Nguồn nuôi

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

0
106
lượt xem
28
download

Nguồn nuôi

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nguồn nuôi 10.1. Khái niệm chung. Nguồn nuôi trong các thiết bị điện tử không ngừng đ-ợc cải tiến theo h-ớng tăng độ ổn định,độ bền, hiệu suất, giảm kích th-ớc -trọng l-ợng-giá thành- ... Nguồn nuôi có nhiệm vụ cung cấp năng l-ợng cho các máy điện tử làm việc , th-ờng phải cấp điện một chiều với dòng ổn định. Thiết bị nguồn đ-ợc chia thành hai lớp: lớp thiết bị nguồn nuôi sơ cấp và lớp thiết bị nguồn nuôi thứ cấp.Lớp thiết bị nguồn sơ cấp là các thiết bị biến đổi các dạng năng l-ợng không...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nguồn nuôi

  1. Ch-¬ng 10 Nguån nu«i 10.1. Kh¸i niÖm chung. Nguån nu«i trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö kh«ng ngõng ®-îc c¶i tiÕn theo h-íng t¨ng ®é æn ®Þnh,®é bÒn, hiÖu suÊt, gi¶m kÝch th-íc -träng l-îng-gi¸ thµnh- ... Nguån nu«i cã nhiÖm vô cung cÊp n¨ng l-îng cho c¸c m¸y ®iÖn tö lµm viÖc , th-êng ph¶i cÊp ®iÖn mét chiÒu víi dßng æn ®Þnh. ThiÕt bÞ nguån ®-îc chia thµnh hai líp: líp thiÕt bÞ nguån nu«i s¬ cÊp vµ líp thiÕt bÞ nguån nu«i thø cÊp.Líp thiÕt bÞ nguån s¬ cÊp lµ c¸c thiÕt bÞ biÕn ®æi c¸c d¹ng n¨ng l-îng kh«ng ®iÖn (ho¸ n¨ng, c¬ n¨ng, nhiÖt n¨ng, quang n¨ng v.v...) vÒ d¹ng n¨ng l-îng ®iÖn. ViÖc nghiªn cøu chóng kh«ng thuéc ph¹m vi cña gi¸o tr×nh nµy. Líp c¸c thiÕt bÞ nguån thø cÊp cã nhiÖm vô biÕn ®æi n¨ng l-îng ®iÖn tõ d¹ng nµy sang d¹ng kh¸c cho phï hîp víi c¸c m¹ch tiªu thô nguån.§ã lµ c¸c m¹ch chØnh l-u, æn ¸p, æn dßng, c¸c m¹ch biÕn ®æi dßng mét chiÒu thµnh dßng xoay chiÒu, biÕn ®æi dßng mét chiÒu møc ®iÖn ¸p nµy sang dßng mét chiÒu møc ®iÖn ¸p kh¸c. ë ®©y cÇn l-u ý r»ng biÕn ¸p hoÆc c¸c bé ph©n ¸p kh«ng ph¶i lµ thiÕt bÞ nguån thø cÊp v× ë ®ã chØ cã sù thay ®æi “ tû lÖ i(t) xÝch’’ cña ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn. C¸c thiÕt bÞ nguån thø cÊp th-êng a) lÊy n¨ng l-îng tõ ®iÖn l-íi 220 t V/50 hz. Trong m¸y bay, tµu thuû ng-êi ta cã thÓ thiÕt kÕ m¹ng ®iÖn xoay chiÒu cã tÇn sè 400 hz. Yªu cÇu kü thuËt ®èi víi c¸c thiÕt bÞ nguån rÊt ®a d¹ng. VÝ dô, I0 ®iÖn ¸p ra cña c¸c thiÕt bÞ nguån b) kh¸c nhau cã d¶i biÕn ®æi rÊt réng: 0 tõ vµi phÇn von tíi hµng ngµn von; t dßng ®iÖn: tõ vµi miliampe tíi hµng tr¨m Ampe. C¸ch kÕt cÊu cña c¸c Imax Imin thiÕt bÞ nguån còng rÊt kh¸c nhau: c) I0 M¹ch nguån cã thÓ ®-îc bè trÝ lµ 0 t mét phÇn m¹ch liÒn khèi hoÆc t¸ch H×nh 10.1C¸c d¹ng dßng ®iÖn nguån rêi thµnh khèi riªng trong m¸y, hoÆc còng cã thÓ lµ mét hép nguån c¬ ®éng riªng hoÆc lµ mét tñ nguån cè ®Þnh trong phßng m¸y. Tr-íc khi ®i vµo nghiªn cøu c¸c m¹ch nguån thø cÊp cô thÓ chóng ta xÐt qua c¸c d¹ng ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn th-êng gÆp trong c¸c m¹ch nguån vµ c¸c ®¹i l-îng ®Æc tr-ng cña chóng. H×nh 10.1a lµ dßng ®iÖn xoay chiÒu, lu«n biÕn thiªn theo thêi gian vÒ c¶ trÞ sè vµ dÊu. NÕu dßng ®iÖn biÕn thiªn theo quy luËt h×nh sin th× nã ®-îc ®Æc tr-ng bëi c¸c ®¹i l-îng: -Gi¸ trÞ trung b×nh trong mét chu kú. 257
  2. 2 T/2 2 I TB   I m sin T t dt  0,637 I m (10.1) T 0 -Gi¸ trÞ hiÖu dông: T   I I  (I sin t ) dt   0,707.Im m m (10.2) T T  Dßng mét chiÒu I0 h×nh 10.1b kh«ng biÕn ®æi theo thêi gian mµ lu«n gi÷ nguyªn gi¸ trÞ cña nã. Mét d¹ng dßng ®iÖn (hoÆc ®iÖn ¸p) th-êng gÆp ë ®Çu ra cña c¸c m¹ch chØnh l-u-æn ¸p lµ d¹ng ®Ëp m¹ch h×nh 10.1c.Nã ®-îc ®Æc tr-ng bëi hÖ sè ®Ëp m¹ch K§: I I K  max min .100 % D (10.3) I o HÖ sè ®Ëp m¹ch cµng nhá th× dßng ®Ëp m¹ch cµng tiÕn tíi dßng mét chiÒu I0=.Trong thùc tÕ c¸c dßng ®Ëp m¹ch bao giê còng chøa c¸c thµnh phÇn hµi, trong ®ã ®¸ng kÓ nhÊt lµ hµi bËc mét v× nã cã biªn ®é lín. Do vËy ng-êi ta ®¸nh gi¸ mÐo qua hÖ sè sãng hµi bËc mét KH1(hµi nµy gäi lµ tÇn sè ®Ëp m¹ch): I K H  m (10.4) I Yªu cÇu ®èi víi hÖ sè ®Ëp m¹ch ®-îc x¸c ®Þnh bëi chøc n¨ng cña chÝnh m¹ch mµ nã cÊp nguån. VÝ dô víi c¸c m¹ch khuÕch ®¹i micro trong c¸c thiÕt bÞ ©m thanh chÊt l-îng cao th× K§=0,010,0001%; víi c¸c bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt th× K§=0.10,05%. S¬ ®å khèi cña mét m¹ch nguån th«ng th-êng cã d¹ng nh- ë h×nh 10.2. BIÕN ChØnh Läc san ¸P L-u b»ng æn ¸p T¶i H×nh 10.2 S¬ ®å khèi cña c¸c m¹ch nguån. BiÕn ¸p cã nhiÖm vô phèi hîp ®iÖn ¸p, tøc lµ t¹o ra ®iÖn ¸p cÇn thiÕt ®Ó ®-a vµo bé chØnh l-u; mÆt kh¸c nã cßn cã t¸c dông ng¨n ®iÖn ¸p l-íi víi m¸y. C¸c biÕn ¸p th-êng ®-îc chÕ t¹o c«ng nghiÖp theo ®Þªn ¸p vµ c«ng suÊt tiªu chuÈn. Tuy nhiªn cã thÓ tÝnh to¸n, lùa chän t¹o ra mét biÕn ¸p cho m¹ch nguån thÝch hîp kh«ng mÊy khã kh¨n. TiÕp theo biÕn ¸p lµ m¹ch chØnh l-u hay n¾n ®iÖn ®Ó biÕn dßng xoay chiÒu thµnh dßng mét chiÒu. §iÖn ¸p ë ®Çu ra cña m¹ch chØnh l-u th-êng cã d¹ng ®Ëp m¹ch, v× vËy cÇn qua bé läc san b»ng ®Ó gi¶m l-îng ®Ëp m¹ch. TiÕp sau ®ã lµ m¹ch æn ¸p mét chiÒu råi ®-a ra t¶i. Mét m¹ch nguån th-êng ®-îc ®¸nh gi¸ b»ng c¸c chØ tiªu kü thuËt sau ®©y: 1.