nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở

Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Lời nói đầu
Nguồn ổn áp dải rộng ngày nay đợc ứng dụng trong hầu hết các thiết bị
điện tử nói chung và trong TV nói riêng, bởi nó cung cấp đợc nhiều mức điện
áp khác nhau đáp ứng yêu cầu sử dụng của các khối chức năng trong các thiết
bị điện tử với ổn định về điện áp, dòng điện rất đáng tin cậy. Nguồn ổn áp dải
rộng với mức vào rất khác nhau nên đợc sử dụng trên toàn cầu với mỗi quốc
gia có một tiêu chuẩn điện áp riêng.
Nguồn ổn áp dải rộng đạt hiệu suất cao gọn nhẹ, tính năng tốt nên nghiên
cứu nguồn ổn áp dải rộng là đề tài trong báo cáo tốt nghiệp này.
Để hoàn thành báo cáo tốt nghiệp, xin chân thành cảm ơn Thầy Hà
Quang Thanh, đã hớng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành công việc.
Do thời gian và khả năng có hạn nên trong báo cáo sẽ không tránh khỏi
sai sót. Rất mong đợc sự chỉ dẫn của các thầy, cô và các bạn đồng nghiệp
khác để có đợc kinh nghiệm trong thiết kế sau này.
Xin chân thành cảm ơn.
SV thực hiện: Nguyễn Ngọc Kiên
Lớp: CĐĐT7-K2
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
1
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Chơng 1: Vai trò chức năng các khối trong máy thu hình màu
Trong máy thu hình màu bao gồm nhiều khối, nhiều chức năng hoạt
động riêng biệt khác nhau nhng có liên quan chặt chẽ đến nhau. Mỗi khối
chức năng đảm nhiệm một công việc khác nhau nên nguồn cung cấp cho từng
khối khác nhau. Song để các khối làm việc ổn định thì nguồn điện áp khác
nhau cũng phải có những yêu cầu chất lợng cao khác nhau.
Hình vẽ trang 7 mô tả các khối chức năng trong máy thu hình màu.
1.1. Khối lệnh
Nhận tín hiệu cao tần từ ăng ten thu với các dải sóng:
VHF(L): 45,25

ữ
103,25 MHz
VHF(H): 138,25
ữ
224,25 MHz
UHF: 471
ữ
863,25 MHz
Đa ra trung tần IF: 38 Hz
Nh vậy khối kênh phải phối hợp trở kháng với ăng ten thu đảm bảo độ
nhạy các tín hiệu cao tần số 50-100
à
V. Khuếch đại cao tần, tạo dao động
ngoại sai tại chỗ để phách tần, đa ra tần số trung tần có dải thông biên độ theo
yêu cầu. Để khối kênh hoàn thành các chức năng khác nhau nguồn một chiều
đợc cấp:
12V DC cấp cho các băng sóng VHF, UHF, qua bộ chuyển mạch.
12V cấp cho khuếch đại cao tần.
0-30 V cấp cho các điốt varicap để dò sóng.
Nhận các mức điện áp AGC, AFC từ trung tần đa tới để ổn định chế độ
công tác.
Do vậy, để khối kênh làm việc ổn định với tất cả các dải tần thì viểc cấp
nguồn một chiều đòi hỏi chính xác và ổn định cao.
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
2
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
1.2. Mạch khuếch đại trung tần chung
Khối trung tần có nhiệm vụ khuếch đại tần số trung gian từ khối kênh đa
tới. Tần số chung cho cả đơng kính và đờng tiếng là 38 MHz. Với các đờng
tiếng:

Hệ SECAM: 31,5 MHz (dải thông 6,5 MHz).
30,0 MHz (dải thông 6,0 MHz).
Hệ PAL: 32,5 MHz (dải thông 5,5 MHz).
Hệ NTSC: 33,5 MHz (dải thông 4,5 MHz).
Đa tín hiệu Video ra với mức chuẩn từ 1-5 Vp-p
Đa tín hiệu Audeo ra với mức chuẩn từ 350-450 mv
Đa ra các mức điện áp AFC,AGC để ổn định khối kênh.
Do vậy, để ổn định chế độ công tác của khối khuếch đại trung tần về độ
lớn và dải thông thì nguồn cung cấp cũng đợc ổn định và chính xác. Khối này
thờng đợc cấp nguồn từ 12V-24 VDC
1.3. Khối xử lý tín hiệu màu
Tín hiệu trung tần sau tach sóng đa ra tín hiệu Video đợc đa tới khối xử
lý tín hiệu màu. Khối này nhận dạng và khôi phục lại sóng mang màu phụ:
PAL: 4,43 MHz
SECAM: 4.40625-4,25 MHz
NTSC: 3,58-4,43 MHz
Qua mạch giải mã đa ra 3 tín hiệu sắc E
R
-E
Y
, E
B
-E
Y
, E
G
-E
Y
. Khối này th-
ờng đợc cấp nguồn từ 12 V-13,2 V

