................................................... 7
Chương 1. PHÂN LOẠI VÀ TÌM HIỂU HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI
ACQUY............................................................................................................ 7
1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động................................................................. 7
1.1 Acquy là gì? ...................................................................................... 8
1.2. Cấu tạo ............................................................................................... 8
1.3. Nguyên lý hoạt động .............................................................................. 9
1.4. Các loại bình ắcquy thông dụng.............................................................. 9
1.4.1. Acquy chì – axit............................................................................... 9

1.4.2. Acquy sắt kền .................................................................................. 12
1.5. Các phương pháp phóng nạp acquy ........................................................ 13
1.5.1. Nạp acquy lần thứ nhất .................................................................... 13
1.5.2. Phóng và nạp acquy lần sau ............................................................. 17
1.6. Các chế độ vận hành............................................................................... 19
1.6.1. Chế độ nạp thường xuyên ................................................................ 19
1.6.2. Chế độ phóng nạp xen kẽ................................................................. 20
Chương 2. MỘT SỐ LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH ................... 21
2.1. Diode...................................................................................................... 21
2.1.1. Cấu tạo của diode ............................................................................ 21
2.1.2. Phân loại Diode ............................................................................... 24
2.2. Thyristor................................................................................................. 28
2.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Thyristor ................................. 28
2.2.2.Thí nghiệm minh hoạ sự hoạt động của Thyristor............................. 28
2.2.3. Đo kiểm tra Thyristor ...................................................................... 29

Tr­¬ng ThÞ Mai

4

Líp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

2.2.4. Ứng dụng của Thyristor................................................................... 30
2.3. IC ổn áp 7815 ......................................................................................... 31
2.3.1. Họ 78XX ......................................................................................... 32

2.3.2. Cách xác định chân.......................................................................... 33
2.4. IC khuyếch đại thuật toán TL082 ............................................................ 34
2.4.1.Tổng quan về khuếch đại thuật toán.................................................. 34
2.4.2. Nguyên lý hoạt động........................................................................ 34
Chương 3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ QUÁ TRÌNH THI CÔNG
MẠCH SẢN PHẨM ........................................................................................ 36
3.1. Sơ đồ mạch............................................................................................. 36
3.2. Nguyên lý hoạt động chung .................................................................... 37
3.3. Phân tích mạch ...................................................................................... 37
3.2.1. Nguồn điện ...................................................................................... 37
3.2.2. Tự động điều khiển.......................................................................... 37
3.2.3. Chống ngắn mạch va duy trì dòng chống rò điện ............................. 38
3.4. Mạch in .................................................................................................. 40
3.5. Mạch thực tế........................................................................................... 41
3.6. Mạch điện tham khảo ............................................................................. 41
3.6.1. Mạch điện tham khảo 1.................................................................... 41
3.6.2. Mạch điện tham khảo 2.................................................................... 42
KẾT LUẬN...................................................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 44

Tr­¬ng ThÞ Mai

5

Líp K33D - Lý


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2


PHN 1: M U
1. Lý do chn ti
Khoa hc cụng ngh phỏt trin i lin vi ngun nng lng t nhiờn
c s dng nhiu hn dn n b cn kit. in nng cng vy. Thc t li
cho thy: con ngi khụng th sng thiu in nng. i vi nn cụng nghip
cú nhiu phng phỏp sn xut in nng m bo li ớch kinh t. Vy gii
phỏp t ra cho cuc sng hng ngy i vi nhng ngy mt in kộo di l
gỡ? Tụi xin chn acquy.
Bc sang th k 21 v gia nhp WTO t nc bc sang mt thi kỡ
mi, thi kỡ hi nhp, thi kỡ cụng nghip húa hin i húa t nc. Nn
cụng nghip th gii ó t c nhng thnh tu to ln nh ng dng nhng
tin b ca khoa hc k thut v cụng ngh. Mỏy múc ó thay th con ngi
trong nhiu cụng vic khú khn v ang dn thay th con ngi trong nhng
hot ng lao ng sn xut. Vỡ vy nờn t ng húa ngy cng cú vai trũ
quan trng trong nn kinh t ton cu cng nh trong cuc sng hng ngy.
L mt sinh viờn chuyờn ngnh k thut, mun nõng cao hiu bit v
k thut in t ng dng, chỳng tụi ó chn ti: Thit k mch np
acquy t ng lm khoỏ lun tt nghip.
2. Mc tiờu v nhim v nghiờn cu
2.1 Mc tiờu
Mch np acquy t ng.
2.2 Nhim v nghiờn cu
Lý thuyt v acquy.
Thit k v thi cụng mch np acquy t ng
3. i tng nghiờn cu
Mch np acquy t ng.