§iÖn ¸p mét chiÒu ë ®Çu ra cña m¹ch nguån U0 ( ®iÖn ¸p ra t¶i). 2.Thµnh phÇn mét chiÒu I0 cña dßng ra. 3.HÖ sè ®Ëp m¹ch K§. 258
  3. 4.Trë kh¸ng ra Rra. Trong ch-¬ng nµy ta xÕt c¸c m¹ch chØnh l-u, läc san b»ng, æn ¸p, æn dßng. 10.2. C¸c m¹ch chØnh l-u mét pha. 10.2.1.ChØnh l-u mét nöa chu kú H×nh 10.3a Lµ m¹ch chØnh l-u mét pha ®¬n gi¶n(dïng mét diot-chØnh l-u 1/2 chu kú hay nöa sãng). §Ó ph©n tÝch ta coi biÕn ¸p lµ lý t-ëng( kh«ng tæn hao), vµ diot còng lµ lý t-ëng (®iÖn trë thuËn b»ng kh«ng, ®iÖn trë ng-îc v« cïng lín). NÕu ®iÖn ¸p ®-a vµo cã d¹ng h×nh sin nh- ë h×nh 10.3b th× dÔ dµng nhËn thÊy ®iÖn ¸p ra sÏ lµ nh÷ng xung h×nh sin. Thµnh phÇn I0 ®-îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: 1 π Im I0   I m sin ω td(ω t)   0,318 I m  0,45 I 2π 0 π (10.5) §iÖn ¸p U0 ra t¶i cã trÞ sè: U0=I0.Rt=0,318 Um= 0,45U2 (10.6) Trong ®ã ®iÖn Um vµ U2 lµ gi¸ trÞ biªn ®é vµ hiÖu dông cña ®iÖn ¸p cuén thø cÊp cña biÕn ¸p. §Ó chän diot cÇn biÕt dßng I0 vµ ®iÖn ¸p ng-îc ®Æt lªn diot. Trong s¬ ®å trªn th×: U m U 0 Im    3,14 I 0 Rt Rt (10.11) U ng  U m  3,14U 0 S¬ ®å trªn cho ra ®iÖn ¸p lµ c¸c xung h×nh sin, kh¸c xa víi d¹ng ®iÖn ¸p 1 chiÒu lý t-ëng. Biªn ®é cña thµnh phÇn sãng h×nh sin cã tÇn sè b»ng 1/2 tÇn sè vµo ph©n tÝch theo chuçi Furiª cã trÞ sè lín nªn cã hÖ sè ®Ëp m¹ch rÊt lín (K=157% !), v× vËy kh«ng thÓ sö dông nã ®Ó cÊp nguån cho c¸c m¹ch ®iÖn tö. VÒ mÆt lý thuyÕt, ta xÐt xem nÕu t¨ng sè pha cña cuén thø cÊp cña biÕn ¸p th× d¹ng cña ®iÖn ¸p chØnh l-u sÏ thay ®æi nh- thÕ nµo. H×nh 10.4 lµ m¹ch chØnh l-u h×nh 10.4 lµ m¹ch chØnh l-u nhiÒu pha ®¬n gi¶n vµ gi¶n ®å ®iÖn ¸p t-¬ng øng. 10.2.2.ChØnh l-u c¶ chu kú. Víi ®å thÞ h×nh 10.4b ta thÊy khi t¨ng sè pha th× l-îng ®Ëp m¹ch gi¶m, ®iÖn ¸p chØnh l-u U0 cµng tiÕn tíi gi¸ trÞ Um, hÖ sè ®Ëp m¹ch gi¶m, tÇn sè ®Ëp m¹ch t¨ng. Tuy nhiªn gi¶i quyÕt theo c¸ch nµy th× biÕn ¸p sÏ cã cÊu tróc rÊt phøc t¹p. Trong thùc tÕ ng-êi ta dïng c¸c s¬ ®å chØnh l-u c¶ chu kú theo m¹ch c©n b»ng hoÆc m¹ch cÇu. H×nh 10.5a lµ m¹ch chØnh l-u c©n b»ng. §Æc ®iÓm cña s¬ ®å nµy lµ cuén thø cÊp cña biÕn ¸p ph¶i cã hai cuén cã th«ng sè gièng nhau ®Ó t¹o ®iÖn ¸p nguån, t¹o thµnh hai ®iÖn ¸p u =u2(t) cã biªn ®é nh- nhau ®Ó ®-a vµo hai diot. ë nöa chu kú d-¬ng (a lµ +,b lµ -) th× D1 th«ng, D2 ng¾t; dßng ®iÖn cã chiÒu a+ D1Rtc. ë nöa chu kú ©m th× D2th«ng, D1 ng¾t, dßng ®iÖn cã chiÒu : 259
  4. b+D2Rtc. Nh- vËy dßng ®iÖn qua t¶i lµ dßng mét chiÒu cã d¹ng c¸c xung h×nh sin. §iÖn ¸p trªn t¶i Rt lÆp l¹i d¹ng dßng ®iÖn. Gi¶n ®å ®iÖn ¸p tr×nh bµy trªn h×nh 10.5b. H×nh 10.5c lµ m¹ch chØnh l-u m¾c kiÓu cÇu cÇu dïng bèn diot (l-u ý lµ ng-êi ta s¶n xuÊt c¸c cÇu chuyªn dông cho m¹ch chØnh l-u). Trong m¹ch nµy nÕu     c¸c diot D1 vµ D3 th«ng th× D2 vµ D4 ng¾t vµ ng-îc l¹i. Gi¶n ®å ®iÖn ¸p còng cã d¹ng nh- h×nh 10.5b. Nh- vËy ®iÖn ¸p ng-îc sÏ ®Æt lªn hai diot ng¾t m¾c nèi tiÕp nªn mçi diot chØ chÞu mét nöa ®iÖn ¸p ng-îc. Trong khi ®ã th× ®iÖn ¸p nguîc ®Æt lªn mçi diot trong c¸c m¹ch h×nh 10.3a, 10.4a lín gÊp ®«i( 2U2m). Khi xÐt c¸c m¹ch võa råi ta ®· gi¶ thiÕt diot vµ biÕn ¸p lµ lý t-ëng. Trong thùc tÕ cÇn xÐt ®Õn tæn hao cña chóng. Tæn hao ®ã ®-îc ®¸nh gi¸ b»ng ®iÖn trë tæn hao r0 nh- trong m¹ch h×nh 9.6. MÆt kh¸c trong thùc tÕ t¶i th-êng kh«ng ph¶i lµ ®iÖn trë thuÇn Rt mµ lµ dung kh¸ng. Khi ta m¾c m¹ch vµo nguån ®iÖn ¸p xoay chiÒu th× trong kho¶ng thêi gian an«t cña diot cã ®iÖn thÕ d-¬ng h¬n cat«t, diot sÏ th«ng. Tô ®iÖn Ct n¹p ®iÖn qua ®iÖn trë r0 víi h»ng sè n¹p n¹p=r0.Ct vµ cã chiÒu nh- trªn h×nh10.6a. T¹i thêi ®iÓm mµ gi¸ trÞ tøc thêi cña ®iÖn ¸p thø cÊp u2 b»ng ®iÖn ¸p trªn tô Ct (®iÖn ¸p ra) th× diot ng¾t, tô phãng ®iÖn qua ®iÖn trë t¶i Rt víi h»ng sè phãng phãng=Rt.Ct.V× Rt>>r0 nªn phãng>>n¹p.vµ dßng phãng nhá h¬n nhiÒu so víidßng n¹p. §iÖn ¸p trªn tô Ct ( tøc ®iÖn ¸p ra ) cã d¹ng nh- trªn h×nh 10.6b. 260