1.4. Khối mạch đèn hình
Khối mạch đèn hình nhận tín hiệu sau khi khối xử lý màu đa ra 3 tín hiệu
sắc E
R
-E
Y
, E
B
-E
Y
, E
G
-E
Y
khuếch đại đủ lớn đồng thời kết hợp với tín hiệu chói
E
Y
từ khối xử lý độ sáng đa tới trộn tách màu để tạo ra 3 tín hiệu màu từ đài
phát chuyển đi E
R
, E
B,
E
G
. Ba tín hiệu màu này đợc đa vào catốt của đèn hình
để tái tạo lại hình ảnh và màu sắc của cảnh ban đầu.
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
3
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Khối mạch đèn hình làm nhiệm vụ khuếch đại công suất sắc và điều chế

tín hiệu màu nên thờng đợc cấp điện áp một chiều rất cao từ 125 - 160 V để
tạo ra công suất lớn đồng thời tạo ra điện thế giữa catốt và các lới của đèn
hình.
Trong mạch khuyếch đại đèn hình thờng có thêm các mạch tạo vạch,
chữ, số. Mạch này thờng đợc cung cấp nguồn 12 -13,2 V.
1.5. Khối xử lý tín hiệu độ sáng
Tín hiệu vào khối này đa ra sau tách sóng hình và đợc xử lý qua các
mạch khuếch đại, thực hiện khuếch đại chói trớc khi tới catốt đèn hình.
Tầng khuếch đại đầu tiên thực hiện điều chỉnh độ mịn ảnh (SAHRP).
Tầng khuếch đại giữa thực hiện điều chỉnh đen trắng ảnh (PICTUER).
Tầng khuếch đại cuốn thực hiện điều chỉnh độ sáng ảnh (BRIGHT).
Trong khối xử lý độ sáng còn có mạch giới hạn độ sáng ABL nhằm giới
hạn độ sáng của đèn hình và thực hiện các chức năng xoá tia quét ngợc.
1.6. Khối tách xung đồng bộ (Phân li đồng bộ)
Khối này bằng các mạch vi phân tích và tích phân dạng các xung đồng
bộ dòng, mành từ đài phát nén tín hiệu cao tần, chia tách đa sang các khối
chức năng: Quét dòng hoặc quét mạch
1.7 Khối quét ngang
Dao động chuẩn thờng đợc lấy từ các dao động chuẩn của thạch anh qua
mạch chia tần tạo ra tần số quét ngang:

h
=
500KHz
32
= 15625 Hz
Kết hợp với xung đồng bộ ngang tới mạch công suất ngang tạo nên điện
áp quét đa tới cuộn lái ngang, lái tia điện tử từ trái sang phải cung cấp các
cung cho mạch xoá tia quét ngợc giải mã, nguồn.
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2

4
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Khối này thờng đợc cấp nguồn 90-125V. Khối này cũng tạo ra các điện
áp 12 V, 24 V, 140 V và cao áp cấp cho anốt đèn hình, khối công suất quét
ngang đợc coi nh một nguồn phụ.
1.8. Khối quét dọc
Các tần số dao động dọc cũng đợc lấy từ tần số chuẩn của thạch anh với
từng tiêu chuẩn quét khác nhau tạo nên những tần số quét dọc khác nhau.
Tiêu chuẩn quét hết một màn hình la 625 dòng thì tần số quét dọc là:

50
=
15625
625
= 50 Hz
Với tiêu chuẩn quét hết một màn hình là 525 dòng thì tần số quét dọc là:

60
=
15625
525
= 60 Hz
Tần số dọc này kết hợp với tín hiệu xung quét dọc từ đài phát đa tới mạch
công suất tạo ra điện áp lái dọc tới cuộn lái dọc của đèn hình. Khối này cấp
điện áp từ 12 V tới 24 V.
1.9. Khối vi xử lý
Khối này là trung tâm điều khiển mọi hoạt động của máy. Có thể nhận
tín hiệu điều khiển từ xa bằng cổng hồng ngoại hoặc bằng phím bấm. Tuỳ
theo kiểu máy của từng hãng nên các chức năng của máy có ít hoặc nhiều,
song nguyên tắc hoạt động thờng là sự biến đổi từ tín hiệu số sang tín hiệu

