Bài giảng môn điện tử tương tự của thầy Nguyễn Quốc Cường gồm các nội dung cơ bản sau ổn áp một chiều tuyến tính, ổn áp một chiều switching. Tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành điện tử viễn thông.
Nội dung Text: Nguồn cung cấp một chiều - TS.Nguyễn Quốc Cường
Ngu n cung c p m t chi u
TS. Nguy n Qu c Cư ng
B.m: K thu t o & Tin h c công nghi p
1
N i dung
• Gi i thi u
• n áp m t chi u tuy n tính
• n áp m t chi u switching
• M t s IC n áp
Ngu n cung c p m t chi u 2
Nguy n Qu c Cư ng
Tài li u tham kh o
• “Fundamentals of analog circuits” – Thomas Floyd &
David Buchla, 2nd edition, Prentice Hall, 2006, (chapter
11)
Ngu n cung c p m t chi u 3
Nguy n Qu c Cư ng
Gi i thi u
• Ngu n n áp m t chi u
– Ngu n cung c p cho các h th ng i n t (op-amp,
transistor,…)
– Ngu n chu n cung c p cho các h th ng c m bi n
– …
• Ngu n n áp dc ư c chia làm 2 ki u
– Ngu n n áp tuy n tính
– Ngu n n áp switching
Ngu n cung c p m t chi u 4
Nguy n Qu c Cư ng
H s n áp
• Ngu n n áp dc
– u vào thư ng là i n áp dc thay bi n i nhi u (m ch ch nh
lưu + l c)
– u ra là i n áp dc n nh ( n áp i v i s thay ic a
input và t i)
• H s n áp: c trưng cho kh năng n áp c a ngu n
khi ngu n input ho c t i thay i
– n áp i v i input
– n áp iv it i
Ngu n cung c p m t chi u 5
Nguy n Qu c Cư ng
n áp khi u vào thay i
• H s n áp i v i s thay i c a input (Line
regulation): c trưng cho kh năng n áp c a ngu n
khi tín hi u u vào thay i
• Có hai ki u nh nghĩa
thư ng ư c tính là mV/V
thư ng ư c tính là %/mV
ho c %/V
Ngu n cung c p m t chi u 6
Nguy n Qu c Cư ng
n áp khi t i thay i (1)
• H s n áp i v i s thay i c a t i (Load
regulation): c trưng cho kh năng n áp c a ngu n
khi có s thay i c a t i
• Có nhi u cách bi u di n khác nhau c a load regulation
trong các datasheet
– Thông qua nh nghĩa
ơn v tính là %
VNL : i n áp output khi dòng t i là minimum (no load)
VFL : i n áp output khi dòng t i là maximum (full load)
Lý tư ng load regulation = 0%
Ngu n cung c p m t chi u 7
Nguy n Qu c Cư ng
n áp khi t i thay i (2)
– Thông qua i n tr ra c a n ch ROUT
VNL : i n áp ouptut khi không t i
VTH: i n áp tương ương trong bi n i Thevenin
ROUT: i n tr ra c a m ch
Ngu n cung c p m t chi u 8
Nguy n Qu c Cư ng
n áp khi t i thay i (3)
– Trong m t s datasheet có th ưa ra h s %/mA
– Ví d 0.01%/mA ư c hi u là khi t i thay i (tăng ho c gi m)
1mA thì i n áp thay i 0.01%
Ngu n cung c p m t chi u 9
Nguy n Qu c Cư ng
Ví d 1
• Ngu n n áp dc có:
– i n áp khi không t i (IL = 0) = 12.1V
– i n áp khi y t i (IL = 200mA) = 12V
• Tính h s Load regulation
• Tính i n tr ra c a m ch khi không t i
• áp án: 0.083% (ho c 0.0042%/mA), 0.5 Ohm
Ngu n cung c p m t chi u 10
Nguy n Qu c Cư ng
n áp tuy n tính
• n áp tuy n tính ki u n i ti p
• n áp tuy n tính ki u song song
Ngu n cung c p m t chi u 11
Nguy n Qu c Cư ng
n áp tuy n tính ki u n i ti p
ph n t i u khi n m c “series” v i t i
Series voltage fegulator
Ngu n cung c p m t chi u 12
Nguy n Qu c Cư ng
i n áp chu n
• Kh năng n áp c a output ph thu c r t nhi u vào
ph n t t o i n áp chu n
• Các ph n t i n áp chu n c n mb o
– Ít ph thu c vào nhi t
– Thay i ít khi linh ki n b già hóa
• M t s ph n t n áp
– Diode zener (vài Volt, ch t lư ng th p)
– i n áp cao IC n áp (LM339 n áp 10V)
Ngu n cung c p m t chi u 13
Nguy n Qu c Cư ng
Ho t ng c a n áp n i ti p