  5. Cã thÓ chøng minh r»ng trong tr-êng hîp C vµ Rt th× ®iÖn ¸p ra tiÕn tíi U2m. Nh- vËy m¾c thªm tô ®iÖn Ct cã t¸c dông t¨ng trÞ sè cña ®iÖn ¸p ra (víi ng-ìng trªn lµ U2m) vµ lµm gi¶m hÖ sè ®Ëp m¹ch nªn tô Ct gäi lµ tô läc nguån. Nh-ng trong thùc tÕ th× Rt kh«ng thÓ b»ng v« cïng, nªn ®Ó t¨ng gi¸ trÞ U0 vµ gi¶m hÖ sè ®Ëp m¹ch th× trÞ sè cña tô Ct ph¶i chän cì hµng chôc, hµng tr¨m, thËm trÝ lµ hµng ngµn F (trong c¸c m¹ch chØnh l-u ®iÖn ¸p thÊp). Th«ng th-êng cho tr-íc yªu cÇu hÖ sè ®Ëp m¹ch, tõ ®ã x¸c ®Þnh gi¸ trÞ tô Ct 10.2.3.ChØnh l-u béi ¸p. Trong tÊt c¶ c¸c s¬ ®å ®· xÐt trªn ®iÖn ¸p ra trong mäi tr-êng hîp kh«ng thÓ v-ît qu¸ møc biªn ®é cña ®iÖn ¸p vµo U2m. Trong thùc tÕ nhiÒu lóc ®ßi hái ®iÖn ¸p ra lín gÊp q lÇn ®iÖn ¸p cña s¬ ®å chØnh l-u mét nöa chu kú. Lóc ®ã sö dông c¸c s¬ ®å chØnh l-u béi (nh©n) ¸p. XÐt s¬ ®å nh©n ®«i h×nh 10.7. Thùc chÊt s¬ ®å nµy lµ hai s¬ ®å chØnh l-u mét nöa chu kú m¾c nèi tiÕp, ®iÖn ¸p ra cña chóng ®-îc céng l¹i trªn t¶i. ë b¸n chu kú d-¬ng diot D1 th«ng, tô C1 n¹p ®iÖn. Nöa chu kú tiÕp theo tô C2 n¹p qua diot D2 th«ng. ChiÒu cña c¸c ®iÖn ¸p n¹p cã d¹ng nh- trªn h×nh vÏ. Tõ trªn h×nh nµy ta thÊy ®iÖn ¸p trªn t¶i b»ng tæng ®iÖn ¸p trªn hai tô ®iÖn(2E0). TÇn sè ®Ëp m¹ch b»ng hai lÇn tÇn sè ®iÖn ¸p nguån. H×nh 10.8a l¹i cã c¸ch m¾c nh©n ®«i ®iÖn ¸p, kh«ng ph¶i b»ng hai tô m¾c nèi tiÕp nh- ®· xÐt, mµ thùc hiÖn nh- sau. Gi¶ sö trong thêi gian nöa chu kú thø nhÊt ®iÖn ¸p trªn cuén thø cÊp cña biÕn ¸p cã cùc tÝnh sao cho diot D1 th«ng, tô C1 n¹p ®iÖn ®Õn gi¸ trÞ E0 víi cùc tÝnh nh- trªn h×nh vÏ; ë nöa chu kú tiÕp theo diot D2 th«ng, ®iÖn ¸p trªn tô C2 b»ng ®iÖn ¸p cuén thø cÊp céng víi ®iÖn ¸p ®· ®-îc n¹p trªn tô C1 nªn cã trÞ sè xÊp xØ 2E0. TÊn sè ®Ëp m¹ch b»ng tÇn sè nguån xoay chiÒu. T-¬ng tù nh- vËy cã thÓ x©y dùng s¬ ®å nh©n ba (h×nh 10.8b), nh©n bèn, nh©n n¨m. 10.2.4.Läc san b»ng. Tr-êng hîp ®¬n gi¶n nhÊt läc san b»ng lµ dïng chÝnh tô Ct tho¶ m·n hÖ sè ®Ëp m¹ch K®.Lóc ®ã cÇn chän tô ®Ó tho¶ m·n: 261
  6. K®=2/(2f®mCt) (10.12) TrÞ sè tô Ct th-êng lµ tô ho¸ tõ vµi chôc F ®Õn vµi ngµn F. f®m-tÇn sè ®Ëp m¹ch. Trong tr-êng hîp m¾c tô läc cã trÞ sè kh¸ lín (tô cµng lín th× kÝch th-íc vµ gi¸ thµnh cµng t¨ng) mµ hÖ sè ®Ëp m¹ch vÉn ch-a ®¹t yªu cÇu th× ph¶i m¾c bé läc san b»ng gi÷a t¶i vµ m¹ch chØnh l-u. M¹ch läc san b»ng ®¬n gi¶n nhÊt lµ m¹ch läc RC nh- h×nh 10.9a. CÇn chän h»ng sè thêi gian =RC tho¶ m·n yªu cÇu hÖ sè ®Ëp m¹ch ®èi víi tÇn sè ®Ëp m¹ch c¬ b¶n. HiÖu qu¶ san b»ng cµng lín nÕu nh- ta chän møc tho¶ m·n cña bÊt ®¼ng thøc (10.12) cµng cao. R>>1/(2f®mC) (10.13) Trong ®ã f®m-tÇn sè ®Ëp m¹chcña ®iÖn ¸p ra . V× vËy th-êng ë ®©y ng-êi ta t¨ng R gi¸ trÞ cña tô C. NÕu t¨ng gi¸ trÞ cña C ®Õn møc kh¸ lín mµ ch-a ®ñ ®é san a) b»ng th× cÇn thay ®iÖn trë R b»ng cuén C C Rt c¶m L nh- ë h×nh 10.9b. M¹ch nµy läc san b»ng tèt nh-ng cuén c¶m cã träng l-îng, kÝch th-íc ®¸ng kÓ, gi¸ thµnh R cao nªn Ýt ®-îc sö dông trong thùc tÕ. 10.3.ChØnh l-u ba pha. C¸c m¹ch chØnh l-u ®· xÐt trªn lµ c¸c C C Rt m¹ch chØnh l-u c«ng suÊt nhá, víi dßng b) ra cì vµi tr¨m miliAmpe ®Õn vµi Ampe, sö dông trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn H×nh 10.9 C¸c m¹ch läc san b»ng tö. ë c¸c tr¹m hoÆc c¸c tæng tr¹m th«ng a)läc RC b)läc LC tin ng-êi ta sö dông c¸c m¹ch chØnh l-u ba pha c«ng suÊt lín ®Æt trong c¸c tñ cÊp nguån. C¸c m¹ch chØnh l-u ba pha kh«ng nh÷ng cho c«ng suÊt lín mµ cßn cho hÖ sè ®Ëp m¹ch nhá, hiÖu suÊt cao. 10.3.1.ChØnh l-u ba pha ®¬n gi¶n víi t¶i thuÇn trë . H×nh 10.10a lµ m¹ch chØnh l-u ba pha víi cuén s¬ cÊp ®Êu h×nh tam gi¸c, cuén thø cÊp ®Êu sao cã ®iÓm trung tÝnh lµ ®iÓm 0. C¸c diot cã catot ®Êu chung, anot ®Êu vµo c¸c cuén d©y pha. Diot nµo ®-îc ®Êu víi cuén cã ®iÖn ¸p d-¬ng h¬n so víi hai cuén kia th× diot ®ã sÏ th«ng, hai diot cßn l¹i sÏ ng¾t. VÝ dô trong kho¶ng thêi gian tõ t1 ®Õn t2 th× diot D1 th«ng, ®iÖn ¸p d-¬ng u2a ®-a tíi catot cña D2 vµ D3 nªn hai diot nµy ng¾t,dßng ®iÖn dua D1,qua t¶i Rt vÒ ©m nguån u2a. Trong kho¶ng thêi gian t2t3 th× D2 th«ng,D1vµ D3 ng¾t ... Tõ h×nh 10.10b) ta thÊy ch-a cÇn m¾c tô san b»ng mµ ®iÖn ¸p ra ®É cã ®é ®Ëp m¹ch nhá, tÇn sè ®Ëp m¹ch b»ng ba lÇn tÇn sè cña nguån ®iÖn xoay chiÒu(chu kú ®Ëp m¹ch b»ng 1/3 chu kú nguån xoay chiÒu). NÕu ®iÕn ¸p pha cña cuén thø cÊp lµ u2=U2m cost= 2 U2 cos t th× trÞ sè trung b×nh U0 cña ®iÖn ¸p ra trªn t¶i lµ: 262