điện áp mức để điều khiển các chức năng hoạt động của máy mà ngời xử dụng
yêu cầu.
Nguồn 5V cấp trớc (Máy tắt chờ).
Nguồn 5V cấp bổ sung sau khi máy đã ổn định hơn và các đờng nguồn
cộng trừ đối xứng cho IC nhớ hoặc 12 VDC.
1.10. Khối âm tần
Khối này thực hiện khuếch đại âm tần đa ra loa và thực hiện các chức
năng khác nhằm điều chỉnh hiệu quả âm thanh. Khối này đợc cấp nguồn 12V
hoặc lớn hơn với các mạch tạo công suất âm thanh lớn.
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
5
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
1.11. Khối nguồn
Khối này đóng vai trò quan trọng cung cấp năng lợng cho toàn máy làm
việc. Ngày nay các bộ nguồn đều đợc thiét kế với nguồn xung ngắt mở tạo ra
dải điện áp vào rất rộng từ 90-260V. Năng lực sửa sai trong thời gian ngắn
tính bằng às nên đa ra điện áp rất ổn định và chính xác.
Do nguồn xung thiết kế với biến áp xung nên độ cách ly điện rất cao an
toàn cho ngời sử dụng và dễ tạo ra điện áp cấp cho các khối chức năng khác
nhau theo nhu cầu với hiệu suất cao và ổn định. Do vậy khối nguồn cũng
quyết định đến sự ổn định và chất lợng của toàn máy.
1.12. Nhận xét:
Trong các máy thu hình màu tơng tự ngày nay đại đa số đều có đầy đủ
các khối trên song tuỳ theo từng nhãn hiệu máy mà kết cấu có thể thay đổi ít
nhiều:
Các khối xử lý màu, xử lý độ sáng, tách xung đồng bộ thờng đợc thiết kế
chung một khối.
Các khối kênh, trung tần cũng đợc thiết kế chung thành một khối.
Hệ thống giao tiếp giữa các khối cũng đợc số hoá một phần.
Hệ thống âm thanh với nhiều chức năng mạnh đợc tăng cờng tạo cảm

giác cho ngời sử dụng.
Hệ thống màn ảnh phẳng nên có thêm các mạch sửa méo.
Tóm lại: Các máy thu hình dân dụng đều có các khối mạch cơ bản trên
chỉ thay đổi kết cấu theo từng kiểu máy khác nhau.
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
6
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Chơng 2: Nguồn một chiều- phơng pháp ổn áp trong dải hẹp
2.1. Các bộ nắn điện tạo điện áp một chiều
2.1.1. Nắn điện nửa chu kỳ (hình 2.1)
D
+
_
i
0
U
ng
i
1
U
1
U
2
C
0
U
0
AC in
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý mạch nắn điện nửa chu kỳ
Mạch cung cấp điện cho thiết bị có công suất thấp 10

ữ
15W, độ gợn
sóng yêu cầu không cao, mạch nắn điện nửa chu kỳ có đặc điểm đơn giản, chỉ
dùng 1 điốt. Tụ C
0
có tác dụng làm cho điện áp sua khi nắn điện bằng phẳng
hơn. Hình 2.2 là đồ thị điện áp nắn ra theo thời gian có điện dung C
0
và không
có điện dung C
0
.
Các tham số tính toán trong mạch nắn điện nửa chu kỳ:
2 0 0
2 0 0
ng 2
U U 2,22U
2
I I 1,57I
2
U 2 2U

= =

= =
=
W = 1,21
Tần số trong các tham số trên lấy ở 50 Hz.
Trong đó:
U

2
, I
2
: Lần lợt là điện áp và dòng điện hiệu dụng trong mạch thứ cấp
biến áp.
U
ng
: là điện áp ngợc đặt trên điốt.
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
7
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
W : là hệ số gợn sóng
Hình 2.2. Là đồ thị dạng nắn 1/2 chu kỳ điện áp theo thời gian
U
1
t
U
0
t
Hình 2.2. Đồ thị dạng nắn 1/2 bán kỳ
2.1.2. Nắn điện 2 nửa chu kỳ (hình 2.3)
AC in
i
1
U
1
U
ng
U
2

i
0
U
0
C
0
i
2
U
ng
Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý mạch nắn điện cả hai bán kỳ
Đồ thị nắn điện hai nữa chu kỳ (hình 2.4) Điện áp theo thời gian (toàn
sóng)
Đồ thị nắn điện hai nửa chu kỳ (hình 2.4) Điện áp theo thời gian
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
8
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
U
0
U
1
t
t
Hình 2.4. Đồ thị nắn điện cả hai bán kỳ
Các tham số tính toán cho mạch nắn điện ở chu kỳ
2 0 0 0
2 0 0 0
ng 2 0
U 2,22U KhiC 0
2