Trương Thị Mai


6

Lớp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

4. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu tổng quan mạch nạp acquy tự động.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Mạch nạp acquy tự động có ý nghĩa rất lớn trong những ngày mất
điện cũng như những thiết bị không gần lưới điện.
6. Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng phương pháp lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.
7. Cấu trúc luận văn
Khoá luận gồm bốn chương:
Chương 1: Phân loại và tìm hiểu hoạt động của các loại acquy
Các phương pháp phóng nạp acquy
Chương 2: Tìm hiểu các linh kiện sử dụng trong mạch
Chương 3 : Nguyên lý hoạt động và quá trình thi công mạch sản phẩm

Tr­¬ng ThÞ Mai

7

Líp K33D - Lý



Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

PHẦN 2: NỘI DUNG
Chương 1
PHÂN LOẠI VÀ TÌM HIỂU HOẠT ĐỘNG CỦA
CÁC LOẠI ACQUY
1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
1.1 Acquy là gì?
Acquy là loại bình điện hóa học dùng để tích trữ năng lượng điện và
làm nguồn điện cung cấp cho các thiết bị điện như động cơ điện, bóng đèn
làm nguồn nuôi cho các linh kiện điện tử…

Hình 1.1. Sơ đồ của acquy
Suất điện động lớn ít thay đổi khi phóng nạp điện.
Sự tự phóng điện bé nhất.
Năng lượng điện nạp vào bao giờ cũng bé hơn năng lượng điện mà
acquy phóng ra.
Điện trở trong của acquy nhỏ. Nó bao gồm: điện trở của bản cực, điện
trở dung dịch điện phân có xét đến các tấm ngăn giữa các bản cực.
Có 2 loại acquy: acquy axit (acquy chì), acquy kẽm (acquy sắt kền).
Acquy axit được sử dụng phổ biến và rộng rãi hơn.

Tr­¬ng ThÞ Mai

8

Líp K33D - Lý



Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

1.2. Cấu tạo

Hình 1.2 Cấu tạo của acquy
Trong đó :
1 : cực âm

2 : nút thông hơi

3 : mắt kiểm tra

4 : cực dương

5: dung dịch

6 : vách ngăn

7 : bản cực

8 : nắp

9 : tấm cách

10 : tấm cực dương

11 : tấm cực âm


12: khung lưới

13 : than nối
Cực âm: một bộ phận của acquy có gắn cáp âm.
Cực dương: một bộ phận của acquy có gắn cáp dương.
Nút thông hơi: xả khí sinh ra trong quá trình nạp hoặc để đổ thêm dung
dịch.
Mắt kiểm tra: dùng để kiểm tra trạng thái nạp hoặc mức dung dịch.
Dung dịch: phản ứng hóa học với các bản cực để nạp và phóng.
Ngăn acquy: mỗi ngăn phát ra dòng điện 2,1V.

Tr­¬ng ThÞ Mai

9

Líp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

1.3. Nguyên lý hoạt động

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý
H 2 SO4 : axít sunphuric, H 2 0 : nước, H 2 : hydro, O2 : oxy

A: dòng điện phóng
B: dòng điện nạp

Phóng điện
Năng lượng điện được phát ra khi axit trong dung dịch điện phân phản
ứng với chì và trở thành nước. Lúc này axit sẽ kết hợp với các bản cực tạo ra
sunfat chì.
Phản ứng ở cực dương như sau :


PbO2  3H   HSO4  2e  PbSO4  2 H 2O

Phản ứng ở cực âm xảy ra như sau:
Pb  H 2 SO4  PbSO4  2e  2 H 

1.4. Các loại bình acquy thông dụng
1.4.1. Acquy chì – axit

Tr­¬ng ThÞ Mai

10

Líp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

Gồm có các bản cực bằng chì và ôxít chì ngâm trong dung dịch axít
sunphuric. Các bản cực thường có cấu trúc phẳng, dẹp, dạng khung lưới, làm
bằng hợp kim chì antimon, có nhồi các hạt hóa chất tích cực. Các hóa chất
này khi được nạp đầy là điôxít chì ở cực dương, và chì nguyên chất ở cực