  7. π  3 U 0= 2 π π 2 u co s ω t d(ω t)  1,17 u 2 2 (10.14) 3 3 TrÞ sè trung b×nh cña dßng mét chiÒu ®i qua t¶i lµ: u  U  I    , (10.15) Rt Rt Dßng ®iÖn trung b×nh qua mçi diot lµ IDTB=I0/3. Dßng ®iÖncùc ®¹i qua mçi diot lµ: IDmax=IT¶i max=1,21 I0 (10.16) §iÕn ¸p ng-îc ®Æt lªn mét diot khi nã ë tr¹ng th¸i ng¾t b»ng hiÖu sè gi÷a ®iÖn ¸p cña pha cã diot ®ang th«ng vµ ®iÖn ¸p cña pha cã diot ®ã. §iÖn ¸p ng-îc cùc ®¹i cña mçi diot lµ : UD ng=   U  2, U 2  (10.17) NÕu bá qua thµnh phÇn mét chiÒu cña dßng thø cÊp th× dßng ®iÖn pha trong mét cuén s¬ cÊp ®-îc x¸c ®Þnh gÇn ®óng: i1a=n( i2a-I0/3) (10.18) n-hÖ sè biÕn ¸p. C«ng suÊt tÝnh to¸n cho biÕn ¸p ®-îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: PBA  3 U 1 I13 U 2 I 2  1,34 P 0 (10.19) 2 Trong ®ã P0 lµ c«ng suÊt ë t¶i P0=I0U0 10.3.2.ChØnh l-u ba pha cÇu cã t¶i thuÇn trë. M¹ch ®iÖn (h×nh 9.11a) lµ m¹ch chØnh l-u cÇu ba pha cã c¸c cuén s¬ cÊp ®Êu h×nh tam gi¸c (hoÆc cã thÓ ®Êu sao), c¸c cuén thø cÊp ®Êu sao, gäi lµ s¬ ®å Larionop. S¸u diot ®-îc chia lµm hai nhãm: ba diot thuéc nhãm ch½n cã anot ®Êu chung, ba diot thuéc nhãm lÎ cã catot ®Êu chung. Trong mét thêi ®iÓm lu«n cã hai diot th«ng, c¸c diot cßn l¹i ®Òu ng¾t. Diot thuéc nhãm ch½n th«ng nÕu anot cña nã ®-îc nèi víi pha cã ®iÖn ¸p d-¬ng h¬n hai pha cßn l¹i; cßn diot thuéc nhãm lÎ th«ng nÕu catot cña nã ®-îc nèi víi pha ©m h¬n hai pha cßn l¹i. VÝdô trong kho¶ng thêi gian tõ t1®Õn t2 pha u2a d-¬ng h¬n c¶, pha u 2b ©m h¬n c¶ nªn 263
  8. c¸c diot D2 vµ D3 th«ng, c¸c Diot kh¸c ®Òu ng¾t. Trong kho¶ng t2t3 th× pha u2a vÉn d-¬ng h¬n c¶, nh-ng pha u 2C l¹i ©m h¬n c¶ nªn D 2 vµ D5 th«ng, c¸c diot kh¸c ng¾t. Cã thÓ x¸c ®Þnh ®-îc c¸c ®¹i l-îng sau: TrÞ sè trung b×nh cña ®iÖn ¸p mét chiÒu U 0 trªn t¶i :  U si n ( / ) u    , U (10.20)    Dßng ®iÖn trung b×nh qua t¶i: a) u1a u2a D1 A.......... - D2 u1b u2b D3 Rt B u1c u2c D5 D4 + C u2(t) u2a u2b u2c 0 D6 t H×nh 10.11 a)CÇu chØnh l-u ba pha Larionop b)Gi¶n ®å thêi gian c¸c ®iÖn ¸p ut t 1 t 2 t3 t4 t I0=U0/Rt=2,34U2/Rt (10.21) Dßng ®iÖn trung b×nh qua mçi diot: ID=I0/3=0,78U2/Rt (10.22) Dßng ®iÖn cùc ®¹i qua diot vµ qua t¶i : ID max=It max=1,045I0 (10.23) §iÖn ¸p ng-îc cùc ®¹i trªn mçi diot (khi ng¾t): 264
  9. UDng= 3. 2 U =1,045U0 2 (10.24) C«ng suÊt biÕn ¸p ba pha: PBA=3U1I1=3U2I2=1,045P0 =1,045U0I0 (10.25) S¬ ®å cÇu Larionop lµm viÖc tèt h¬n chØnh l-u ba pha 1/2 chu kú (H×nh 10.10a): - So s¸nh (10.20) vµ (10.14) th× s¬ ®å nµy cho ®iÖn ¸p trung b×nh ra t¶i lín gÊp ®«i. - TÇn sè ®Ëp m¹ch b»ng s¸u lÇn tÇn sè ®iÖn ¸p ®Çu vµo. - Diot chÞu ®iÖn ¸p ng-îc gi¶m ®i mét nöa gi¸ trÞ. - C«ng suÊt- bݪn ¸p gi¶m ®i mét nöa. 10.4.æn ¸p mét chiÒu. Mét m¹ch ®iÖn tö bÊt kú sÏ lµm viÖc kh«ng tèt khi nguån mét chiÒu cung cÊp cho nã kh«ng gi÷ ®óng gi¸ trÞ danh ®Þnh. Nguyªn nh©n cña sù thay ®æi ®ã cã kh¸ nhiÒu, nh-ng ®¸ng quan t©m nhÊt lµ sù thay ®æi cña ®iÖn l-íi xoay chiÒu vµ sù thay ®æi cña t¶i. Mét trong nh÷ng c¸ch ®Ó kh¾c phôc sù thay ®æi ®iÖn ¸p nguån ®iÖn l-íi lµ sö dông c¸c m¸y æn ¸p xoay chiÒu ®-îc s¶n xuÊt c«ng nghiÖp. Tuy nhiªn nh- vËy ch-a ®ñ ®Ó m¸y ®iÖn tö lµm viÖc b×nh th-êng. V× vËy cÇn t¹o ra c¸c m¹ch ®iÖn gi÷ cho ®iÖn ¸p mét chiÒu sau khi chØnh l-u cã gi¸ trÞ æn ®Þnh trong mét ph¹m vi nµo ®ã.Ta gäi c¸c m¹ch ®ã lµ c¸c m¹ch æn ¸p mét chiÒu hay th-êng gäi t¾t lµ æn ¸p. 10.4.1.C¸c tham sè cña æn ¸p mét chiÒu. Mét m¹ch æn ¸p m« h×nh nh- mét + + m¹ng bèn cùc h×nh 10.12 ®-îc ®Æc tr-ng UV URA bëi c¸c tham sè sau ®©y: M¹ch Rt - HÖ sè æn ¸p, ®ã lµ tû sè gi÷a _ æn ¸p _ l-îng biÕn thiªn ®iÖn ¸p t-¬ng ®èi ë ®Çu vµo vµ ®Çu ra : U v H×nh 10.12 .M« h×nh æn ¸p nh- Uv M¹ng bèn cùc K «d  (10.26) U r R t  const Ur - HÖ sè æn ¸p ®-êng d©y: U r K«.d©y= 100% (khi UV biÕn thiªn 10%) (10.27) Ur - HÖ sè æn ¸p t¶i: U r K«.d©y= 100% (khi It=It max) (10.28) Ur - §iÖn trë ®éng ®Çu ra ®Æc tr-ng cho sù biÕn thiªn cña ®iÖn ¸p ra khi dßng ra (dßng t¶i) thay ®æi (lÊy theo trÞ tuyÖt ®èi): RRA=URA/It (khiUV=const.) (10.29) 265