I I 0,79I KhiC
4
2U KhiC 0

=

=
=
U
U
W = 0,49 (hệ số gợn sóng)

0,49 ở tần số 100Hz
2.1.3. Mạch nắn cầu (hai nửa chu kỳ)
Mạch nắn điện này biến áp ra không cần điểm giữa. Mạch nắn cung cấp
dòng khá lớn, công suất của mạch từ vài chục đến vài trăm W (hình 2.5).
AC in
U
0
U
0
D
C
0
+
U
2
U
1
Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý mạch nắn điện cả hai bán kỳ bằng cầu điốt

Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
9
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Dạng sóng nắn điện (hình 2.6) Bằng cầu điốt: Điện áp theo thời gian
U
0
U
1
t
t
Hình 2.6. Đồ thị dạng nắn điện cả hai bán kỳ
Các tham số tính toán:
2 0 0 0
2 0 0 0
ng 2 0
U U 1,11U KhiC 0
2 2
I I 1,11I KhiC 0
2 2
U 2U KhiC 0
W 0,49

= =

= =
=
=
Tần số tính toán là 100Hz
2.1.4. Mạch nắn bội áp (hình 2.7)
Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý mạch nắn điện bội áp

Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
10
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Thờng dùng tạo cao áp cho đèn tia âm cực, anốt đèn điện sóng, đèn hình
ti vi với yêu cầu dòng nhỏ hoặc các nguồn không cần dùng biến áp.
Mạch đợc dùng trong trờng hợp đặc biệt, Ví dụ: Khi yêu cầu điện áp cao
mà dòng cỡ (àA). Khi dùng 1 tầng (Hình 27 thì tạo ra điện áp 1 chiều U
0
lớn
gấp đôi điện áp đỉnh của điện áp xoay chiều đầu vào U
2
vì C
1
, C
2
đợc nạp tới
giá trị đỉnh của điện áp vào qua D
1
và D
2
trong hai nửa chu kỳ âm và dơng.
Các tham số:
02
2 1
0 C1 C2
ng 2 1 2
.U
U (KhiC 0
2
U U

U 2 2.U KhiC C 0

= =
= +
=
U
Trên hình 2.7 trong chu kỳ âm của điện áp U
2
, C
1
đợc nạp đến giá trị gần
bằng giá trị đỉnh của U
2
thông qua D
1
. Trong chu kỳ tiếp theo C
2
cũng đợc nạp
gần tới giá trị đỉnh của U
2
.
2.1.5. Mạch nắn điện nhân áp
Dùng trong các bộ tạo cao áp cho anốt đèn hình, lới đèn hình và các điện
áp cho đèn hiện sóng của các máy đo (hình 2.8)
Hình 2.8. Sơ đồ nguyên lý mạch nắn điện nhân áp
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
11
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Trong mạch k là số tầng ghép; mạch cho dòng điện nhỏ cỡ 3ữ8 mA
(Trong mạch nắn bộ áp hình 2.7 la trờng hợp riêng của mạch nắn nhân áp với

hệ số k=1).
Nói chung trong các mạch nắn nhan áp k

10. Khi mạch nắn nhan áp
với k tầng thì U
0

2k U
2
. Trong dó U
0
là điện áp ra.
- Điện áp chịu đựng tụ thứ 1 đợc chọn
0
c1
U
U
k
=
- Điện áp chịu đựng tụ thứ 2 đợc chọn
0
c2
2U
U
k
=
- Điện áp chịu đựng tụt thứ k đợc chọn U
0
ck
2U

U
1
=
2.2. Các bộ lọc nguồn.
Để có điện áp tơng đối bằng phẳng ngoài điện dung tải C
0
thờng các
mạch tạo một chiều đợc mắc thêm các bộ lọc. Để đặc trng cho tính chất khâu
lọc ngời ta dùng hệ số G: là tỷ số độ gợn sóng đầu vào khâu lọc trên độ gợn
sóng đầu ra của khâu lọc.
2.2.1. Bộ lọc LC
Dùng trong bộ nguồn có công suât lớn, hiệu quả cao. Song kích thớc lớn,
không có tác dụng trong sự biến đổi chậm của dòng điện và bản thân cuộn
chặn lại là nguồn can nhiễu hoặc gây nên nguồn quá độ trong thiết bị làm lệch
chế độ công tác của thiết bị hình (2.9)
C
0
C
U
0
U
G
G
0

U
Hình 2.9. Mạch lọc bằng LC
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
12
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở

2
0
U
G .L.C
U

= =

Trong đó: U
0
là độ gợn sóng đầu vào của khâu lọc
U là độ gợn sóng đầu ra của khâu lọc
= 2f (f là tần số qua khâu lọc)
L là trị số điện cảm của cuộn chặn
C là điện dung của tụ tham gia hâu lọc
Vì điện trở một chiều của cuộn cảm nhỏ nên hiệu suất lọc cao, ít phụ
thuộc vào tải.
Điện áp qua khâu lọc U = 0,8 U
0
2.2.2. Các bộ lọc RC
Bộ lọc RC có hiệu suất thấp, tổn hao trên R lớn. Bộ lọc RC coi nh một bộ
lọc thông thấp. Hình 2.10
C
0
C
U
0
U

U

U0
Hình 2.10. Mạch lọc băng RC
Hệ số gợn sóng G:
G = .RC
Trong đó:
R: là điện trở của khâu lọc
C: là trị số điện dung của khâu lọc
= 2f (trong đó f là tần số qua khâu lọc)
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
13
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Do vậy, G luôn tỉ lệ với f. Khi f là tần số hài bậc cao thì G tăng lên theo
tần số hài và tần số hài đợc nén nhiều hơn mà tần số định lọc (f = 50Hz). Do
tổn hao trên R lớn, do vậy ảnh hởng đến dòng tải nên R thờng chọn nhỏ, bù lại
C đợc chọn lớn cỡ hàng trăm àF, để đạt đợc G theo yêu cầu.
U = U
0
- I
tải
. R
2.2.3. Bộ lọc bán dẫn
Nhờ nội trở nhỏ hơn nên hiệu suất nắn lọc cao hơn so với mạch lọc R, C
hoặc LC (hình 2.11)
R2
C
2
Rt
C
1

U
0
i
0
+
R
1
Hình 2.11. Mạch lọc bằng Tranzisto
Cực C của Tranzsito mắc nối tiếp R
1
, chọn R
1
C
1
sao cho dòng tải biến đổi
nhanh nhng dòng I
c
không đổi. R
2
thiết lập chế độ làm việc của Tranzisto.
Tranzsito đợc chọn sao cho có dòng lớn ít nhất 2 lần dòng tải: I
Cmin
2I
tải
.
Điện áp U
CE
trong mạch không vợt quá U
CE
cho phép đèn bán dẫn, công

suất tiêu tán

P
Cmax
của đèn bán dẫn.
R
1
chọn 80ữ100
R
2
chọn hàng chục K
C
1
0,5
1
mfR
m là số chu kỳ nắn, f là tần số trong mạch nắn điện
U
C1
= 1,5I
0
R
1
, (I
0
là dòng điện nắn)
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
14
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
2.3. Các phơng pháp ổn định điện áp

2.3.1. Nguồn ổn áp dùng linh kiện thụ động
Tiêu biểu cho loại nguồn này là các máy biến áp có cộng hởng bù của
Liên Xô hoặc các máy biến áp quét chổi than. Các máy biến áp dùng cộng h-
ởng bù có điện áp đầu ra biến thiên 0.5% khi đầu vào biến thiên 2%-3%.
Hình 2.12. mô tả nguyên lý hoạt động của một bộ biến áp cộng hởng tần
số bù điện áp.
K
AC in
R
C
1
D
2
D
1
U
1
U
2
L
3
L
2
L
1
Hình 2.12. Sơ đồ nguyên lý ổn áp bằng cộng hởng tần số
Nguyên lý hoạt động của bộ nguồn ổn áp đơn giản này là tụ C kết hợp
với cuộn dây L1 tạo thành khung cộng hởng có tần số gần tần số điện lới th-
ờng dùng (cỡ 48 Hz). Khi điện áp xuống thấp tức tần số xuống dới 48 Hz thì
mạch cộng hởng này có trở kháng thay đổi tự thích ứng với điện áp đầu vào.

Điện trở R cỡ 1 M ữ 2 M để bảo vệ.
Bộ nguồn ổn áp này ít đợc dùng vì điện áp không phụ thuộc vào tần số
nhiều nên hiệu quả kém ổn định tốc độ ổn áp chậm.
2.3.3. Nguồn ổn áp dải hẹp dùng linh kiện tích cực
Nguồn ổn áp dải hẹp dùng linh kiện tích cực trực tiếp biến đổi dòng một
chiều do các bộ nắn tạo bằng biến áp hạ áp hay trực tiếp với các nguồn AC.
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
15

I

U
Imax
Izmax
U
z
U
z
I
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
a. ổn áp bằng điốt Zênr (hình 2.13).
Hình 2.13: Mạch ổn áp dùng Điốt Zener và đặc tuyến Von ampe
Khi U
0
vợt quá U
Z
của điốt thì dòng đánh thủng sẽ rất lớn, dòng này sẽ
tạo ra sụt áp trên R sao cho U
ra
= U