âm.Các bản cực được nối với nhau bằng những thanh chì ở phía trên, bản cực
dương nối với bản cực dương, bản cực âm nối với bản cực âm. Chiều dài,
chiều ngang, chiều dày và số lượng các bản cực sẽ xác định dung lượng của
bình acquy. Thông thường, các bản cực âm được đặt ở bên ngoài, do đó số
lượng các bản cực âm nhiều hơn bản cực dương. Các bản cực âm ngoài cùng
thường mỏng hơn, vì chúng sử dụng diện tích tiếp xúc ít hơn.
Chất lỏng dùng trong bình ac quy này là dung dịch xít sunphuric. Nồng
độ của dung dịch biểu trưng bằng tỷ trọng đo được, tuỳ thuộc vào loại bình ac
quy, và tình trạng phóng nạp của bình.
Trị số tỷ trọng của bình ắc quy khi được nạp đầy được quy ra ở 25 0 C
(77 0 F) được cho ở bảng sau:
Tỷ trọng chất

Loại bình acquy

điện phân

Bình acquy làm việc ở chế độ tải nặng, thí dụ các xe tải điện
công nghiệp lớn.
Bình acquy dùng cho xe ôtô, phi cơ.

1,275
1,260

Bình acquy dùng cho tải không nặng lắm: thí dụ như chiếu
sáng tàu điện, hoặc khởi động các động cơ lớn…
Bình acquy tĩnh, hoặc dùng cho các ứng dụng dự phòng

1,245
1,215


Dung lượng của bình acquy thường được tính bằng ampe giờ (AH). AH đơn
giản chỉ là tích số giữa dòng điện phóng với thời gian phóng điện. Dung
lượng này thay đổi tuỳ theo nhiều điều kiện như dòng điện phóng, nhiệt độ

Tr­¬ng ThÞ Mai

11

Líp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

chất điện phân, tỷ trọng của dung dịch, và điện thế cuối cùng sau khi phóng.
Các biến đổi của thông số của bình acquy được cho trên các biểu đồ sau:

Hình 1.4 Đặc tính điện thế và tỷ trọng khi phóng và nạp với dòng không đổi

Hình 1.6 Đặc tuyến phóng điện tới điện thế cuối cùng

Hình 1.7 Dung lượng định mức dực trên lúc 8 giờ

Tr­¬ng ThÞ Mai

12

Líp K33D - Lý



Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

1.4.2. Acquy st kn
Cũn gi l bỡnh acquy ankalin, gm cỏc bn cc lm bng oxy hydrat kn, v cỏc bn cc õm bng st thun ngõm trong dung dch hyrụxớt kali.
Cỏc bn cc thng cú cu trỳc phng, v dp, lm bng hp kim thộp cú m
kn. Cỏc bn cc c ch to cú cỏc quai trờn cú th dựng bu lụng xit
dớnh li vi nhau, bn cc dng ni vi bn cc dng, bn cc õm ni vi
bn cc õm
Chiu di, chiu ngang, chiu dy, s lng cỏc bn cc s xỏc nh
dung lng ca bỡnh acquy. in th danh nh ca bỡnh l 1,2 vụn. in th
thc s ca bỡnh ph thuc vo nhiu yu t, nh ang h mch, hay ang
phúng, hay c np bao nhiờu. Thụng thng, in th h mch bin thiờn
t 1,25 n 1,35 vụn, tu thuc vo tỡnh trng np. Cht lng trong bỡnh ny
l dung dch hydrụxớt kali, cú pha thờm cht xỳc tỏc tu thuc vo nh ch
to, thng l iụxớt liti.
Nng ca dung dch, biu trng bng t trng o c, khụng tu
thuc vo loi bỡnh ac quy, v cng khụng tu thuc vo tỡnh trng phúng np
ca bỡnh, do nú khụng tham gia vo phn ng húa hc. T trng suy ra 25
C (77 F) t 1,210 n 1,215 g/cm. Tr s ny thc t gim nh theo
thi gian, do dung dch cú khuynh hng b cacbụnỏt hoỏ, do tip xỳc vi
khụng khớ. Khi tr s ny gim xung ti 1,160 g/cm, nú cú th lm thay i
dung lng ca bỡnh, v cn phi thay th. Tỡnh trng ny cú th xy ra vi
ln trong sut tui th ca bỡnh.
Ngoi ra, ch cú mt lý do duy nht cú th lm thay i t trng ca
bỡnh, ú l khi bỡnh acquy ó phúng quỏ gii hn bỡnh thng, ngha l ti
in th gn bng khụng. Khi ú, cỏc phn t liti chuyn ra dung dch lm

tng t trng lờn, cú th tng thờm t 0,025 n 0,030 g/cm. Tỏc ng ny cú
th loi b khi np bỡnh acquy tr li.