  10. - HiÖu suÊt , lµ tû sè gi÷a c«ng suÊt ra t¶i vµ c«ng suÊt danh ®Þnh ë ®Çu vµo: URA . It = (10.30) UV . IV 10.4.2.æn ¸p mét chiÒu tham sè. Ng-êi ta chÕ t¹o c¸c diot Zener-(diot æn ¸p) lµm viÖc víi ®o¹n ®Æc tuyÕn ng-îc cña diot (xem h×nh 3.6b ch-¬ng 3 - ®o¹n ®Æc tÝnh AB) do hiÖu øng ®¸nh thñng cña mÆt ghÐp n-p. Trong diot th«ng th-êng hiÖn t-îng ®¸nh thñng sÏ lµm háng diot; trong c¸c diot zener, do ®-îc chÕ t¹o ®Æc biÖt nªn khi lµm viÖc nÕu khèng chÕ dßng kh«ng v-ît qu¸ møc cho phÐp th× nã sÏ kh«ng bÞ háng ë chÕ ®é ®¸nh thñng vÒ ®iÖn. C¸c tham sè: - Trong s¬ ®å lµm viÖc diot lu«n ë IR1 tr¹ng th¸i ph©n cùc ng-îc (h×nh10.13a) + + víi ®iÖn ¸p æn ®Þnh lµ UZ. - §iªn trë ®éng: R1 RZ=dUZ/dI (10.31) UV URA §iÖn trë ®éng cµng nhá th× tÝnh æn ®Þnh cµng cao. _ _ - §iÖn trë mét chiÒu (tÜnh) U UZ RZ0=UZ/IZ t¹i mét ®iÓm trªn ®Æc tuyÕn. (10.32) Nguyªn lý æn ¸p sö dông æn ¸p tham sè nh- sau: I H×nh 10.13.æn ¸p tham sè Khi ®iÖn ¸p ®Çu vµo thay ®æi mét l-îng UV th× diot æn ¸p sÏ thay ®æi dßng ®iÖn cña nã kh¸ lín vµ gÇn nh- gi÷ nguyªn ®iÖn ¸p sôt trªn nã, v× vËy dßng qua ®iÖn trë R1 sÏ g©y nªn sù biÕn thiªn kh¸ lín cña sôt ¸p trªn R1, tøc lµ UR1=IR1UV, ®iÖn ¸p ra t¶i hÇu nh- kh«ng ®æi. Tr-êng hîp ®iÖn ¸p vµo kh«ng ®æi mµ trÞ sè t¶i gi¶m nhiÒu (dßng qua t¶i thay t¨ng lín), th× sÏ cã sù ph©n phèi l¹i l¹i dßng ®iÖn: dßng qua diot gi¶m lµm cho dßng qua ®iÖn trë hÇu nh- kh«ng ®æi nªn ®iÖn ¸p ra sÏ æn ®Þnh. Trong thùc tÕ ng-êi ta chÕ t¹o c¸c diot æn ¸p cã hai tham sè quan träng lµ dßng diÖn danh ®Þnh vµ ®iÖn ¸p æn ®Þnh (cho trong c¸c sæ tay dông cô b¸n dÉn), vÝ dô chóng cã ®iÖn ¸p æn ®Þnh 1,1V; 1,5V; 2,5V; 3V; 4,5V; 6V; 8,5V; 9V… 10.4.3.æn ¸p mét chiÒu bï tuyÕn tÝnh. M¹ch æn ¸p tham sè tuy ®¬n gi¶n tiÕt kiÖm nh-ng cã nh-îc ®iÓm lµ cã ®é æn ®Þnh kh«ng cao, trÞ sè cña ®iÖn ¸p ra kh«ng thay ®æi ®-îc tuy ý, ®Æc biÖt khi dßng ra t¶i lín. §Ó kh¾c phôc c¸c nh-îc ®iÓm trªn ng-êi ta x©y dùng c¸c m¹ch æn ¸p 266
  11. bï tuyÕn tÝnh. ë ®ã Tranzisto c«ng suÊt sÏ hiÖu chØnh ®iÖn ¸p trªn nã ®Ó bï l-îng thay ®æi ®iÖn ¸p cÇn æn ®Þnh. æn ¸p bï tuyÕn tÝnh cã thÓ x©y dùng theo s¬ ®å song song hoÆc nèi tiÕp nh- ë s¬ ®å khèi h×nh 10.15.§ã lµ mét m¹ch tù hiÖu chØnh cã håi tiÕp. Cã hai c¸ch x©y dùng s¬ ®å khèi: h×nh10.14a-s¬ ®å song song, h×nh 10.14b- s¬ ®å nèi tiÕp. Trong c¸c s¬ ®å trªn th× 1-phÇn tö hiÖu chØnh, 2-phÇn tö so s¸nh vµ khuÕch ®¹i, 3-phÇn tö lÊy mÉu, 4-nguån chuÈn . Trong s¬ ®å song song phÇn tö hiÖu chØnh m¾c song song víi t¶i. S¬ ®å nµy ho¹t ®éng nh- sau: PhÇn tö lÊy mÉu 3 ®em so s¸nh ®iÖn ¸p ®Çu ra víi nguån chuÈn 4 ë phÇn tö so s¸nh-khuÕch ®¹i 2, sai lÖch vÒ ®iÖn ¸p sÏ ®-îc khuÕch ®¹i råi ®-a ®Õn phÇn tö hiÖu chØnh 1. PhÇn tö nµy tù hiÖu chØnh dßng cña nã t-¬ng tù nh- diot tham sè ®Ó ®iÒu chØnh sôt ¸p trªn ®iÖn trë R1, gi÷ cho ®iÖn ¸p ra kh«ng ®æi. Trong s¬ ®å nèi tiÕp h×nh 10.15b th× phÇn tö hiÖu chØnh 1 m¾c nèi tiÕp víi t¶i. PhÇn tö nµy tù ®iÒu chØnh sôt R1 ¸p trªn nã theo tÝn hiÖu tõ ®Çu ra a) cña phÇn tö so s¸nh-khuÕch ®¹i 2 ®Ó gi÷ cho ®iÖn ¸p ra æn ®Þnh. UV 1 2 3 URA Trong hai c¸ch x©y dùng æn ¸p trªn th× s¬ ®å æn ¸p song song cã Rt dßng t¶i ®i qua ®iÖn trë R1, dÉn 4 ®Õn tæn hao nhiÖt lín, v× vËy s¬ ®å nµy cã hiÖu suÊt thÊp h¬n. Tuy b) nhiªn s¬ ®å nµy l¹i cã -u ®iÓm lµ kh«ng gÆp nguy hiÓm khi qu¸ t¶i. 1 S¬ ®å nèi tiÕp cho hiÖu suÊt cao h¬n nh-ng khi dßng t¶i t¨ng qu¸ 2 3 møc (vÝ dô nh- chËp t¶i) th× phÇn UV Rt URA tö hiÖu chØnh dÔ bÞ ®¸nh thñng. Trong thùc tÕ th-êng dïng s¬ ®å 4 nèi tiÕp cã m¹ch b¶o vÖ qu¸ t¶i. C¸c m¹ch æn ¸p bï cã hiÖu suÊt H×nh10.15S¬ ®å khèi cña æn ¸p bï kh«ng v-ît qu¸ 60%. tuyÕn tÝnh H×nh 10.16 lµ mét m¹ch æn ¸p bï m¾c nèi tiÕp cã cùc tÝnh ©m. Khi ®iÖn ¸p ra thay ®æi, c¸c ®iÖn trë R1, R2 vµ triÕt ¸p P lËp thµnh bé ph©n ¸p, lÊy mÉu ®iÖn ¸p ra. §iÖn ¸p nµy(UB2) ®em so s¸nh víi ®iÖn ¸p chuÈn UZ t¹o bëi diot æn ¸p DZ vµ ®iÖn trë R3. HiÖu sè cña chóng chÝnh lµ ®iÖn ¸p baz¬-emit¬ cña Q2 ( phÇn tö so s¸nh-khuÕch ®¹i): UBE2=UB2-UZ. §iÖn ¸p nµy ®iÒu khiÓn m¹ch khuÕch ®¹i so s¸nh Q2 ®Ó lÊy ra ®iÖn ¸p ë colect¬ ®iÒu khiÓn Q1. Tranzistor Q1 ®iÒu chØnh møc më ®Ó thay ®æi ®iÖn ¸p ®iÒu chØnh U§C ®Ó bï l-îng biÕn thiªn cña ®iÖn ¸p ra lµ U2=U1-U§C. Cô thÓ s¬ ®å æn ¸p nµy lµm viÖc nh- sau.Gi¶ sö ®iÖn ¸p vµo t¨ng, lµm ®iÖn ¸p ra t¨ng tøc thêi nªn ®iÖn ¸p UBE2 t¨ng ( trÞ tuyÖt ®èi), tøc lµ ®iÖn thÕ baz¬ cña Q2 ©m h¬n. §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn baz¬ cña Q2 lµ UBE2 còng ©m h¬n nªn Q2 th«ng nhiÒu h¬n, dßng colect¬ cña Q2 t¨ng, 267