Ngu n cung c p m t chi u 14
Nguy n Qu c Cư ng
Ho t ng c a n áp n i ti p
khi VIN ho c RL gi m
VOUT tăng l i
VE tăng
tăng
VOUT gi m
(VRE–Vsample )
tăng
Vsample gi m
Ngu n cung c p m t chi u 15
Nguy n Qu c Cư ng
Ho t ng c a n áp n i ti p
khi VIN ho c RL tăng
VOUT gi m l i
VE gi m
gi m
VOUT tăng
(VRE–Vsample )
gi m
Vsample tăng
Ngu n cung c p m t chi u 16
Nguy n Qu c Cư ng
Ví d 2
• Tính i n áp VB c a Q1
áp án: 10.9V
Ngu n cung c p m t chi u 17
Nguy n Qu c Cư ng
B o v quá t i
VBE c a Q2 không
“vư t” quá 0.7V
Ngu n cung c p m t chi u 18
Nguy n Qu c Cư ng
M ch n áp tuy n tính song song
ph n t i u khi n m c
“shunt” v i t i
shunt voltage regulator
Ngu n cung c p m t chi u 19
Nguy n Qu c Cư ng
Ho t ng cu n áp ki u song song (1)
Ngu n cung c p m t chi u 20
Nguy n Qu c Cư ng
… khi VIN ho c RL gi m
(Vsample-VREF)
gi m
Ngu n cung c p m t chi u 21
Nguy n Qu c Cư ng
… khi VIN ho c RL tăng
(Vsample-VREF)
tăng
Ngu n cung c p m t chi u 22
Nguy n Qu c Cư ng
Ho t ng cu n áp ki u song song (2)
• N u VOUT và IL không i, khi VIN thay i, dòng IS thay
i
• N u VIN và VOUT không i, khi IL thay i, dòng IS thay
i
Ngu n cung c p m t chi u 23
Nguy n Qu c Cư ng
• Hi u su t c a n áp ki u song song kém h n ki u n i
ti p do luôn c n duy trì dòng IS “ l n” có th bù
l i s thay i c a VI và IL. Tuy nhiên dòng ng n m ch
(khi VOUT = 0)thì luôn ư c m b o b ng
Ngu n cung c p m t chi u 24
Nguy n Qu c Cư ng
Ví d 3
• Tính công su t tiêu t n l n nh t trên R1
áp án: PR1 = max khi VOUT = 0 (ng n m ch) PR1max = 7.1W
Ngu n cung c p m t chi u 25
Nguy n Qu c Cư ng
Ngu n n áp switching
• Ngu n n áp tuy n tính (ki u shunt hay series) có hi u
su t th p do “control element” là các transistor luôn
ph i làm vi c trong ch tích c c công su t t n
hao l n khi dòng ra t i l n
• Ngu n n áp “switching” các ph n t i u khi n làm
vi c ch on/off do ó công su t t n hao th p
cho dong t i l n và hi u su t cao hơn m ch tuy n tính
• Có ba ki u cơ b n
– step-down
– step-up
– voltage-inverter
Ngu n cung c p m t chi u 26
Nguy n Qu c Cư ng
n áp ki u step-down
• i n áp output luôn nh hơn i n áp input
l c i n áp
on/off
Ngu n cung c p m t chi u 27
Nguy n Qu c Cư ng
Ho t ng c a m ch n áp ki u step-down
S ph thu c c a VOUT vào ton và toff
Ngu n cung c p m t chi u 28
Nguy n Qu c Cư ng
… khi VOUT có xu hư ng gi m
Ngu n cung c p m t chi u 29
Nguy n Qu c Cư ng
…khi VOUT có xu hư ng tăng
Ngu n cung c p m t chi u 30
Nguy n Qu c Cư ng
n áp ki u step-up
• i n áp output luôn l n hơn i n áp input
Ngu n cung c p m t chi u 31
Nguy n Qu c Cư ng
… khi Q1 on
D1 off
L tích năng
lư ng
Ngu n cung c p m t chi u 32
Nguy n Qu c Cư ng
… khi Q1 off
L gi i
phóng
năng
lư ng
Ngu n cung c p m t chi u 33
Nguy n Qu c Cư ng
Volatge-inverter
• i n áp output ngư c d u v i i n áp input
Ngu n cung c p m t chi u 34
Nguy n Qu c Cư ng
… khi Q1 on
D1 off
Ngu n cung c p m t chi u 35
Nguy n Qu c Cư ng
… khi Q1 off
VL od u t C n p i n áp âm
D1 on
Ngu n cung c p m t chi u 36
Nguy n Qu c Cư ng
M t s IC n áp
• n áp tuy n tính
– 78xx, 79xx
– LM317, LM337
• n áp switching
– 78S40
Ngu n cung c p m t chi u 37
Nguy n Qu c Cư ng
IC n áp 78xx
Ngu n cung c p m t chi u 38
Nguy n Qu c Cư ng
Ngu n cung c p m t chi u 39
Nguy n Qu c Cư ng
IC 79xx
Ngu n cung c p m t chi u 40
Nguy n Qu c Cư ng
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
