Mạch ổn áp

Báo cáo thực tập
Mạch ổn áp
Phần 1 : Mạch ổn áp bù dùng mạch so sánh
1) Sơ đồ nguyên lý của mạch ổn áp
2) Giá trị các linh kiện
I
t
r
ị


T
1
:
đ
è
n
khuếch đại công suất H1061 ; T
2
và T
3
: đèn D468
T
4
: IC ổn áp 7812 ; C
1
= C
2
= 100 F/35V
R
1

= 560 ; R
2
= R
4
= 100k ; R
3
= 1/1W ; R
5
1M
R
6
560 ; R
7
100k ; R
t
56/5W
3) Tác dụng của các linh kiện
-
C
1
, C
2
: hai tụ lọc nguồn một chiều ở đầu vào và đầu ra
- T
1
: khuếch đại công suất ; T
2
: đệm
- T
4

: họ IC ổn áp 7812 có:
+ Chân 1 (IN): nối với nguồn vào
+ Chân 2 (COM): nối đất
+ Chân 3 (OUT): đầu ra có điện áp ổn định +9V
- T
4
: cấp nguồn cho chân 7 của IC
- R
1
: tạo nên điện áp cho chân 3 của IC, phụ thuộc vào điốt DZ
- DZ : điốt ổn áp
- R
2
: điện trở hạn chế, cấp nguồn cho chân C của T
2
- R
6
: điện trở chống tự kích, hạn chế điện áp, cấp nguồn cho chân B của
T
2
- Khối T
3
- R
4
- R
5
: bảo vệ
- R
7
: tạo ra điện áp so sánh, cấp nguồn cho chân 2 của IC

- R
t
: điện trở nhiệt để lấy điện áp ra ổn định
4) Nguyên lý hoạt động của mạch ổn áp
Mạch ổn áp có hồi tiếp hoạt động theo nguyên tắc chung có thể
miêu tả bằng sơ đồ khối nh- sau:
Nguồn một chiều vào là nguồn một chiều biến đổi từ (14ữ32)V. IC
HA17741 là bộ so sánh. Chân 3 của IC đ-ợc đ-a vào điện áp chuẩn hay
điện áp lấy mẫu. Điện áp này ổn định nhờ T
4
. Một phần điện áp ra đ-ợc
đ-a về so sánh với giá trị chuẩn trên. Cụ thể, sụt áp từ đầu ra rơi trên điện
trở R
7
đ-ợc đ-a về chân 2 của IC, đây là giá trị điện áp so sánh. Kết quả so
sánh đ-ợc đ-a ra chân qua R
6
hạn chế (hạn chế dòng) gồm T
2
đệm và T
1
khuếch đại công suất vào bộ khuếch đại. Sau khi khuếch đại đạt kết quả so
sánh sẽ đi qua một phần tử điều khiển. Phần tử điều khiển này sẽ thay đổi
giá trị tham số của nó (dòng điện hay điện áp). Sự thay đổi đó theo xu
h-ớng lân cận giá trị chuẩn.
ở đây T
1
vừa làm nhiệm vụ khuếch đại công
suất vừa đóng vai trò phần tử điều khiển.
ở chế độ U

ra
ổn định thì tạo ra U
d
(là chênh lệch điện áp giữa chân
2 và chân 3 của IC). Giả sử khi điện áp ra giảm thì điện áp của R
7
giảm
theo điện áp so sánh và nhỏ hơn điện áp chuẩn
U
d
0 do vậy sẽ có dòng
ra chân 6 (độ lớn của dòng này thể hiện kết quả so sánh), dòng này giảm,
U
be
của T
1
giảm I
ct
giảm. Nh- vậy sụt áp trên T
1
và R
3
sẽ giảm, U
ra
sẽ
tăng lên bù trừ l-ợng giảm ban đầu tức là U
ra
ổn định.
Điện áp vào 1
chiều ổn định