  12. ®iÖn ¸p UCE2 gi¶m. V× vËy sôt ¸p trªn R4 t¨ng lªn, lµm cho U§C ®iÖn thÕ baz¬ cña Q1 d-¬ng _ _ lªn, Q1 ®ãng bít l¹i; tøc lµ R4 Q1 R3 R1 ®iÖn ¸p U§C=UCE1 t¨ng lªn, C3 C2 ®iÖn ¸p ®Çu ra U2 gi¶m vÒ gi¸ UV C1 Q2 P URA trÞ ban ®Çu. T-¬ng tù nh- vËy, Rt nÕu dßng t¶i t¨ng lµm cho DZ R2 ®iÖn ¸p ra gi¶m th× qu¸ tr×nh còng diÔn ra nh- trªn. Tr-êng + + hîp ®iÖn ¸p vµo gi¶m th× qu¸ tr×nh diÔn ra hoµn toµn ng-îc H×nh 10.16.¤n ¸p nèi tiÕp ®¬n gi¶n l¹i. Cã thÓ x¸c ®Þnh ®-îc hÖ sè æn ®Þnh cña m¹ch h×nh 9.16 theo c«ng thøc sau: R4 K¤®= (10.33) rb [1  [R 1  (1  α) P](R 2  αP) Rv .α  R 4 re ] rb .(R 1  P  R 2) rd [r 1  (1  α) P](r 2  αp) Trong ®ã = 1   ] -gäi lµ hÖ sè ®iÒu chØnh, th-êng rv rb .β 1(R 1  p  r 2) =1,52;RV,rb,re ,rd- t-¬ng øng lµ c¸c ®iÖn trë ®Çu vµo, ®iÖn trë khèi baz¬, ®iÖn trë emit¬ cña Q1, rd ®iÖn trë ®éng cña DZ; cßn 1 lµ hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn cña Q1. HÖ sè æn ®Þnh cã thÓ ®¹t tíi vµi tr¨m. Trong m¹ch võa xÐt tô ®iÖn C1,C2 t¨ng ®é läc san b»ng vµ khö c¸c dao ®éng ký sinh, C3 t¨ng ®é æn ®Þnh cho c¸c ®¹i l-îng biÕn ®æi chËm theo thêi gian. Trªn c¬ së m¹ch æn ¸p h×nh 10.16 cã thÓ x©y dùng c¸c m¹ch phøc t¹p h¬n ®Ó - - + Up - Rc R1 T1 C R3 T1 T2 P Dz R2 + + a) b) H×nh 10.17 a) æn ¸p dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n b) æn ¸p cã nguån phô æn ®Þnh 268
  13. t¨ng ®é cña m¹ch b»ng c¸c biÖn ph¸p sau ®©y: - T¨ng ®é nh¹y cña m¹ch håi tiÕp b»ng c¸ch dïng hai hay ba tÇng khuÕch ®¹i thay cho mét tranzisto T2, hoÆc thay nã b»ng c¸c tranzisto m¾c Darlington ®Ó t¨ng hÖ sè  tíi 103104. - Thay cho T2 khuÕch ®¹i b×nh th-êng cã thÓ dïng khuÕch ®¹i vi sai nh- ë h×nh 10.17a. TÇng khuÕch ®¹i vi sai T1 - T2 cã ®é tr«i nhá nªn ®é æn ®Þnh cña m¹ch t¨ng. §iÖn ¸p ë ®Çu ra cña m¹ch khuÕch ®¹i vi sai lÊy kh«ng ®èi xøng ®-a tíi phÇn tö hiÖu chØnh. - Cã thÓ t¨ng ®é æn ®Þnh b»ng c¸ch dïng nguån phô æn ®Þnh ®Ó cÊp cho m¹ch khuÕch ®¹i - so s¸nh nh- ë h×nh 10.17b - Dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n trong kh©u khuÕch ®¹i. V× khuÕch ®¹i thuËt to¸n cã hÖ sè khuÕch ®¹i lín vµ ®é æn ®Þnh cao nªn chÊt l-îng cña æn ¸p t¨ng. M¹ch ®iÖn h×nh 10.18a sö dông khuÕch ®¹i thuËt to¸n A741 trong kh©u khuÕch ®¹i. -Tr-êng hîp cÇn nguån ®èi xøng th× x©y dùng m¹ch nh- h×nh 10.18b R1 T1 R3 R3' - +UV +U UV -Ur R1 A1 C2 r T2 - _ R4 R1 + C2 C3 C1 + R2 DZ R5 C5 R7 1 D2 C1' A2 6 7 R2 R2' R6 C2' D1 +3 + + _ R8 5 _2 - + C4 R3 R1' T2' -Ur C1 4 + -UV T1' H×nh 10.18 a)æn ¸p dïng IC tuyÕn tÝnh b)æn ¸p t¹o nguån ®èi xøng 10.4.4.C¸c IC æn ¸p tuyÕn tÝnh. Ng-êi ta chÕ t¹o ra c¸c vi m¹ch æn ¸p tuyÕn tÝnh víi gi¸ thµnh h¹ vµ sö dông rÊt tiÖn lîi. XÐt mét sè vi m¹ch th«ng dông. Vi m¹ch MAA723(A723) cho c«ng suÊt ra t¶i 400mW víi dßng t¶i 150 mA. S¬ ®å nguyªn lý tr×nh bµy trªn h×nh 10.19. Vi m¹ch nµy cã c¸c c¸ch m¾c tr×nh bµy trªn h×nh 10.20. Víi mét sè linh kiÖn m¾c ngoµi sÏ t¹o c¸c møc ®iÖn ¸p kh¸c nhau nh- á c¸c h×nh a,b,c,d,e,f,h,g : a) cho Ur’=27V b) Ur’=737V c) Ur’=-(615)V d) Ur’=-(9,537)V e) Ur’
  14. 8 500 1K R5 . +Ucc D1 25K R14 T7 62V T14 T2 T4 R13 7 T3 T11 Uc T12 C1 R15 R6 T10 T9 T15 R7 T1 T13 R12 R9 R10 6 §Çu ra T6 R11 R8 5+ 9 Bï tÇn sè T16 10 H¹n dßng Ucc 2 4 3 1 §Çu ®o Uch §Çu vµo - §Çu . thuËn vµo ®¶o H×nh 10.19 S¬ ®å nguyªn lý bªn trong cña IC æn ¸p MAA723(A723) -Ur +Ur +Ur b) UB>3 V c) 2,2K 8 7 6 RS 8 7 6 8 7 UZ 4 10 R1 3 +Ur' 4 10 Rs 4 10 1 +Ur' a) 5 9 2 R3 3 1 3 1 5 9 2 3,3K R2 5 9 2 R2 R3 R1 -Ur' 100 100 R2 100 R1 3,3K -Ur 2,2K +Ur +Ur 8 7 UZ e) 100 f) d) 4 10 8 7 6 3 1 8 7 6 Rs 3,3K R2 5 9 2 4 10 4 10 3 1 R3 3 1 -Ur' -Ur' R1 Rs 5 9 2 5 9 2 100 R1 R1 470 R3 -Ur' 3,3K R2 470 R2 -Ur -Ur Rv Rv h) 10K k) 12V:36V 8 7 UZ 12V:36V 8 7 UZ 4 10 3 4 10 9 8 1 6 UZ 2 4 R1 3 1 R1 3 1 1 5 10 g) 3,3K 5 9 2 Rs 3,3K 5 9 2 9 8 7 6 -Ur' 10 1 2 3 4 5 3,3K R2 3,3K R2 470 470 -Ur' H×nh 10.20C¸c c¸ch m¾c IC æn ¸p MAA723(A723) C¸c ®iÖn trë R1, R2, R3 chän theo chØ dÉn cña h·ng s¶n xuÊt, Rs lµ ®iÖn trë h¹n dßng. D¹ng F F vá IC tr×nh bµy trªn h×nh 9.20k. Vi m¹ch ba ch©n 78XX vµ 79XX. §©y lµ lo¹i vi m¹ch rÊt th«ng dông trªn thÞ trõ¬ng víi gi¸ thµnh rÊt thÊp, sö dông rÊt tiÖn lîi. 270