0
- Iz R = U
ổn
.
R là điện trở hạn chế.
b. Nguồn ổn áp bằng bán dẫn kiểu bù.
* Sơ đồ khối (hình 2.14).
Hình 2.14: Sơ đồi khối của mạch ổn áp dùng bán dẫn.
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
16
U
ổn
= U
Z
Đ
Z
R
U
0
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Phần tử điều khiển giống nh một điện trở tăng giảm đợc nhờ điện áp
điều khiển từ phần tử khuyếch đại đa tới. Điện áp khuếch đại đợc lấy do sự so
sánh mẫu điện áp chuẩn đa về. Nếu điện áp lấy mẫu lớn hơn so với điện áp
chuẩn: phần tử điều khiển tăng nội trở, điện áp đa ra sẽ nhỏ đi. Nếu điện áp
chuẩn: phần tử điều khiển tăng nội trở, điện áp đa ra sẽ nhỏ đi. Nếu điện áp
lấy mẫu nhỏ hơn so với điện áp chuẩn: phần tử điều khiển giảm nội trở để điện
áp ra tăng lên đúng yêu cầu.
* Mạch ổn áp đơn giản.
Đơn giản nhất là các IC ổn áp nguồn họ 78: NZ7805, AN7812,
LM7805, M7805 mà ruột của nó là các ổn áp bù (hình 2.15).

3
T470
1
Uin
5-9V
B2x85
5,6v
2
Uoutput = 5V
Hình 2.15: Mạch ổn áp đơn giản.
Điện áp lấy mẫu đa vào điốt ổn áp B2x85 (5,6V) so sánh. T vừa khuếch
đại vừa điều khiển.
* Mạch nguyên lý ổn áp dải hẹp kiểu bù (hình 2.16).
R3
Uv
U2
T2
R1
R2
Ur
T1
Hình 2.16: Nguyên lý mạch ổn áp kiểu bù bằng bán dẫn.
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
17
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Điện áp lấy mẫu qua bộ phân áp R
1
, R
2
.

Điện áp chuẩn tại điốt Zener: U
2
= U
chuẩn
.
- Phần lấy mẫu: R
3
, R
4
, VR
1
. Điều chỉnh VR
1
(điều chỉnh VR
1
của T
2
).
- Phần tham chiếu: R
10
phân áp cho điốt Zener có đợc điện áp mẫu U
Z
.
- Phần dò sai: R
7
, R
6
, R
5
, T

2
khi nguồn bất ổn áp lấy mẫu thay đổi dẫn
tới U
C
của T
2
thay đổi, dẫn tới U
C
của T
3
thay đổi (T
3
đóng vai trò khuyếch
đại) điều khiển U
B
của T
1
dẫn tới T
1
đóng mở cho đúng U
r
= 105U. D
1
, R
8
, R
9
,
C
4

mắc song song với T
2
giúp cho T
2
ổn định hơn.
- Phần khuếch đại: R
11
, T
13
, R
12
.
- Phần bảo vệ:
D
2
bảo vệ BE của T
1
để U
BE
không vợt quá 0,7V.
D
4
bảo vệ BE của T
12
để U
BE
không vợt quá 0,7V.
Cầu chia R
13
, R

14
hạ 140V xuống qua R
15
, D
3
.
Cầu chia R
16
đang nối vào 105V vào qua D
3
. Khi chạm hoặc nặng tải D
3
thông.
Bình thờng thì T
4
không làm việc khi D
3
thông sẽ làm T
4
rẽ dòng giúp
T
3
, T
1
ngắt bảo vệ T
3
, T
1
.
2.4. Nhận xét nguồn dải hẹp:

Nguồn ổn áp dải hẹp vừa trực tiếp ổn áp vừa tham gia vai trò lọc nh một
phần tử tích cực. Hệ thống bảo vệ bằng việc lấy mẫu điều khiển và bảo vệ tơng
đối hoàn hảo, nó đáp ứng đợc các nhu cầu trớc đây của các thiết bị viễn thông.
Linh kiện chế tạo không đòi hỏi khắt khe chính xác.
Song bên cạnh đó nguồn dải hẹp có những điểm không hợp lý:
- Về kích thớc: cồng kềnh, phức tạp do toả nhiệt.
- Về công suất: Hiệu suất thấp vì tổn hao rất lớn.
P
th
=
V ra
v
U U
.I
U

