Nguồn một chiều

12.6. NGUỒN MỘT CHIỀU 2.6.1. Khái niệm chung • Cung cấp năng lượng một chiều cho các mạch điện tử. • Bộ nguồn một chiều thường có bốn khối mạch: biến áp; chỉnh lưu; lọc; ổn áp hay ổn dòng. • Lối vào bộ nguồn một chiều thường là lưới điện xoay chiều. • Lối ra bộ nguồn một chiều là phụ tải. Biến áp và mạch chỉnh lưu đã học trước nên không nhắc lại ở phần này. Biến áp Chỉnh lưu Lọc æn áp/dòng Tải Sơ đồ khối 22.6.2. Lọc thành phần xoay chiều* • Sau mạch chỉnh lưu dòng điện và điện áp có cực tính không đổi nhưng giá trị thay đổi có chu kỳ mà ta gọi là sự đập mạch. • Các dạng mạch lọc. a. Lọc bằng tụ điện - Sơ đồ: Nối tụ điện song song với tải.        1n 1n nnot tncosBtnsinAii )hayu( )hayu( Kp t t t t icña binh trung trÞ Gi¸ icña nhÊt lín hµi sãng dé nBiª  CRt 2Kp   • Hệ số đập mạch Kp của bộ lọc: - Hoạt động: Sự phóng nạp của tụ điện làm giảm thành phần xoay chiều qua tải. - Kết quả: 32.6.2. Lọc thành phần xoay chiều** • Do sức điện động tự cảm luôn có xu hướng chống lại nguyên nhân gây ra nó nên làm giảm biến động U hay I trên Rt • Bộ lọc kết hợp cả điện cảm và điện dung hay điện trở với điện dung làm sóng hài truyền qua được càng nhỏ. Tác dụng lọc càng tốt. L3 R Kp t   • b. Lọc bằng cuộn cảm L • c1. Lọc hình chữ L 4• Để tăng tác dụng lọc có thể mắc nối tiếp vài mắt lọc hình chữ  với nhau. 2.6.2. Lọc thành phần xoay chiều*** • Chọn Lk và Ck với tần số cộng hưởng bằng tần số sóng hài lớn nhất thì tác dụng ngăn chặn nó tác động lên tải tốt nhất. • c2. Lọc hình chữ  • d. Bộ lọc cộng hưởng. 52.6.3. Đặc tuyến ngoài của bộ chỉnh lưu • Trong đó: UD là sụt áp trung bình trên đi ốt chỉnh lưu. Ia rab là sụt áp trung bình trên cuộn thứ cấp biến áp. Io RL là sụt áp trên thần tử lọc.    LobaaDoo RIrIUEU Io U o Lọc C LọcLCLọc RC • Phương trình đặc tuyến Lọc hình  62.6.4. Ổn định điện áp  æn áp kiểu tham số: Dùng đi ốt Zener đã học ở tiết trước.  Ổn áp bù dùng khuếch đại có điều khiển: - Sơ đồ khối - Phân tích nhiệm vụ các khối - Ví dụ trong Work Bench • Các biện pháp nâng cao độ ổn định - Khử độ trôi do liên kết trực tiếp - Tăng hệ số khuếch đại (So sánh+K. đại) - Dùng nguồn ổn định phụ. S+K Ech Ur •Ưu điểm •Khuyết điểm Uv Đ 7IC ỔN ÁP • IC ổn áp không có khả năng cung cấp dòng tải lớn. • Muốn tăng dòng tải cần mắc thêm tranzito bổ trợ. • Giá trị điện áp ổn áp do IC quyết định. • Itải max do tranzito quyết định. S+K Ech Rt Uv Đ S+K Ech Rt Uv Đ 78 xx 79 xx 82.6.4. Ổn định điện áp (sơ đồ ví dụ) • Hoạt động: 9KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG NHANH Biên độ biến động điện áp vào 2Vx2=4V với tần số 100Hz. Điện áp ra 8,428V gần như không đổi. 10 MUỐN THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP RA THÌ ĐIỀU CHỈNH R2 R2 ở giá trị 75%-> Ura=8,4 28V. R2 ở giá trị 90%-> Ura=8,012V. Giải thích? 11 Bảng mạch thí nghiệm ổn định điện áp* • Nhận dạng linh kiện và phân tích hoạt động của mạch 12 Bảng mạch thí nghiệm ổn định điện áp* Mặt sau bảng mạch thí nghiệm 13 Bảng mạch thí nghiệm ổn định điện áp** • Nhận dạng linh kiện và phân tích hoạt động của mạch 14 æn áp dùng IC họ 78xx và 79xx * • Nhận dạng linh kiện và phân tích hoạt động của mạch. 15 Ưu điểm, nhược điểm • æn áp bù có mạch điện đơn giản, dễ lắp ráp và triển khai sử dụng. • Điện áp vào phải lớn hơn điện áp ra. Ura = Uổn định  Uvào min • Nếu Uvào xấp xỉ, bằng hay thấp hơn giá trị Ura = Uổn định thì khả năng ổn áp không còn. • Công suất tiêu hao trên Đ ( Tranzito Đ làm nó nóng lên nên