Tải bản đầy đủ (.pdf) (7 trang)

Điện Tử - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử (Phần 2) part 6 ppsx

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (191.1 KB, 7 trang )


176

xung) khi D khóa, ng

t t

i kh

i m

ch vào. Khi tranzito khóa (t
ươ
ng

ng v

i kho

ng
th

i gian t
nghỉ
= t
khóa
n
ă
ng l
ượ
ng c



a U
vào
k
ế
t h

p v

i n
ă
ng l
ượ
ng c

a U
L
qua
đ
iôt (lúc
này m

) n

p cho t

C và cung c

p U
ra

cho t

i.
+ N
ă
ng l
ượ
ng c

a ngu

n U
vào
liên t

c cung c

p cho b



n áp (trên cu

n L) và vi

c
truy

n n
ă

ng l
ượ
ng ra t

i x

y ra d
ướ
i d

ng xung không liên t

c.
- Phương pháp điều chỉnh đồng thời độ rộng xung và độ rỗng xung
S
ơ

đồ
kh

i th

c hi

n ph
ươ
ng án này cho trên hình 2.145.
Đặ
c
đ

i

m k
ế
t c

u


đ
ây là tranzito chuy

n m

ch và
đ
iôt m

c n

i ti
ế
p v

i t

i, cu

n
ch


n L m

c song song v

i t

i phân cách qua
đ
iôt. Khi tranzito m

, dòng do U
vào
cung
c

p cho cu

n L tích l
ũ
y n
ă
ng l
ượ
ng t

tr
ườ
ng.
Đ

i

t lúc này khóa ng

t ph

n tr
ướ
c nó
kh

i m

ch t

i, t

C
đượ
c n

p
đầ
y t

tr
ướ
c, phóng
đ
i


n qua m

ch t

i, cung c

p U
ra
.
Khi tranzito khóa (

ng v

i kho

ng th

i gian không có xung
đ
i

u khi

n), trên L
xu

t hi

n s


c
đ
i

n
độ
ng t

c

m, chi

u ng
ượ
c l

i v

i U
vào
làm
đ
iôt D m

gi

i phóng
n
ă

ng l
ượ
ng t

cu

n L n

p cho C và cung c

p cho m

ch t

i.
Qua vi

c phân tích có m

y nh

n xét sau:
+
Đ
i

n áp U
L
và U
C

ng
ượ
c c

c tính v

i U
vào
do
đ
ó t

i
đầ
u ra ta nh

n
đượ
c
đ
i

n áp trên
t

i ng
ượ
c c

c tính v


i U
vào
hay b



n áp có tác d

ng
đả
o d

u
đ
i

n áp vào c

n

n
đị
nh.
+
Đ
i

n áp ra
đượ

c xác
đị
nh theo h

th

c:
U
ra
/ U
vào
= - t
mở
/ t
khóa



Hình 2.145: Phương pháp điều chỉnh đồng thời t
mở
và t
khóa

Vì t
mở
và t
khóa
luôn bi
ế
n

đổ
i t

l

ng
ượ
c (do chu k

T là h

ng s

) d

i cho phép
nh

n
đ
i

n áp ra là 0 ≤ |U
ra
| ≤ ∞ hay ph
ươ
ng pháp này cho phép
đ
i


u ch

nh U
ra
r

ng
nh

t trong 3 ph
ươ
ng pháp trình bày.
+ N
ă
ng l
ượ
ng t

m

ch vào cung c

p cho b



n áp d
ướ
i d


ng xung vào b



n áp
truy

n n
ă
ng l
ượ
ng ra t

i c
ũ
ng d
ướ
i d

ng xung.

177

- Phương pháp ổn áp xung sơ cấp
S
ơ

đồ
kh


i th

c hi

n ph
ươ
ng pháp

n
đị
nh s
ơ
c

p cho trên hình 2.146.