Trương Thị Mai

13

Lớp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

Dung lượng của bình, cách tính cũng như bình acquy chì - axít, nhưng
các thông số và các hệ số hiệu chỉnh cũng khác. Đặc tuyến của bình ac quy sắt
- kền được vẽ ở các hình dưới đây.

Hình 1.8 Đặc tính điện thế - thời gian khi phóng đến điện thế cuối cùng
bằng 1V

Hình 1.9 Mức dung lượng và dòng điện khi phóng điện đến điện thế
cuối cùng bằng 1V
1.5. Các phương pháp phóng nạp acquy
1.5.1. Nạp acquy lần thứ nhất
Acquy mới lắp hoặc sau khi sửa chữa thay thế bản cực xong, phải nạp hình
thành. Sau khi đã đổ dung dịch vào các bình acquy phải để cho acquy ổn định

Tr­¬ng ThÞ Mai


14

Líp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

từ 2 đến 4 giờ mới được nạp.0.05 g/cm³ ở  chất điện phân đổ vào bình phải
có tỷ trọng 1,18 nhiệt độ 20 độ C. Sau khi rót vào thì tỷ trọng chất điện phân
có giảm xuống đôi chút. Sau đó vài giờ, tỷ trọng chất điện phân lại bắt đầu
tăng lên trở lại. Đó là hiện tượng bình thường kiểm tra lại việc đấu dây: cực
dương của máy nạp phải đấu với cực dương của acquy, tương tự, cực âm của
máy nạp phải được nối với cực âm của acquy.
1.5.1.1. Nạp hình thành acquy chì
Việc nạp hình thành acquy được tiến hành theo các bước:
Bước 1: Nạp liên tục cho đến khi truyền cho ắc quy từ 4 đến 5 lần định
mức. Không được gián đoạn trong thời gian này.
Bước 2: Ngừng nạp 1 giờ cho các ngăn acquy ổn định. Trong thời gian
này, tiến hành kiểm tra và sửa chữa các bình bị hư hỏng.
Bước 3: Nạp tiếp tục cho đến khi khí thoát mạnh ở tất cả các bình.
Bước 4: Lập lại các bước 2 và 3. Như vậy sau mỗi lần nạp và nghỉ xen
kẽ 1 giờ, acquy sẽ được truyền thêm 1 lần dung lượng định mức. Quá trình
nạp, nghỉ xen kẽ như vậy tiến hành cho đến khi truyền cho acquy từ 8 đến 10
lần dung lượng định mức.
Kết thúc giai đoạn nạp hình thành được xác định theo các điều kiện sau
Điện thế acquy đạt tới 2,5 - 2,75 vôn.
Tỷ trọng chất điện phân bằng 1,205 +/- 0,005 g/cm³ ở 200 C và không
thay đổi trong 3 đến 4 giờ.

Bốc hơi đều trên các tấm cực dương và âm ở tất cả các bình.
Ghi chú: trước khi thực hiện chương trình này, phải lập chương trình
thật cụ thể, để việc thực hiện được chính xác. Chất lượng và tuổi thọ sau này
của bình phụ thuộc rất nhiều vào việc nạp hình thành ban đầu. Không được để
quá nạp, vì bản cực sẽ bị sunfat hoá, làm giảm tuổi thọ của acquy.