  15. Hä 78XX cho ®iÖn ¸p ra cùc tÝnh d-¬ng, 79XX-cùc tÝnh ©m - Hai sè cuèi chØ trÞ sè cña ®iÖn ¸p æn ®Þnh ®Çu ra: 7805,7806,7808,7812,7815,7818,7824 cã ®iÖn ¸p ra t-¬ng øng lµ 5v ,6v ,8v , 12v , 15v , 18v vµ 24v 7905,7906,7908,7912,7915,7918,7924 cã ®iÖn ¸p ra t-¬ng øng lµ -5v, - 6v, -8v , -12v , -15v , -18v vµ -24v. D¹ng vµ c¸ch m¾c m¹ch tr×nh bµy trªn h×nh 10.21 C¸c IC nµy cho dßng t¶i cùc ®¹i kho¶ng 1 A.  Muèn t¨ng dßng ta m¾c thªm mét tranzisto c«ng suÊt nh- ë h×nh 10.22a, lóc nµy cã thÓ cho dßng tíi 5A. Muèn thay ®æi ®iÖn ¸p ra ta m¾c thªm diot zener nh- ë h×nh 10.22b, lóc nµy U r=xx+UDZ. Trong thùc tÕ cÇn t¹o ra nguån ®èi xøng (2 cùc tÝnh) ®Ó cÊp cho c¸c khuÕch ®¹i thuËt to¸n. S¬ ®å bé nguån nh- vËy tr×nh bµy trªn h×nh 10.23 bao gåm c¶ m¹ch chØnh l-u vµ æn ¸p. Vi m¹ch LM317. §©y còng lµ mét lo¹i vi m¹ch th«ng dông ba ch©n víi ®iÖn ¸p ra cã thÓ ®iÒu chØnh ®-îc trong kho¶ng 1,25 v25v. S¬ ®å m¾c m¹ch cã d¹ng h×nh 10.24. §iÖn ¸p chuÈn lµ 1,25 v. §iÖn ¸p ra tÝnh theo c«ng thøc (10.34). R U  ,(  ) V (10.34) R  10.4.5.Nguyªn lý æn ¸p xung. Trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö chÊt l-îng cao ng-êi ta sö dông æn ¸p xung. VÝ dô c¸c m¸y thu h×nh mµu hay c¸c m¸y tÝnh c¸ nh©n ta sö dông ngµy nay lµm viÖc rÊt æn ®Þnh, ta kh«ng c¶m thÊy cã sî bÊt æn cña nguån khi vËn hµnh chóng. Së dÜ nh- vËy v× æn ¸p xung cã nh÷ng -u ®iÓm næi bËt so víi æn ¸p bï tuyÕn tÝnh . §ã lµ : - Trong æn ¸p xung phÇn tö hiÖu chØnh kh«ng ph¶i lµm viÖc liªn tôc mµ chØ th«ng trong kho¶ng thêi gian tån t¹i cña xung nªn tæn hao nhiÖt trªn nã gi¶m, hiÖu suÊt còng nh- ®é bÒn cña m¹ch t¨ng. -Ph¹m vi hiÖu chØnh réng. -M¹ch nguån gän nhÑ v× lµm viÖc ë tÇn sè kh¸ cao. XÐt nguyªn lý æn ®Þnh khi mét kho¸ c¬ ®iÒu khiÓn ®ãng ng¾t nguån liªn 271
  16. tôc nh- ë h×nh 10.25a ®Ó t¹o nªn ®iÖn ¸p xung h×nh 10.25b Gi¸ trÞ trung b×nh cña xung ®-îc x¸c ®Þnh b»ng diÖn tÝch xung h.tx trªn ®é dµi mét chu kú xung: h.t x U.t x Utb=  (10.35) T T Trong æn ¸p xung ng-êi ta gi÷ cho gi¸ trÞ trung b×nh Utb cña xung kh«ng ®æi. Tõ biÓu thøc (10.35) ta thÊy muèn gi÷ cho gi¸ trÞ trung b×nh cña xung kh«ng tx ®æi cÇn cho tû sè biÕn thiªn theo T chiÒu ng-îc l¹i víi chiÒu biÕn thiªn cña U. Nh- vËy cã thÓ thay ®æi chu kú hoÆc ®é réng hay ®é rçng (kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c xung) cña xung ®Ó ®¹t môc ®Ých trªn. Trong thùc tÕ ng-êi ta sö dông kho¸ ®iÖn tö trªn tranzisto c«ng suÊt thay cho kho¸ c¬ khÝ K. Ta xÐt nguyªn lý x©y dùng mét m¹ch æn ¸p xung theo s¬ ®å khèi h×nh 10.26.a. Khi th«ng, kho¸ K dÉn n¨ng l-îng tõ nguån mét chiÒu ®Õn phÇn tö tÝch luü n¨ng l-îng (lµ cuén c¶m vµ tô ®iÖn ). Khi kho¸ tranzisto ng¾t th× phÇn tö tÝch luü cung cÊp n¨ng l-îng cho m¹ch t¶i. TÇn sè ®ãng më cña kho¸ th-êng chän trong kho¶ng 1650 Khz ®Ó ch¸nh nhiÔu ©m thanh. Trong d¶i tÇn sè nµy t¶i lµ cuén c¶m cã lâi lµ pherit lµ thÝch hîp nhÊt. Trong h×nh 10.26a kho¸ K m¾c nèi tiÕp víi t¶i. M¹ch so s¸nh thùc hiÖn trªn khuÕch ®¹i thuËt to¸n lµ m¹ch so s¸nh cã trÔ. Khi ®iÖn ¸p ra gi¶m ®Õn møc U2 ( ®å thÞ h×nh 10.26b) th× kho¸ K th«ng, nguån mét chiÒu cÊp n¨ng l-îng cho m¹ch, cuén c¶m n¹p ®iÖn, ®iÖn ¸p trªn cuén c¶m t¨ng, ®iÖn ¸p ra t¨ng theo. Khi ®iÖn ¸p ra ®¹t gi¸ trÞ Ur’=U1 th× kho¸ U r’ §Æc tÝnh thùc U1 L C U2 K R2 R1 t Y Ur' Ur Rt t R3 Uch a) b) H×nh 9.25 a)Mét ph-¬ng ¸n x©y dùng æn ¸p xung b)§å thÞ thêi gian ®iÖn ¸p ra Ur’vµ ®iÖn ¸p ë bé so s¸nh ng¾t, cuén c¶m phãng ®iÖn cïng chiÒu víi t¶i. Qu¸ tr×nh lÆp l¹i cã chu kú. §é gîn sãng b»ng hiÖu hai ®iÖn ¸p U=U1-U2 ( kho¶ng vµi chôc mV). 272
  17. C¸c m¹ch æn ¸p xung trong thùc tÕ th-êng ®-îc x©y dùng theo s¬ ®å khèi h×nh 10.26c . - M¹ch chØnh l-u 1 chØnh l-u ®iÖn ¸p xoay chiÒu cña ®iÖn l-íi 220V-50Hz thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu ®Ó cÊp cho m¹ch nghÞch l-u vµ æn ¸p. - M¹ch nghÞch l-u biÕn ®æi dßng mét chiÒu thµnh xung “ng¾t- më” víi tÇn sè nh- trªn, nªn cã thÓ coi lµ dßng xoay chiÒu h×nh sin. N¨ng l-îng dßng xoay chiÒu nµy sÏ qua biÕn ¸p xung chuyÓn sang m¹ch thø cÊp. - M¹ch chØnh l-u thø hai n¾n dßng xoay chiÒu tÇn sè cao, cho tÇn sè ®Ëp m¹ch lín, lÊy ra c¸c ®iÖn ¸p mét chiÒu cÊp cho c¸c m¹ch trong m¸y ®Ó duy tr× chÕ ®é lµm viÖc æn ®Þnh cña toµn m¸y. - M¹ch æn ¸p: ®iÖn ¸p mét chiÒu trªn ®-îc so s¸nh ®iÖn ¸p ra víi mét møc ®iÖn ¸p chuÈn; Sai