Hình 2.146: Phương pháp ổn áp xung kiểu sơ cấp
M

ch hình 2.146 ho

t
độ
ng nh
ư
sau:
Đ
i

n áp l

ướ
i
đượ
c ch

nh l
ư
u tr

c ti
ế
p b

ng
m

t m

ch c

u t

o nên ngu

n m

t chi

u
đố

i x

ng c

± 150V cung c

p cho hai tranzito
T
1
và T
2

đượ
c
đ
i

u khi

n theo ki

u
đẩ
y kéo nh

hai dãy xung
đ
i

u khi


n ng
ượ
c pha
nhau có t

n s

kho

ng 5 ÷ 50 kHz. Các xung
đ
i

u khi

n có
độ
r

ng thay
đổ
i theo quy
lu

t c

a
đ
i


n áp sai l

ch c

a
đ
i

n áp U
ra
(gi

ng nh
ư
ph
ươ
ng pháp

n
đị
nh ki

u th


c

p
đ

ã nói trên). Nh

T
1
và T
2

đ
i

n áp ± U
o
l

n l
ượ
t
đượ
c
đư
a t

i 1 bi
ế
n áp xung và
t

i th

c


p c

a nó qua m

t m

ch ch

nh l
ư
u hai n

a chu k

, và 1 khâu l

c LC, ta nh

n
đượ
c
đ
i

n áp ra
đ
ã
đượ
c


n
đị
nh.
Đặ
c
đ
i

m chính c

a ph
ươ
ng pháp này là


đ
ây s


d

ng bi
ế
n áp xung làm vi

c

t


n s

cao nên k
ế
t c

u g

n và t

n hao nh

. M

ch cách
ly
để
phân cách
đ
i

n th
ế
gi

a m

ch th

và s

ơ
c

p b

o v

kh

i
đ
i

u khi

n kh

i

nh
h
ưở
ng c

a

n áp (th
ườ
ng dùng ghép bi
ế

n áp hay ghép option).
Đ
i

m l
ư
u ý cu

i cùng là trong t

t c

các ph
ươ
ng pháp
đ
ã nêu, có th

thay khóa
chuy

n m

ch tranzito b

ng các khóa tiristo (xem ph

n 2.7 ti
ế
p sau). Khi

đ
ó, ch

c

n
đ
i

u ch

nh th

i
đ
i

m xu

t hi

u xung
đ
i

u khi

n m

cho tiristo (thay vì

đ
i

u khi

n
độ

r

ng c

a xung vuông
đ
i

u khi

n khóa tranzito) nh

các m

ch t

o xung
đ
i

u khi


n
thích h

p.
b – Ổn định dòng điện
Trong nh

ng thi
ế
t b


đ
i

n t


độ
chính xác,
độ


n
đị
nh cao, ngoài yêu c

u

n

đị
nh
đ
i

n áp ra t

i còn có yêu c

u

n
đị
nh dòng
đ
i

n qua m

t m

ch t

i nào
đ
ó. Ph

n
d
ướ

i
đ
ây
đề
c

p t

i m

t vài ph
ươ
ng pháp

n dòng.
- Để ổn định dòng điện qua một mạch tải (khi
đ
i

n áp ngu

n hay khi tr

s

t

i thay
đổ
i)

ta có th

dùng ph

n t



n dòng nh
ư
barette. D

ng c

này g

m có m

t s

i dây s

t hay
vônfram
đặ
t trong bóng th

y tinh ch

a hi

đ
rô. Khi có
đ
òng
đ
i

n qua barette, s

i dây
đượ
c nung nóng làm cho
đ
i

n tr

c

a nó bi
ế
n
đố
i.
Đặ
c tuy
ế
n c

a barette

đượ
c v

trên
hình 2.147a. Khu v

c làm vi

c c

a barette là
đ
o

n AB trong
đ
ó khi
đ
i

m làm vi

c c

a
barette bi
ế
n
đổ
i thì dòng qua nó h


u nh
ư
không
đổ
i.