Tr­¬ng ThÞ Mai

15

Líp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

Dòng điện nạp không được quá 0,1 lần dung lượng định mức. Nhiệt độ
chất điện phân không được vượt quá 40 độ C. Nếu nhiệt độ vượt quá trị số
này thì phải ngưng nạp để hạ nhiệt độ. Tuy nhiên, vào giai đoạn đầu khi chưa
truyền cho acquy đủ 4 đến 5 lần dung lượng định mức không được phép
ngừng nạp, mà chỉ giảm dòng nạp cho đến khi nhiệt độ ổn định. Như vậy, thời
gian nạp phải tăng lên tương ứng để để bảo đảm dung lượng nạp.
Điều chỉnh tỷ trọng và mức dung dịch chất điện phân: cuối thời gian
nạp, tỷ trọng của chất điện phân quy về 200 C cần phải là 1,205 +/- 0,005
g/cm³. Hệ số hiệu chỉnh Tỷ trọng chất điện phân F hoặc 1,670 C . Sau khi nạp,
ở một số độ bằng - 0,001 g/cm³ cho mỗi 3 bình, có thể có tỷ trọng khác biệt
hẳn so với quy định. Khi thấy tỷ trọng cao hơn phải làm giảm bằng cách rút ra
một lượng dung dịch chất điện phân và thay vào đó một lượng nước cất tương
ứng. Sau đó tiếp tục nạp thêm 3 giờ nữa rồi kiểm tra lại. Cứ thế tiếp tục cho

đến khi đạt được tỷ trọng quy định.
Khi vận hành bình thường, nếu tỷ trọng thấp hơn quy định tới 0,02
g/cm³ thì cần tiến hành nạp cân bằng. Nếu mức dung dịch cạn gần bằng mức
tối thiểu, thì dùng nước cất bổ sung cho đến khi bằng mức tối đa, sau đó tiến
hành nạp cân bằng để làm đồng nhất chất điện phân.
Để hiệu chỉnh tỷ trọng chất điện phân cần thực hiện như sau:
Đo nhiệt độ, mức, và tỷ trọng chất điện phân.
So sánh với nhiệt độ tiêu chuẩn và mức tiêu chuẩn.
Cộng thêm 0,001 g/cm3 cho mỗi 3 o F hoặc 1,670 C tiêu chuẩn, trừ bớt đi
0,015 g/cm³ cho mỗi 1/2 inch thấp hơn mức tiêu chuẩn để bù trừ khi bổ
sung nước cất.
Sau khi nạp acquy lần đầu xong, phải tiến hành phóng nạp tập duyệt 3 lần
để acquy bảo đảm được dung lượng định mức. Dòng điện phóng được thực

Tr­¬ng ThÞ Mai

16

Líp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

hiện theo mức 3 giờ hoặc mức 10 giờ, phóng cho đến khi điện thế mỗi bình
còn 1,8 V.
Trong thời gian nạp hình thành và phóng nạp tập dợt, phải đo và ghi điện
thế, tỷ trọng, và nhiệt độ từng ngăn một, định kỳ mỗi giờ một lần. Trong
trường hợp có đột biến trên các ngăn, ( thí dụ điện thế trên các ngăn thay đổi

quá nhanh), phải đo và ghi thông số thường xuyên hơn.
1.5.1.2 Nạp hình thành acquy sắt kền
Đối với acquy Sắt - kền, việc nạp hình thành cũng được nạp tương tự.
Tuy nhiên, một số thông số có khác biệt rất lớn như sau:
Thông số

Acquy chì – Axít

Acquy sắt kền

Điện thế
khi nạp

2,4 +/- 2,7 vôn

1,55 +/- 1,7 vôn

đầy
Tỷ trọng
khi nạp
đầy
Dòng
điện nạp
tối đa

1,20 +/- 0,010 g/cm3 ở

1,20+/- 0,010 g/cm3 ở

77 0 F ( 250 C ), thay đổi theo


77 0 F ( 250 C ), gần như không thay

dung lượng nạp và theo loại

đổi theo dung lượng nạp và theo

acquy.

loại acquy.

0,1 .. 0,2 nhân với dung lượng 0,15 .. 0,2 nhân với dung lượng
định mức

định mức

Để hiệu chỉnh tỷ trọng chất điện phân cần thực hiện như sau:


Đo nhiệt độ, mức, và tỷ trọng chất điện phân.



So sánh với nhiệt độ tiêu chuẩn và mức tiêu chuẩn.



Cộng thêm 0,001 cho mỗi 3 F hoặc 1,670 C cao hơn nhiệt độ tiêu chuẩn,

0


trừ bớt đi 0,010 cho mỗi 1/2 inch thấp hơn mức tiêu chuẩn để bù trừ khi bổ
sung nước cất.