sè th«ng qua m¹ch dß sai ®-îc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn ng¾t më kho¸ ®iÖn tö nhanh hay chËm (tèc ®é ng¾t më-tøc ®iÒu chÕ tÇn sè xung) hoÆc l©u hay chãng (tøc lµ ®iÒu chÕ ®é réng cña xung) tuú theo møc ®iÖn ¸p ra. VÝ dô víi ph-¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®é réng cña xung th×: møc cao th× thêi gian th«ng cña kho¸ ng¾n vµ ng-îc l¹i; tøc lµ gi÷ cho gi¸ trÞ trung b×nh theo (10.35) lµ kh«ng ®æi. VÝ dô ta xÐt m¹ch nguån æn ¸p xung trong mét m¸y thu h×nh mµu tr×nh bµy trªn h×nh 10.27. M¹ch æn ¸p nµy duy tr× chÕ ®é lµ viÖc æn ®Þnh cña toµn m¸y NghÞch l-u-æn ¸p ChØnh l-u møc hai D5 (5) D6 ChØnh l-u møc mét +115V C4 (6) C5 (3) D4 R2 C2 R3 C3 (4) 80-260 ~ D1 D7 (1) V. +15V C6 D3 K 3 4 D2 (2) C7 C1 D8 -30V 2 1 R1 5 VR Dß sai H×nh10.27.Nguån æn ¸p xung . ChØnh møc ®iÖn ¸p ra khi ®iÖn ¸p l-íi biÕn thiªn trong d¶i rÊt réng: 80V260V M¹ch nghÞch l-u: §iÖn ¸p mét chiÒu ®-îc cÇu n¾n trªn 4 diot D1-D4 chØnh 273
  18. l-u thµnh mét chiÒu, ®-îc läc b»ng tô C1 råi dÉn ®Õn cuén (1)-(2) råi ®Õn ch©n 3 cña kho¸ T chê. NÕu kho¸ K th«ng th× míi cã dßng qua nã vµ ®iÖn trë R1. ChÝnh dßng ®iÖn qua n¹p cho tô C2 Xung tÇn sè quÐt dßng (dßng:+R2Baz¬ kho¸ K (3)Emit¬(4)R1 -) më th«ng kho¸ K lÇn ®Çu tiªn, lµm cho dßng Xung nghÞch l-u khi møc ®iÖn t colet¬ qua cuén (1d-¬ng +) - (2©m - ¸pcaoU=260V ) c¶m øng sang (3d-¬ng+) - (4©m -). ¢m ë (4) qua C3-R3 quay vÒ baz¬ ®ãng tranzisto l¹i. Kho¸ t¾t th× dßng Xung nghÞch l-u khi møc ®iÖn ¸p t qua (1)-(2) gi¶m ®ét ngét vÒ 0, t¹o võaU=180V nªn ®iÖn ¸p c¶m øng sang (3)-(4) ng-îc dÊu khi tr-íc. Xung d-¬ng ë (4) l¹i th«ng kho¸ K vµ qu¸ tr×nh Xung nghÞch l-u khi møc ®iÖn ¸p t nghÞch l-u tiÕp tôc. N¨ng l-îng thÊpU=80V xoay chiÒu qua biÕn ¸p xung qua cuén thø cÊp vµ c¸c diot chØnh l-u H×nh10.28. t thµnh c¸c ®iÖn ¸p mét chiÒu t-¬ng øng cÊp cho c¸c m¹ch trong m¸y. M¹ch æn ¸p: Khi nguån vµo ë møc cao th× h¹ ¸p trªn cuén (1)-(2) cao nªn ghÐp sang cuén (5)-(6) còng cao. Diot D5 chØnh l-u, ®-a l-îng mét chiÒu lín vÒ ch©n 1 IC dß sai. Møc nµy ®-îc so s¸nh víi ng-ìng lÊy ra tõ triÕt ¸p VR. KÕt qu¶ so s¸nh ®em ®iÒu khiÓn tranzisto kho¸ K th«ng trong thêi gian rÊt ng¾n. V× vËy n¨ng l-îng chuyÓn sang thø cÊp vÉn æn ®Þnh. Khi nguån thÊp th× qóa tr×nh diÔn ra ng-îc l¹i. Trong mach nµy ,khi nguån ®· æn ®Þnh th× ng-êi ta ®-a xung quÐt dßng vÒ c-ìng chÕ m¹ch nghÞch l-u th«ng - t¾t theo nhÞp tÇn sè quÐt dßng. Nh- vËy d¹ng dao ®éng xung ë biÕn ¸p xung cã d¹ng nh- h×nh 10.28. a) 10.5.æn ¸p xoay chiÒu. C¸c thiÕt bÞ æn ®Þnh ®iÖn ¸p xoay chiÒu, gäi t¾t lµ æn ¸p xoay chiÒu ®-îc thiÕt kÕ cã c«ng L1 L2 Rt suÊt tõ vµi tr¨m woat ®Õn hµng chôc Kwoat ®-îc b¸n réng r·i trªn thÞ tr-êng. Nã ®-îc sö dông ®Ó U1 cÊp ®iÖn ¸p xoay chiÒu æn ®Þnh (th-êng lµ 220V) b) cho c¸c thiÕt bÞ d©n dông hay c«ng nghiÖp. L1 10.5.1.Nguyªn lý æn ¸p xoay chiÒu ®¬n gi¶n. UV L2 U2 Rt a) æn ¸p theo nguyªn lý b·o hoµ tõ. H×nh 10.29 æn ¸p xoay chiÒu æn ¸p theo nguyªn lý b·o hoµ tõ ®-îc x©y cã cuén d©y víi lâi b·o hoµ tõ dùng theo s¬ ®å h×nh 1029a. ë ®©y hai cuén d©y lâi tõ L1 vµ L2 m¾c nèi tiÕp. Cuén L1 lµ cuén kh«ng b·o hoµ tõ, cuén L2 lµ cuén b·o hoµ tõ. XÐt nguyªn lý ho¹t ®éng trªn h×nh 10.29b. T¶i Rt m¾c song song víi cuén L2, tøc ®iÖn ¸p lÊy ra t¶i lÊy trªn cuén b·o hoµ tõ. §Æc tuyÕn Von-Ampe cña hai cuén tr×nh bµy trªn h×nh 10.30. 274
  19. Cuén L1 kh«ng b·o hoµ tõ nªn ®Æc tuyÕn U1(I) gÇn nh- lµ mét ®-êng th¼ng (®-êng 1), cuén L2 lµ cuén b·o hoµ tõ nªn ®Æc tuyÕn U2(I) lµ ®-êng cong (®-êng2) víi ®o¹n ab cã dßng t¨ng nh-ng ®iÖn ¸p hÇu nh- kh«ng t¨ng-®o¹n b·o hoµ tõ. V× m¾c nèi tiÕp nªn UV=U1+Ura. Khi ®iÖn ¸p vµo biÕn ®éng víi kháang UV th× dßng ®iÖn U UV sÏ biÕn thiªn I, ®iÖn ¸p trªn hai cuén biÕn thiªn UV t-¬ng øng lµ U1 vµ U2=Ura. V× cuén L2 b·o hoµ nªn UL2
  20. ®iÖn C lµ quan hÖ tuyÕn tÝnh theo ®-êng 1, ®Æc tuyÕn cña cuén b·o hßa tõ L lµ ®-êng 2. V× ®iÖn ¸p trªn C vµ L lµ ng-îc pha nªn lÊy ®å thÞ 1 trõ ®i ®å thÞ 2 theo trôc tung sÏ ®-îc ®å thÞ 3 lµ sù phô thuéc cña ®iÖn ¸p t¸c ®éng Uv vµo dßng ®iÖn trong m¹ch lµ ®-êng ®Ëm nÐt. Víi c¸ch lµm viÖc nh- vËy th× khi ®iÖn ¸p nguån biÕn thiªn mét l-îng UV tõ ®iÓm M tíi ®iÓm N sÏ g©y mét l-îng biÕn thiªn dßng ®iÖn t-¬ng øng lµ I vµ ®iÖn ¸p trªn cuén d©y chØ biÕn thiªn mét l-îng UL=Ut
Đồng bộ tài khoản