178


Hình 2.147: Đặc tuyến V-A và mạch dùng Barette và mạch ổn dòng
Hình 2.147b bi

u th

m

ch
đ
i

n dùng barette
để


n
đị
nh dòng qua R
t
gi


s

U
v

t
ă
ng thì
đ
i

n tr

c

a B c
ũ
ng t
ă
ng (do nó b

nung nóng h
ơ
n), s

t áp trên B t
ă
ng bù l


i
s

t
ă
ng c

a U
v
dòng n

i ti
ế
p qua B và R
t
gi



n
đị
nh. Barette
đả
m b

o s



n

đị
nh
dòng
đ
i

n v

i
độ
chính xác ± 1% khi
đ
i

n áp ngu

n bi
ế
n
đổ
i ± (10-15%) các tham s


c

a ph

n t

barette là các c


p giá tr


đ
i

n áp và dòng

ng v

i các
đ
i

m A, B, C trên
hình 2.147a.
- Tranzito như một nguồn dòng điện

Hlnh 2.148: Mạch ổn dòng dùng tranzito ở chế độ độ không bão hòa
M

t ph
ươ
ng pháp ph

bi
ế
n h
ơ

n
để


n
đị
nh dòng
đ
i

n là s

d

ng tranzito làm
vi

c


đ
o

n n

m ngang c

a
đặ
c tuy

ế
n ra c

a nó. Khi
đ
ó,
đ
i

n tr

vi phân c

a tranzito
khá l

n (là yêu c

u c

n thi
ế
t
đổ
i v

i 1 ngu

n dòng g


n v

i lý t
ưở
ng) trong khi
đ
i

n tr


1 chi

u l

i nh

.
Hình 2.148
đư
a ra m

t m

ch

n dòng
đơ
n gi


n dùng tranzito m

c theo s
ơ

đồ
EC
có h

i ti
ế
p âm dòng
đ
i

n trên R
E
,
đ
i

n tr

t

i
đượ
c m

c n


i ti

p v

i tranzito

m

ch
colect
ơ
.

Khi U
CE
> U
CẸ

bão hòa
, dòng
đ
i

n m

ch ra I
c
= I
ra

≈ I
E
g

n nh
ư
không thay
đổ
i cho t

i
khi tranzito b

bão hòa :

179

E
BEOB
E
E
Era
R
UU
=
R
U
=II
-


(2-273)
Đ
i

n tr

trong c

a ngu

n dòng khi
đ
ó
đượ
c xác
đ
inh b

i

( )
R+r+R//R

+1r=
dI
dU
=r
EBE21
E
cE

ra
ra
i
(2-274)
Ví d

v

i I
ra
= 1mA r
CE
= 100kΩ
R
E
= 5kΩ β = 300
U
E
= 5V
7.5k

mA
1
25mV
300.
I
U
β
r
c

T
BE
≈≈=
R
1
// R
2
= 10kΩ
ta nh

n
đượ
c giá tr

n

i tr

ngu

n là
r
i
= 7,6 MΩ

Để
tránh

nh h
ưở

ng c

a R
1
// R
2
làm gi

m r
i
, R
2

đượ
c thay b

ng
đ
iôt

n áp
Đ
2
để


n
đị
nh
đ

i

n áp U
B
và có tác d

ng bù nhi

t cho U
BE
(h. 2.148b).

Có th

dùng FET lo

i th
ườ
ng m

(JFET) làm ph

n t



n dòng nh
ư
trên hình 2.148
c, d khi

đ
ó n

i tr

ngu

n dòng
đượ
c xác
đị
nh b

i :
r
i
= r
DS
+ M.R
s
= r
DS
(1 + SR
s
) (2-275)
v

i r
DS


đ
i

n tr

máng - ngu

n lúc U
GS
= 0 và S là
độ
d

c (h

d

n) c

a
đặ
c tính
truy

n
đạ
t, c

a FET. Th
ườ

ng giá tr

n

i tr

c

a ngu

n dùng lo

i này th

p h
ơ
n 1÷2 c

p
so v

i lo

i dùng BST.