Tr­¬ng ThÞ Mai

17

Líp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

1.5.2. Phóng và nạp ac quy lần sau
1.5.2.1. Phóng điện acquy
Phóng điện có thể tiến hành vào bất kỳ thời điểm nào và bất kỳ dòng
điện nào nhỏ hơn trị số ghi trong bảng chỉ dẫn của nhà chế tạo.
Khi phóng diện bằng chế độ 3 giờ hoặc dài hơn, có thể phóng liên tục
cho đến khi điện thế ở mỗi ngăn giảm xuống 1,8V. Khi phóng với chế độ 1,2
giờ thì ngừng phóng khi điện thế ở mỗi ngăn xuống đến 1,75V.
Khi phóng với dòng điện nhỏ thì không xác định việc kết thúc phóng theo
điện thế. Trong trường hợp này, việc kết thúc phóng được xác định theo tỷ
trọng chất điện phân. Việc phóng được kết thúc khi tỷ trọng giảm đi từ 0,03
đến 0,06 g/cm3 so với tỷ trọng ban đầu. (Nhưng cũng không được để điện thế
mỗi ngăn giảm xuống thấp hơn 1,75 V.)
Đối với acquy sắt kền, điện thế báo hiệu kết thúc phóng cho mọi trường
hợp là 1 V.
1.5.2.2. Nạp điện acquy

Việc nạp acquy lần sau được tiến hành sau khi phóng thử dung lượng
acquy nhưng không được quá 12 giờ tính từ lúc ngừng phóng.Tuỳ theo
phương pháp vận hành acquy, thiết bị nạp và thời gian cho phép nạp, phương
pháp nạp, việc nạp có thể được thực hiện theo các cách như sau:
Nạp với dòng điện không đổi.
Nạp với dòng điện giảm dần.
Nạp với điện thế không đổi.
Nạp thay đổi với điện thế không đổi.
1.5.2.2.1. Nạp với dòng điện không đổi
Đối với acquy chì
Việc nạp có thể tiến hành theo kiểu 1 bước hoặc 2 bước.

Tr­¬ng ThÞ Mai

18

Líp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

Nạp kiểu 1 bước: Để dòng nạp không vượt quá 12 % của dung lượng
phóng mức 10 giờ tức là 0, 12  C 10
Nạp kiểu 2 bước
Bước 1: để dòng điện nạp bằng dòng điện định mức của thiết bị nạp,
nhưng không vượt quá 0,25  C 10 Khi điện thế tăng lên đến 2,3-2,4 V thì
chuyển sang bước 2.
Bước 2: để dòng điện nạp không vượt quá 0,12  C 10 , cuối thời gian

nạp điện thế ắc quy đạt 2,6 đến 2,8V, tỷ trọng acquy từ 1,2 đến 1,210
g/cm3, giữa các bản cực acquy quá trình bốc khí xảy ra mãnh liệt. Việc nạp
được coi là kết thúc khi điện thế và tỷ trọng của acquy ngừng tăng lên trong
khoảng 1 giờ, và các acquy sau khi nghỉ nạp 1 giờ khi nạp lại sẽ sôi ngay tức
thì.
Thời gian nạp đối với acquy đã được phóng hoàn toàn theo kiểu nạp 1
bước với dòng 0,12  C 10 mất khoảng 12 giờ, còn nạp 2 bước với dòng 8 giờ.
Ở các giá trị mà dòng 0,25  C 10 và 0,12  C 10 mất khoảng 7 điện nạp bé hơn
thì thời gian nạp phải tăng lên tương ứng.
Đối với acquy sắt kền.
Để dòng nạp không vượt quá 15 .. 25 % của dung lượng phóng mức 10
giờ tức là 0,15..0,25  C 10
Đến cuối thời gian nạp,điện thế aqcquy đạt đến 1,75.. 1,8V giữa các
bản cực acquy quá trình bốc khí xảy ra mãnh liệt. Việc nạp được coi là kết
thúc khi điện thế acquy ngừng tăng lên trong khoảng 1 giờ và các ắcquy sau
khi nghỉ nạp 1 giờ khi nạp lại sẽ sôi ngay tức thì. Việc nạp khi hoàn tất
thường truyền cho acquy 1 dung lượng lớn hơn dung lượng định mức khoảng
25%. Nếu nạp ít quá, dung lượng của acquy sẽ bị giảm, còn dư nhiều quá sẽ
làm nóng dàn bình, và làm hao nước.