25 ữ 30%.
Độ nhạy và độ ổn định kém do thời gian thích ứng chậm.
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
18
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Do làm việc theo cách mắc nối tiếp không có mát cách ly nên nguy
hiểm không an toàn. Khi nguồn vào đột ngột quá cao, mạch không làm việc
kịp dẫn đến chập nguồn ổn áp gây nguy hiểm cho phần tử sau (tải).
Khi cần nhiều mức nguồn khác nhau thì nguồn ổn áp dải hẹp không đáp
ứng đợc buộc phải chế tạo nhiều bộ ổn áp khác nhau. Ngày nay các bộ nguồn
ổn áp dải hẹp chỉ còn đợc sử dụng ở những mạch yêu cầu công suất thấp, dòng
nhỏ, với công nghệ đã đợc tổng hợp nh các IC họ 78 hoặc STR
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
19

Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Chơng 3: Nguyên lý nguồn ổn áp dải rộng
Nguồn ổn áp dải rộng khắc phục đợc những khuyết điểm của nguồn ổn
áp dải hẹp, cho ra nhiều mức điện áp ổn định khi điện áp đầu vào thay đổi lớn,
đảm bảo chế độ công tác của các thiết bị điện tử. Nó đợc dùng hầu hết trong
các bộ nguồn có công suất nhỏ và vừa phải trong các thiết bị điện tử ngày nay.
3.1. Cơ sở vật lý của nguồn ổn áp dải rộng (nguồn ngắt mở).
Khi biến áp đợc cấp điện một chiều qua khoá K nh mạch vẽ (hình 3.1).
V V1
V2V
D2
D1
L1
L2
L
K
Bt
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý của mạch ngắt mở
Khi đóng, mở khoá K: dòng điện chạy qua cuộn L, trong L xuất hiện
một suất điện động cảm ứng. Suất điện động cảm ứng này cảm ứng qua vật
liệu dẫn từ làm sáng đèn Đ
1
, Đ
2
. Kim đồng hồ V
1
, V
2
đều chỉ thị.
Nhận xét:

- Nếu tăng nguồn B lên, đóng mở khoá K thì đèn Đ
1,
Đ
2
sáng hơn V
1
,
V
2
chỉ lớn hơn. Nếu giảm B đi thì đèn tối hơn và kim vôn kế chỉ thấp hơn.
- Nếu giữ nguyên số vòng L, thay đổi vòng dây L
1
, L
2
thì giá trị chỉ thị
ở vôn kế cũng khác đi.
- Nếu đóng mở K càng nhanh thì Đ
1
, Đ
2
càng sáng và V
1
, V
2
chỉ lớn
hơn.
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
20
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
- Nếu thay đổi vật liệu dẫn từ thì vật liệu dẫn từ sẽ có tác dụng phụ

thuộc vào tần suất đóng mở K.
Tóm lại khi thực hiện thao tác trên thì kết quả cho ra trên mỗi vòng dây
có giá trị điện áp:
U/vòng = 2BSf =
2
8 ISf
d
à
V/vòng
- à là độ từ thẩm của lõi biến áp.
- n là số vòng dây.
- S là tiết diện của lõi biến áp (cm
2
).
- f là tần suất đóng mở K
- d là đờng kính của dây.
Nh vậy nguồn một chiều do tác động của K tạo xung điện biến đổi
thành các mức điện áp khác nhau.
3.2. Xây dựng mô hình sơ đồ khối.
Khoá K đóng mở với tần suất cao, do vậy nếu K là công tắc cơ khí thì
không thể đợc. Do vậy mà K thờng đợc thay bằng các dụng cụ bán dẫn:
tranzito, MOSFET, JFET, tiristo
Mô hình đợc vẽ lại nh sau (hình 3.2).
Bt
L2
D2
L
L1
D1
Uv

K
K
L2
D2
L
L1
D1
+B
_
_
Hình 3.2: Sơ đồ biểu diễn nguyên tắc làm việc của nguồn tắt mở
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
21
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Để điều khiển K hay các bán dẫn bằng các xung ngắt mở tạo ra công
suất theo yêu cầu, thì trớc khi điều khiển K ta phải dùng bộ khuếch đại điều
tiết các xung ngắt mở có đủ độ lớn: biên độ, tần số, độ rộng.
Để điều kiện K hay bán dẫn ta phải có các bộ tạo xung, các xung này
có biên độ, tần số, độ rộng xung thích hợp. Các bộ tạo xung thực hiện bằng
các mạch dao động.
Để ổn định và đồng bộ xung với toàn bộ thiết bị ngời ta thờng lấy các
xung từ dao động chuẩn thạch anh qua mạch vi phân, tích phân để tạo ra các
xung, dùng các xung này điềukhiển bộ nguồn ngắt mở. Buộc bộ nguồn hoạt
động đồng bộ với bộ thiết bị.
Để nâng cao tính an toàn cho bộ nguồn, phần bảo vệ đợc thiết kế với
các tính năng bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá áp, bảo vệ chập tải.
Để tiết kiệm năng lợng, nguồn đợc trang bị những bộ quản lý nguồn khi
thiết bị điện tử ở trạng thái chờ không làm việc thì trong thời gian ngắn nhất
định sẽ nhận lệnh từ vi xử lý tới để tự động cắt nguồn đa máy về trạng thái chờ
tín hiệu.