Để
nâng cao ch

t l
ượ

ng

n
đị
nh c

a dòng
đ
i

n trên R
t
ng
ườ
i ta s

d

ng các m

ch

n dòng ki

u "g
ươ
ng dòng
đ
i


n" nh
ư
bi
ế
u th

trên hình 2.149 a và b.
V

i m

ch 2.149 (a) t
ươ
ng t

nh
ư
trên, dòng
đ
i

n ra
đượ
c xác
đị
nh b

i:
E
2v

E
BEOB
Era
R
.RI
R
UU
II =

== (2-276)
Do U
E
t
ă
ng 2mV/
0
C nên vi

c
đư
a thêm
đ
iôt
Đ
vào nhánh có R
2
s


đ

i

n áp UB
lên 1 l
ượ
ng t
ươ
ng

ng (theo nhi

t
độ
), hay lúc
đ
ó U
D
≈ U
BEO
, rút ra :
v
E
2
ra
I
R
R
I = (2-277)

180


Ngh
ĩ
a là dòng
đ
i

n m

ch ra t

l

v

i
đ
òng I
v


m

ch vào (c
ũ
ng t

lý do này
m


ch có tên là “g
ươ
ng dòng
đ
i

n".


Hình 2.149: Sơ đồ gương dòng điện đơn giản
Trong m

ch 2.149 b,
đ
iôt D
đượ
c thay th
ế
b

ng T
1
n

i theo ki

u
đ
iôt. Ch
ế


độ

c

a T
1
là bão hòa vì U
CE1
= U
BE1
= U
CEbhòa

Vì U
BE1
= U
BE2
nên I
B1
= I
B2
= I
B

và I
C1
= I
C2
= βI

B

suy ra : I
v
= β
1
I
B
+ 2 I
B

I
ra
= β
2
I
B
và v

i β
1
= β
2

ta có
vvra
II
2
β
β

I ≈
+
= (2-278)
ngh
ĩ
a là trên 2 nhánh vào và ra có s

cân b

ng dòng
đ
i

n; m

ch cho kh

n
ă
ng làm
vi

c c

khi R
E
= 0. Tuy nhiên vi

c có thêm R
E

s

bù sai l

ch gi

a T
1
và T
2
c
ũ
ng nh
ư

làm t
ă
ng n

i tr

c

a ngu

n dòng.
- Nguồn ổn dòng dùng IC tuyến tính
M

t ph

ươ
ng pháp khác

n
đị
nh dòng
đ
i

n có s

d

ng IC tuy
ế
n tính
đượ
c cho
trên hình 2.150.

181


Hình 2.150: Nguồn ổn dòng IC tuyến tính
M

ch hình 2.150 cho dòng
đ
i


n I
2
ra t

i không ph

thu

c vào
đ
i

n áp ra U
2

ch


đượ
c
đ
i

u ch

nh b

i
đ
i


n áp vào U
1
n
ế
u ch

n U
1
= U
chuẩn
thì I
2


n
đị
nh.
Ta hãy xác
đị
nh dòng I
2
.
T

i nút N có:
0
R
U
R

UU
3
n
2
nra
=−


T

i nút P có 0
R
UU
R
UU
p2
2
p1
=

+


T

i nút A có 0I
R
UU
R
UU

2
2
2p
1
2ra
=−

+


t


đ
i

u ki

n U
n
=U
p
v

i ch
ế

độ
khu
ế

ch
đạ
i c

a IC, U
ra
= U
2
+ U
R1
gi

i tìm I
2

2
21
21
31
31
1
31
32
2
2
U
R2R
2RR
R2R
RR

U
R2R
RR
2R
1
I








+

+
+








+
+=
(2-279a)
b


ng cách ch

n
( )
21
2
2
3
RR
R
R
+
= (2-279b)