cần cánh tỏa nhiệt). Nhiệt độ càng cao khi dòng tải lớn và Uđc lớn. KHẮC PHỤC: DÙNG MẠCH ỔN ÁP XUNG 16 æn áp xung Nguyên lý chung • Biến điện áp một chiều thành dạng xung. • Thay đổi tham số xung phù hợp với sự biến động của tải hay điện áp vào theo ba cách: – Thay đổi độ rộng xung. – Thay đổi độ trống của xung. – Thay đổi đồng thời cả độ rộng và độ rỗng của xung. Tạo XĐK Tạo nhịp20K K Tạo Uchuẩn So sánh Sơ đồ khối ổn áp chỉnh độ rộng xung 17 ỔN ÁP XUNG KIỂU SƠ CẤP • Ưu điểm: Có khả năng ổn áp dải rộng và tạo ra nhiều mức điện áp ổn định khác nhau, cực tính khác nhau. • Nhiệm vụ các khối: Chỉnh lưu, lọc Chỉnh lưu, lọc Dao động UC3842, UPC494, MB3759 Chuyển mạch MOS FET 90- 240 VAC 18 2.7. PHẦN TỬ NHIỀU MẶT GHÉP P-N 2.7.1a. Cấu tạo tiristo • Bốn lớp bán dẫn P-N đặt xen kẽ (dấu + thể hiện nồng độ tạp chất cao hơn). Nối ra ngoài ba điện cực Anôt, Katôt, Gate. P1+ + P2 + N2 + + N1 K A G Anôt Katôt Gate • Ký hiệu trong WorkBench • Hình dạng thực tế 19 2.7.1b. Đặc tuyến của tiristo • Khi UAK đủ lớn hay có xung điện áp dương tác động vào G làm đánh thủng thác lũ J2, tiristo tương đương như hai đi ốt mắc thuận. I U Đánh thủng • ë miền chắn ngược tiristo tương đương như 2 đi ốt mắc ngược. Chắn ngược Chắn thuận Dẫn thuận P1+ + P2 + N2 + + N1 K A G J1 J2 J3 • Tăng điện áp ngược đến một giá trị nào đó tiristo bị đánh thủng. • ë miền chắn thuận tiếp giáp J2 phân cực ngược chưa bị đánh thủng, tiristo tương đương như đi ốt mắc ngược. 20 2.7.2. Mạch khống chế kiểu pha xung dùng tiristo • Phải đảm bảo tiristo luôn cấm khi chưa có xung dương kích thích vào cực G • Điện áp ngược cực đại của tiristo lớn hơn điện áp nguồn. • Công suất điều khiển được trên tải phụ thuộc giá trị dòng điện dẫn thuận cho phép của tiristo. • Xem tham số tiristo và thí nghiệm mạch điện này trong Work Bench với File: Dieu khien dung tiristo. 21 22 23 24 25 26 27 2.7.3. Điac và Triac • Cấu tạo: Bốn lớp bán dẫn xếp xen kẽ nhau như hình vẽ. • Đặc tuyến P2 N1 A2 G N2 P1 N4 N3 P3 A1 P2 N1 A2 N2 P1 N4 N3 P3 A1 Chắn I U Dẫn Chắn Dẫn Chắn I U Dẫn Chắn Dẫn 28 29 30 31 Thí nghiệm mạch điều khiển dùng tiristo và triac * Phần trên là mạch thí nghiệm tiristo (SCR). Phần dưới là mạch thí nghiệm Triac. 32 Thí nghiệm mạch điều khiển dùng tiristo và triac * Mặt sau bảng mạch. Phần trên là mạch thí nghiệm tiristo (SCR). Phần dưới là mạch thí nghiệm Triac. 33 Thí nghiệm mạch điều khiển dùng tiristo và triac ** • Phần trên là mạch thí nghiệm tiristo (SCR). Phần dưới là mạch thí nghiệm Triac. 34 Thí nghiệm mạch điều khiểndùng tiristo và triac ** • Phần trên là mạch thí nghiệm tiristo (SCR). Phần dưới là mạch thí nghiệm Triac. 35 Bảng mạch thí nghiệm ổn định điện áp* • Nhìn từ mặt sau mạch ổn áp dùng 3 tranzito. • Phân tích sơ đồ và nhận dạng vị trí linh kiện. 36 æn áp dùng IC họ 78xx và 79xx • Nhận dạng sơ đồ ở mặt sau mạch thí nghiệm. 37 Bảng mạch thí nghiệm ổn định điện áp • Bảng bên trái là mạch chỉnh lưu cầu có lọc sơ bộ bằng tụ C. • Bảng bên phải là mạch ổn áp dùng hai tranzito. Điều chỉnh điện áp ra theo yêu cầu bằng VR1. • Tranzito làm nhiệm vụ điều chỉnh có vỏ kim loại gắn cánh tản nhiệt. 38 Thí nghiệm mạch điều khiển tiristo * • Hai mạch chỉnh lưu cầu. IC ổn áp 7809 cấp nguồn cho mạch tạo xung điều khiển. T1 và T2 là mạch tạo xung. T3 khuếch đại đệm. Chiết áp để thay đổi pha của xung điều khiển. 39 • Thí nghiệm mạch điều khiển dùng triac ** • Nhận dạng linh kiện và tìm hiểu cách triển khai thí nghiệm. Điac Triac BT137