Tr­¬ng ThÞ Mai

19

Líp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2


1.5.2.2.2. Nạp với dòng điện giảm dần
Tiến hành nạp giống như phần trên, nhưng với dòng điện giảm dần, ban đầu
0,25  C 10 và sau đó 0,12  C 10 . Ở giá trị dòng nạp nhỏ: thời gian tương ứng

được tăng lên. Dấu hiệu kết thúc nạp cũng giống như trưòng hợp nạp với
dòng điện không đổi.
1.5.2.2.3.Nạp với điện thế không đổi
Nạp với điện thế không đổi được tiến hành với thiết bị nạp làm việc ở
2,35V đối với chế độ ổn áp. Điện thế được chọn trong giới hạn từ 2,2 đến
2,35 đối với acquy sắt kền và 1,5 đến 1,55 đối với acquy chì axít và được duy
trì ổn định trong suốt quá trình nạp. Thời gian nạp độ vài ngày đêm. Trong 10
giờ nạp đầu tiên, acquy có thể nhận được tới 80% dung lượng bị mất khi
phóng.
Tỷ trọng chất điện phân giữ nguyên trong 10 giờ (đối với acquy chì
axít) thì có thể kết thúc việc nạp.
1.5.2.2.4. Nạp thay đổi với điện thế không đổi
Việc nạp được tiến hành theo 2 bước:
Bước 1: dòng điện nạp được hạn chế ở 0,25  C 10 còn điện thế thay
đổi tăng tự do.
Bước 2: Nạp với điện thế không đổi. Việc nạp này được tự động hoá
bằng thiết bị nạp có ổn định điện thế và giới hạn dòng điện.
1.6. Các chế độ vận hành
1.6.1. Chế độ nạp thường xuyên
Đối với các loại bình acquy tĩnh, việc vận hành ắcquy được tiến hành
theo chế độ phụ nạp thường xuyên. Acquy được đấu vào thanh cái một chiều
song song với thiết bị nạp. Nhờ vậy, tuổi thọ và độ tin cậy của ắcquy tăng lên,
và chi phí bảo dưỡng cũng được giảm xuống.
Để bảo đảm chất lượng acquy, trườc khi đưa vào chế độ phụ nạp
thường xuyên phải phóng nạp tập dượt 4 lần. Trong quá trình vận hành acquy


Tr­¬ng ThÞ Mai

20

Líp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

ở chế độ phụ nạp thường xuyên, acquy không cần phóng nạp tập dượt cũng
như nạp lại. Trường hợp sau một thời gian dài làm việc ở chế độ phụ nạp
thường xuyên mà thấy chất lượng acquy bị giảm thì phải thực hiện việc phóng
nạp đột xuất.
Ở chế độ phụ nạp thường xuyên, cần duy trì điện thế trên mỗi bình
acquy là 2,2 +/- 0,05V đối với acquy chì axít và 1,5 +/- 0,05V đối với acquy
sắt kền để bù trừ sự tự phóng và duy trì ắcquy ở trạng thái luôn được nạp đầy.
Dòng điện phụ nạp thông thường được duy trì bằng 50 .. 100 mA cho mỗi 100
AH dung lượng đối với ắcquy chì axít và bằng 40 .. 60 mA cho mỗi 100 AH
dung lượng đối với ắcquy sắt kền. Ở chế độ phụ nạp này, điện thế trên acquy
phải được duy trì tự động trong khoảng +/- 2 %.
Việc phóng thử dung lượng thực tế của acquy được tiến hành 1 đến 2
năm 1 lần hoặc khi có nghi ngờ dung lượng acquy kém. Dòng điện phóng
được giới hạn ở chế độ mức 3 đến 10 giờ. Để đánh giá chính xác dung lượng
phóng của acquy, nên tiến hành ở cùng 1 chế độ phóng như nhau trong nhiều
lần phóng.
Dung lượng quy đổi được tính theo công thức:
0


0

C20  Ct  1  0,008  t  20  với C20 : dung lượng ở 20 C, Ct : dung lượng ở t C.