21
1
2
/RR
U
I = t

c là I
2
không ph

thu

c vào U
2



182

N
ế
u ch

n R
2
>> R
1

1
1
2
R
U
I ≈ (2-280)
thì t

(2.279b) có: R
2
= R
3
Khi
đ
ó,
đ
i


u ch

nh chính xác R
3
có th


đạ
t
đượ
c tr

kháng ra r

t l

n và dòng
đ
i

n ra I
2
không ph

thu

c vào
đ
i


n áp ra U
2
. Tuy nhiên I
2
có ph

thu

c y
ế
u vào R
t

để
kh

c ph

c nh
ượ
c
đ
i

m này ng
ườ
i ta dùng các m

ch ph


c t

p có s

d

ng 2 hay
nhi

u IC tuy
ế
n tính, ho

c k
ế
t h

p vi

c dùng IC và tranzito ngu

n dòng.
2.6.5. Bộ ổn áp tuyến tính IC
Để
thu nh

kích th
ướ
c c

ũ
ng nh
ư
chu

n hóa các tham s

c

a các b



n áp m

t
chi

u ki

u bù tuy
ế
n tính ng
ườ
i ta ch
ế
t

o chúng d
ướ

i d

ng vi m

ch, nh


đ
ó vi

t s


d

ng c
ũ
ng d

dàng h
ơ
n. Các b

IC

n áp trên th

c t
ế
c

ũ
ng bao g

m các ph

n chính
là b

t

o
đ
i

n áp chu

n, b

khu
ế
ch
đạ
i tín hi

u sai l

ch, tranzito
đ
i


u ch

nh, b

h

n
ch
ế
dòng (trong ph

n l

n các

n áp
đề
u c

b

h

n ch
ế
dòng).
Các IC

n áp th
ườ

ng b

o
đả
m dòng ra kho

ng t

100mA
đế
n 1A
đ
i

n áp t

i
50V, công su

t tiêu tán kho

ng 500 - 800 mw Hi

n nay ng
ườ
i ta c
ũ
ng ch
ế
t


o các IC

n áp cho dòng t

i 10A,
đ
i

n áp t

2-50V. Các lo

i IC

n áp
đ
i

n hình th
ườ
ng dùng
là: LM105, LM309, µA723, LM323, LM345, LM350, LM337, LM338, Seri 78Hxx…
Tùy thu

c vào yêu c

u v

các tham s


k

thu

t nh
ư

đ
i

n áp ra, dòng ra, h

s



n
đị
nh
đ
i

n áp, kh

n
ă
ng
đ
i


u khi

n
đ
i

n áp ra, d

i nhi

t
độ
làm vi

c, ngu

n cung c

p,
độ


n
đị
nh theo th

i gian v.v Mà ng
ườ
i ta ch

ế
t

o ra nhi

u lo

i (có c

u trúc m

ch
bên trong) khác nhau, v

i 3 ho

c 4 chân ra giúp cho vi

c s

d

ng nó h
ế
t s

c thu

n
ti


n.
a - Loại IC ồn áp 3 chân n

i (h.2.151 (
đầ
u ra,
đầ
u vào và
đấ
t). Lo

i này th
ườ
ng cho ra
m

t
đ
i

n áp c


đị
nh.
Đạ
i di

n cho lo


i này là Seri 7800 hay 7900.
Đ
i

n áp ra
đượ
c ch


b

ng 2 s

cu

i cùng c

a kí hi

u. Ví d

7805 (

n áp 5v) ; 7812 (+ 12V) ; 7815 (+ 15V) ;
7818 (+ 18V) ; 7824 (+ 24V).
T


đ

i

n C = 0,1 µF
để
c

i thi

n quá trình quá
độ
và gi

cho
đ
i

n tr

ra c

a m

ch
đủ

nh



t


n s

cao, dòng
đ
i

n ra, ph

bi
ế
n ≤ 1A.

Hình 2.151: Sơ đồ nguồn ổn áp dùng IC loại 7805 (họ IC78xx)

×