Để thuận tiện cho ngời sử dụng, nguồn sẽ đợc điều khiển từ xa Nh
vậy nguồn ổn áp dải rộng về mặt sơ đồ khối sẽ có mô hình nh hình 3.3. Mô
hình sơ đồ khối của nguồn ổn áp dải rộng (nguồn ngắt/ mở).
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
22
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Hình 3.3: Sơ đồ khối của bộ nguồn ổn áp dải rộng
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
Chống
nhiễu
Nắn lọc &
thích ứng U
Khoá K
điều khiển
U
00
Chống
nhiễu
Khuếch
đại
Xung điều
chế
Sửa sai so
sánh
Dao động
f = f
dòng
Bảo vệ
nguồn
Điều khiển

từ xa
Quản lý
nguồn
U
i
U
0
V
sync
H
sync
Menu
CPU
Lấy
mẫu
U
i
U
02
U
01
Các mức nguồn
Xung từ biến áp dòng
AC
in
U
i

90
ữ

260V
23
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Chơng 4: Nguyên lý các khối chức năng trong bộ nguồn ổn áp
dải rộng
4.1. Mạch khử từ.
Khi tắt máy điện áp cấp cho Anốt đèn hình, lới 2 giảm đột ngột nên th-
ờng tạo ra từ tính trong lới lọc tia phát xạ đèn hình, do bị nhiễm từ nên tạo
thành vùng từ tính khác nhau ảnh hởng tới đờng đi của các tia R, G, B của đèn
hình. Nên xung quanh mặt phát xạ huỳnh quang đèn hình đợc thiết kế một
mạch khử từ. Nguyên tắc chung của mạch khử từ gồm R
t
mắc nối tiếp cuộn
dây L
k
(hình 4.1).
K
ACin
Lk
Rt
Hình 4.1: Mạch khử từ và lọc nhiễu
Khi đóng nguồn dòng điện đi qua R
t
và L
k
(bình thờng điện trở R
t
rất
nhỏ cỡ 5-7). Khi dòng AC đi qua với dòng điện rất lớn, nhiệt độ làm tăng R
t

lên trong khoảng thời gian 2ữ3 giây tạo ra trong L
k
một từ trờng khử toàn bộ
từ bị nhiễm trong màn lọc tia điện tử của đèn hình. Đồng thời sau hai đến 3
giây Rt tăng lên rất lớn, dòng điện nhỏ dần đến 0, kết thúc quá trình khử từ.
Trong một số máy có màn ảnh cỡ lớn dòng từ rất lớn đòi hỏi duy trì một
thời gian khử từ chính xác và tin cậy thì thời gian khử từ đợc thiết kế đa ta từ
một IC tích hợp có đếm thời gian chuẩn xác (hình 4.2).
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
24
Báo cáo thực tập Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở
Mạch bao gồm IC1 điều khiển mức điện áp với thời gian 3s. Khi đóng
mạch nguồn IC1 đa ra mức điện áp cao bán dẫn T1 đóng rơle; sau 3s, IC1 đa
ra mức thấp T1 ngắt: mạch khử từ hoàn thành nhiệm vụ.
Hình 4.2: Mạch khử từ của máy thu hình cỡ lớn
4.2. Mạch lọc nhiễu.
Trong bộ nguồn dải rộng, để tránh các xung nhiễu nh đánh lửa tải ổ
cắm các thiết bị khác bên cạnh đánh lửa, sét đánh vào đờng tải điện, các bộ
nguồn đợc thiết kế mạch lọc nhiễu ngay đầu vào để hạn chế bớt nguy hiểm
cho linh kiện ở phần sau (hình 4.3).
Bộ nắn
L3
Khử t?
K
FUSE2
ACin
R1
Q?
X
L

X
L
L2
X
L
L1
K
C1
Hình 4.3: Mạch lọc nhiễu
Nguyễn Ngọc Kiên - Lớp CĐ Điện tử 7 - K2
IC
1

EXP85340
13,5V
AC
Lk
Rt
TPH
1602
Đa đi
nắn điện
25