Title KTDT-Chuong 2 H - Cau kien dien tu - Nguon - On ap.pdf ✅

1 Phần 3.3 ỔN ÁP – NGUỒN 1 CHIỀU 3.3.1 Sơ đồ bộ tạo nguồn 1 chiều và các thông số nguồn • Thiết bị điện tử muốn làm việc được phải có nguồn một chiều • Có các loai nguồn một chiều như sau: Pin, acquy, nguồn điện được biến đổi từ điện lưới • Nhưng trong thực tế nguồn chủ yếu được sử dụng là nguồn đổi điện Nội dung chương: - Giới thiệu cách thức hoạt động của mạch tạo nguồn sử dụng: bộ lọc, bộ chỉnh lưu và các mạch tạo điện áp. Bắt đầu từ điện áp xoay chiều, ta sẽ dùng bộ chỉnh lưu tín hiệu xoay chiều để có được một tín hiệu một chiều ổn định. Sau đó sử dụng bộ lọc tới mức một chiều nhất định rồi cuối cùng sử dụng bộ tạo điện áp để đạt được điện áp một chiều mong muốn. - Bộ tạo điện áp thường được thực hiện bằng khối tạo điện áp IC. Trong đó nó sẽ lấy một điện áp một chiều và cung cấp ở đầu ra một điện áp một chiều nhỏ hơn. Điện áp này sẽ cố định cho dù điện áp một chiều đầu vào có thay đổi hay đầu ra có được kết nối với tải Sơ đồ khối của một bộ tạo nguồn: Giải thích: - Điện áp lưới (120V/220V) được kết nối đến biến áp để hạ điện áp này xuống mức mong muốn của tín hiệu một chiều - Bộ chỉnh lưu dùng diot sẽ tạo ra điện áp chỉnh lưu cả chu kỳ (đầu ra của bộ chỉnh lưu chỉ là điện áp một chiều dạng xung và chưa phù hợp để thay thế giống như nguồn pin, nguồn này chỉ phù hợp làm bộ nạp cho pin do điện áp 1 chiều trung bình của nó đủ lớn để tạo ra dòng điện nạp cho pin. Còn đối với nguồn điện áp 1 chiều sử dụng trong radio, hệ thống stereo, máy tính, thì nguồn 1 chiều dạng xung này không tốt)và sau đó được lọc bước đầu bằng bộ lọc điện dung đơn giản để tạo ra điện áp một chiều - Điện áp này vẫn có một độ gợn nhất định - Bộ cố định điện áp sẽ được sử dụng để làm cho điện áp này không chỉ ít gợn hơn mà còn ổn định giá trị ngay cả khi nguồn một chiều thay đổi hoặc khi có tải nối vòa điện áp một chiều đầu ra thay đổi. - Bộ cố định điện áp thường sử dụng một trong rất nhiều các IC trên thị trường
2 2. Các thông số a, Hệ số gợn sóng ( kgs ) TChỉnh lưu = Tnguồn điện lưới = 20ms (50Hz) kgs% = ∆Ur Urtb Chất lượng nguồn chỉnh lưu tỷ lệ nghịch với hệ số kgs (kgs càng nhỏ càng tốt ). b, Điện trở trong Một vấn đề quan trọng của nguồn đó là lượng điện áp đầu ra thay đổi khi mạch hoạt động. điện áp cung cấp tại đầu ra khi không tải (không có dòng lấy từ nguồn) bị giảm khi tải lấy dòng từ nguồn. Hệ số điều chỉnh điện áp là Voltage regulation = no ∙ load voltage − full ∙ load voltage full ∙ load voltage %V. R. = VNL − VFL VFL x100% Ví dụ nếu nguồn cấp DC có giá trị 60V khi đầu ra không tải. Khi kết nối tải thì đầu ra giảm còn 56V. Hãy tính giá trị điều chỉnh điện áp Giải: %V. R. = VNL − VFL VFL x100% = 60V − 56V 56V x100% = 7. 1% Urtb ∆Ur Ur (t) t(s) t(s) Ulưới Tchỉnh lưu
3 Rt Uo Rn Ira + _ Ur Ur = U0 − IrRn Rn = − dUr dIr = − ∆Ur ∆Ir Cho Rt1 → Ur1 ,Ir1 Rt2 → Ur2 ,Ir2 Nếu Rt1 > Rt2 thì Ur1 < Ur2 và Ir1 > Ir2 Rn = − Ur1 − Ur2 Ir1 − Ir2 = Ur1 − Ur2 Ir2 − Ir1 nếu Rt1 = ∞,Rt2 = 0 thì Ur1 = Uh , Ir1 = 0, Ur2 = 0, Ir2 = Irng Rn = − Urh − 0 Irng − 0 = Urh Irng Theo (1) thì Khi Rn càng lớn thì Ur càng giảm. Yêu cầu Rn càng nhỏ càng tốt. với nguồn lý tưởng Rn = 0 Nếu điện áp có tải bằng điện áp không tải thì đây là nguồn điện áp lý tưởng vì nó độc lập với dòng lấy từ nguồn cung cấp. Các mạch chỉnh lưu có nhược điểm là khi điện áp lưới thay đổi → U2 thay đổi → Ur thay đổi. Điện áp ra thay đổi theo điện áp lưới. Khi Rt giảm → It tăng → Ur giảm do Rn. Do đó, nó chỉ dùng trong trường hợp dòng tải nhỏ ít biến đổi và sự biến đổi điện áp lưới nhỏ. Nếu điện áp lưới thay đổi nhiều và dòng tải biến thiên lớn như vậy Ur không ổn định. Muốn ổn định phải ổn áp. Điện áp vào của nguồn ổn áp là điện áp ra nguồn chỉnh lưu đơn giản Có 3 loại ổn áp thông dụng • Ổn áp thông số • Ổn áp so sánh • Ổn áp xung (đóng mở) 3.3.2 Ổn áp thông số (dùng diot Zenner) (1)
4 Dựa vào tính chất của điot khi dòng qua diot ID thay đổi nhưng UD không đổi. Gọi là hiệu ứng Zener. Đặc tuyến của Dz U thông D I min D I max D A B Cho phép I D U D U Z Khi UD = UZ = const (hiệu ứng zener) Giá trị UZ trong khoảng vài V đến vài chục V gọi là ổn áp thông số. Khi UZ > 100 thì dùng làm chỉnh lưu với UZ là điện áp ngược cho phép. Sơ đồ ổn áp thông số: R0 điện trở hạn chế dòng sao cho khi điện áp vào thay đổi thì điểm làm việc vẫn nằm trong khoảng AB. Xác định R0 với dòng tải đã cho. Khi UV min : IR0min = UVmin−UZ R0 IDmin = IR0min − It = UVmin − UZ R0 − It ≥ ID min cho phép Khi UV max : IR0max = UVmax−UZ R0 IDmax = IR0max − It = UVmax − UZ R0 − It ≤ ID max cho phép Xét khi UV không đổi, biết R0 và biến thiên dòng tải: It = IR0 − ID Với UV và UZ đã cho → IR0 = const, khi It tăng thì ID giảm và ngược lại → ∆It = ∆ID → ∆Itmax = ∆IDmax. Mà ∆IDmax = ID max cho phép − ID min cho phép (đối với diot zener thì ∆IDmax khoảng vài chục mA).