báo cáo Nguồn ổn áp DC tuyến tính

Đề tài: Nguồn ổn áp DC tuyến tính
Hồ Chí Cường 13151013
Nguyễn Minh Trí 13151109
Nguyễn Hoàng Hải 13151026
Phạm Đức Đại 13151
BÁO CÁO ĐỀ TÀI
MÔN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
1. Giới thiệu

Ngày nay, khi nền kinh tế phát triển, nhu cầu của con
người ngày càng tăng, thì nhu cầu sử dụng điện cũng
tăng theo. Chất lượng mạng lưới điện áp khó kiểm soát
và ổn định, chính vì thế tuổi thọ các thiết bị điện sẽ
giảm đi rất nhiều. Mạch điện tử khi hoạt động phải
được bảo vệ an toàn khi có nguồn DC ổn định, nếu
không mạch hoạt động không còn độ chính xác cao
nữa. Ngày nay các thiết bị điện tử không thể thiếu
trong mỗi gia đình , vì thế, ngành điện tử phát triển
song song với việc chúng cần sử dụng một nguồn ổn
áp cố định là cần thiết.
2. Sơ đồ khối của bộ nguồn
a) Khối biến áp
* Khối biến áp có nhiệm vụ giảm điện
áp mạng lưới thành điện áp xoay chiều
nhỏ hơn để chỉnh lưu và ổn áp.
* Hình ảnh khối biến áp thực tế:
b) Khối chỉnh lưu
•
Nhiệm vụ của khối chỉnh lưu: biến đổi năng
lượng điện xoay chiều thành năng lượng điện 1

chiều.
•
Nguyên tắc: Sử dụng các phần tử tích cực có đặc
tuyến A-V không đối xứng sao cho dòng điện
qua nó chỉ đi theo một chiều. Các phần tử tích
cực thường được sử dụng là:
•
* Diode (Si,Ge): Dùng khi công suất ra nhỏ và
trung bình
•
* SCR: Dùng khi công suất ra lớn và có thể
điều chỉnh điện áp tùy ý.
Trong chỉnh lưu bằng diode, các mạch
chỉnh lưu thường dùng là:

Mạch chỉnh lưu bán kì:

Mạch chỉnh lưu toàn kỳ 2 diode:

Mạch chỉnh lưu cầu:

Ở đây chúng ta chỉ quan tâm tới mạch chỉnh lưu cầu.
Phương pháp chỉnh lưu cầu có rất nhiều ưu điểm so
với các phương pháp khác đó là tính ổn định của điện
áp ra sau chỉnh lưu, điện áp ngược tối đa mà mỗi diode
phải chịu đựng bằng ½ so với chỉnh lưu nửa chu kỳ và
độ gợn song của phương pháp này cũng giảm đi 2 lần
so với chỉnh lưu nửa chu kỳ.

Việc chọn giá trị tối đa về dòng và điện áp ngược mà

diode phải chịu dựng phụ thuộc vào dòng và áp má
mạch ổn áp phải chịu đựng, cung cấp cho tải.

Trên thị trường hiện nay cũng có các loại cầu
diode với các giá trị về dòng khác nhau, ví dụ:

* Diode cầu 1A: *Diode cầu 3A

Diode cầu 10A:
c) Mạch lọc

Điện áp và dòng điện chỉnh lưu bao gồm
thành phần 1 chiều (U0, I0) và các thành phần
xoay chiều, tải của bộ chỉnh lưu chỉ tác dụng
đối với thành phần 1 chiều, còn các thành
phần xoay chiều gây lên độ nhấp nhô (độ gợn
sóng hay là độ không bằng phẳng) của điện
áp và dòng điện 1 chiều trên tải, điều này gọi
là độ đập mạch.

Để giảm độ gợn sóng ở ngõ ra mạch chỉnh lưu, ta sử dụng
thêm mạch lọc để loại bỏ các thành phần xoay chiều (ac)
còn xuất hiện ở ngõ ra.

Mạch lọc dùng tụ điện:
Sau khi chỉnh lưu ta thu được điện áp một chiều nhấp
nhô, nếu không có tụ lọc thì điện áp nhấp nhô này chưa
thể dùng được vào các mạch điện tử , do đó trong các
mạch nguồn, ta phải lắp thêm các tụ lọc có trị số từ vài
trăm µF đến vài ngàn µF vào sau cầu Diode chỉnh lưu

Cấu tạo của tụ điện

Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt
song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi
là điện môi.
Người ta thường dùng giấy, gốm , mica,
giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ
điện cũng được phân loại theo tên gọi của
các chất điện môi này như Tụ giấy, Tụ gốm,
Tụ hoá.

2. Hình dáng thực tế của tụ điện.
d)Khối ổn áp

-Sau khi lọc, điện áp còn ít gợn sóng hơn điện xoay
chiều, nhưng vẫn chưa phẳng được, để dạng sóng ra
phẳng và ổn định, chúng ta cần thêm một khối nữa, gọi
là khối ổn áp, khối này có chức năng làm phẳng sóng
ra và đưa điện áp đầu ra là 1 con số cố định (ít sai số)
để các mạch điện tử và các loại vi điều khiển có đúng
nguồn cung cấp, kéo dài thời gian sử dụng của các linh
kiện.
Một số loại mạch ổn áp

Mạch ổn áp dùng diode zener:

Từ nguồn 110V không cố định thông qua điện trở hạn
dòng R1 và gim trên Dz 33V để lấy ra một điện áp cố

định cung cấp cho mạch dò kệnh

Khi thiết kế một mạch ổn áp như trên ta cần tính toán
điện trở hạn dòng sao cho dòng điện ngược cực đại
qua Dz phải nhỏ hơn dòng mà Dz chịu được, dòng cực
đại qua Dz là khi dòng qua R2 = 0

Như sơ đồ trên thì dòng cực đại qua Dz bằng sụt áp
trên R1 chia cho giá trị R1 , gọi dòng điện này là I1 ta
có

I1 = (110 – 33 ) / 7500 = 77 / 7500_~ 10mAThông
thường ta nên để dòng ngược qua Dz_≤ 25 mA

Mạch ổn áp cố định dùng Transistor, IC ổn áp:

Mạch ổn áp dùng Diode Zener như trên có
ưu điểm là đơn giản nhưng nhược điểm là
cho dòng điện nhỏ (≤ 20mA). Để
có thể tạo ra một điện áp cố định nhưng
cho dòng điện mạnh hơn nhiều lần người ta
mắc thêm Transistor để khuyếch đại về
dòng như sơ đồ dưới đây:

Ở mạch trên điện áp tại điểm A có thể thay đổi và còn gợn
xoay chiều nhưng điện áp tại điểm B không thay đổi và
tương đối phẳng.

Nguyên lý ổn áp : Thông qua điện trở R1 và Dz gim cố định
điện áp chân B của Transistor Q1, giả sử khi điện áp chân

E đèn Q1 giảm => khi đó điện áp UBE_tăng => dòng qua
đèn Q1 tăng => làm điện áp chân E của đèn tăng , và
ngược lại …

Mạch ổn áp trên đơn giản và hiệu quả nên được sử dụng rất
rộng dãi và người ta đã sản xuất các loại IC họ LA78 để
thay thế cho mạch ổn áp trên, IC LA78 có sơ đồ mạch như
phần mạch có mầu xanh của sơ đồ trên.
Họ IC78 chỉ cho dòng tiêu thụ
khoảng 1A trở xuống, khi ráp IC trong
mạch thì U in > Uout từ 3 đến 5V khi
đó IC mới phát huy tác dụng.