1.6.2. Chế độ phóng nạp xen kẽ
Acquy làm việc ở chế độ nạp phóng là acquy thường xuyên phóng vào
1 phụ tải nào đó sau khi đã ngưng nạp. Sau khi đã phóng đến 1 giá trị nào đó
thì phải nạp trở lại.
Trường hợp sử dụng acquy không nhiều thì mỗi tháng phải tiến hành
phụ nạp với dòng điện không đổi, = 0,1 x C(10). Việc nạp lại nhằm loại trừ
việc sunphát hóa ở các bản cực. Việc nạp lại tến hành 3 tháng một lần, hoặc
khi acquy bị phóng với một dòng phóng lớn hơn dòng phóng cho phép.

Tr­¬ng ThÞ Mai

21

Líp K33D - Lý


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Chng 2
MT S LINH KIN S DNG TRONG MCH
Cỏc linh kin chớnh gm :
1. Diode (Diode bỏn dn)
2. Thyristor (Diode chnh lu cú iu khin)

3. IC 7815 (IC n ỏp)
4. OA : TL082 (IC khuch i thut toỏn)
2.1. Diode
2.1.1. Cu to ca Diode bỏn dn
Tip giỏp PN v cu to ca Diode bỏn dn. Khi ó cú c hai cht
bỏn dn l P v N , nu ghộp hai cht bỏn dn theo mt tip giỏp P N ta
c mt Diode, tip giỏp P -N cú c im: Ti b mt tip xỳc, cỏc in t
d tha trong bỏn dn N khuych tỏn sang vựng bỏn dn P lp vo cỏc l
trng suy ra to thnh mt lp Ion trung ho v in suy ra lp ion ny to
thnh min cỏch in gia hai cht bỏn dn.

Hỡnh 2.1. Mi tip xỳc P N suy ra cu to ca Diode
* hỡnh trờn l mi tip xỳc P N v cng chớnh l cu to ca Diode bỏn
dn.

Trương Thị Mai

22

Lớp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

Hình 2.2. Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn
2.1.1.1. Phân cực thuận cho Diode
Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt ( vùng bán dẫn P ) và điện áp âm
(-) vào Katôt ( vùng bán dẫn N ), khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp,

miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,6V ( với
Diode loại Si ) hoặc 0,2V ( với Diode loại Ge ) thì diện tích miền cách điện
giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện. Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn
thì dòng qua Diode tăng nhanh nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực của
Diode không tăng (vẫn giữ ở mức 0,6V ).

Hình 2.3. Diode (Si) phân cực thuận – Khi Dode dẫn
điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V

Hình 2.4. Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode
* Kết luận : Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực
thuận < 0,6V thì chưa có dòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt =

Tr­¬ng ThÞ Mai

23

Líp K33D - Lý


Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

0,6V thì có dòng đi qua Diode sau đó dòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng
sụt áp thuận vẫn giữ ở giá trị 0,6V .
2.1.1.2. Phân cực ngược cho Diode
Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán
dẫn N), nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện áp
ngược, miền cách điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp

giáp, Diode có thể chiu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode
mới bị đánh thủng.

Hinhg Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng ≥ 1000V
2.1.1.3. Phương pháp đo kiểm tra Diode

Mặt hiển thị

Ω
DCA

DCV

ACA

ACV

Đen

Đỏ

Hình 2.7. Đo kiểm tra Diode

Tr­¬ng ThÞ Mai

24

Líp K33D - Lý



Khãa luËn tèt nghiÖp

Tr­êng §HSP Hµ Néi 2

Đặt đồng hồ ở thang đo 1Ω , đặt hai que đo vào hai đầu Diode, nếu :
Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo
chiều đo kim không lên là => Diode tốt
Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => là Diode bị chập.
Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => là Diode bị đứt.
Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim vẫn lên một chút là
Diode bị dò.
2.1.1.4. Ứng dụng của Diode bán dẫn
Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode thường được sử dụng trong
các mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, các mạch tách sóng,
mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt động . trong mạch chỉnh lưu Diode
có thể được tích hợp thành Diode cầu có dạng .

Hình 2.8. Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều .
2.1.2. Phân loại Diode
2.1.2.1. Diode Zener
Cấu tạo : Diode Zener có cấu tạo tương tự Diode thường nhưng có hai
lớp bán dẫn P - N ghép với nhau, Diode Zener được ứng dụng trong chế độ
phân cực ngược, khi phân cực thuận Diode zener như diode thường nhưng khi
phân cực ngược Diode zener sẽ ghim lại một mức điện áp cố định bằng giá trị
ghi trên diode.

Tr­¬ng ThÞ Mai

25


Líp K33D - Lý