Phần tử điều
khiển
Điện áp ra ổn
định
Bộ khuếch đại
Bộ so sánhĐiện áp chuẩn
Xét khối bảo vệ gồm R
4
,R
5
, T
3
để tránh quá tải cho các T mắc nối
tiếp với tải: Khi dòng quá tải lớn tức là sụt áp trên R
t
lớn U của R
5
tăng
mà đây chính là U
be
của T
3
tăng I
c
T
3
tăng dòng đi vào cực B của T
2
giảm. Nh- đã phân tích ở trên, dòng này giảm thì dòng ra tải giảm, sự bù
trừ này làm cho I

ra
không tăng lên quá cao đ-ợc nữa.
5) Sơ đồ lắp ráp
Từ sơ đồ nguyên lý ở trên ta thiết kế sơ đồ lắp ráp với yêu cầu sau:
- Chiều ngang: 14 khuyết ; chiều dọc: 8 khuyết
- R1, R2, R3, R4, R5: 2 khuyết nằm dọc thẳng hàng ngang
- T2, T1, T3: 3 khuyết nằm ngang thẳng hàng ngang
- R6: 2 khuyết nằm dọc thẳng hàng dọc với R3
- T4: 3 khuyết nằm ngang thẳng hàng dọc với T2
- DZ C1, R7C2, Rt: 2 khuyết nằm dọc thẳng hàng ngang
6) Các mức điện áp, giá trị R trong quá trình điều chỉnh các mức điện áp
Theo nguyên lý hoạt động muốn thay đổi các mức điện áp ra ổn
định ta tiến hành điều chỉnh điện áp so sánh. Muốn vậy ta thay đổi R
7
.
- Khi R
7
tăng, U so sánh tăng so với U chuẩn U
ra
ổn áp tăng
- Khi R
7
giảm, U so sánh giảm so với U chuẩn U
ra
ổn áp giảm.
Trong mục này ta điều chỉnh R
7
trong phạm vi R
7
100k và U

ra
ổn áp cực đại là 9V
Sau khi điều chỉnh ta thu đ-ợc các mức điện áp 6V và 9V nh- sau:
- Mức 7V: R
6
= 760 ; R
7
= 1,12 k
- Mức 9V: R
6
= 560 ; R
7
= 100k
Giá trị cụ thể các mức điện áp 6V và 9V nh- sau:
T
1
T
2
T
3
DZ U
vào
U
ra
U
ce
(V)
4,2 0 2 9 14
U
be

(V)
0.4 0.6 0 9,4 32
9
U
ce
(V)
6,2 0 3.6 9 14
U
be
(V)
0.4 0.8 0.6 9,4 32
7
---------------------------------------------------
Phần 2 : Trả lời các câu hỏi
Câu 1: Nêu nhiệm vụ của điốt tiếp điểm và điốt tiếp mặt? Vẽ mạch điện của 2
loại điốt trên.
Trả lời:
* Điốt tiếp điểm: loại điốt này có diện tích mặtghép rất nhỏ nên có điện
dung mặt ghép Co rất nhỏ. Vì vậy nó dùng tốt ở tất cả các loại dụng cụ.
Tuy nhiên do diện tích mặt ghép rất nhỏ nên không cho phép dòng điện
lớn đi qua nó cho nên nó không chịu đ-ợc công suất lớn.
Nhiệm vụ của điốt tiếp điểm
- Dùng trong mạch tách sóng: thực chất cũng dùng hiệu ứng chỉnh
l-u của điốt nh-ng ở tần số cao
- Trong các mạch điều chế
- Trong các mạch trộn tần: máy thu thanh, thu hình, đo l-ờng (cho
2tần số khác nhau cùng tác động vào 1 mạch ở đầu ra có vô số tín
hiệu tần số, chọn 1 trong các tần số đó).
- Trong các mạch xung: mạch làm việc với tín hiệu đột biến rất
nhanh

* Điốt tiếp điểm:
loại điốt này có diện tích mặt ghép t-ơng đối lớn nên
điện dung mặt ghép Co lớn. Vì vậy điốt không dùng đ-ợc ở tần số cao. Ưu
điểm quan trong của loại điốt này là có thể cho công suất vừa hoặc lớn.
Nhiệm vụ của điốt tiếp mặt:
- Dùng trong mạch chỉnh l-u
- Dùng trong mạch điều khiển trên cơ sở là khi điốt:
+ Phân cực thuận thì điện trở trong nhỏ nên coi nh- điốt nối tắt
+ Phân cực ng-ợc thì điện trở trong lớn nên coi nh- điốt hở mạch
- Dùng để thay thế cho điện trở th-ờng trong các mạch cần ổn định
chế độ nhiệt khi nhiệt độ thay đổi.
Câu 2: Trong mạch ổn áp học: mạch Darlington làm việc tốt khi U
ce
(T
2
) bằng
bao nhiêu? Tại sao? Trình bày nguyên lý làm việc.
Trả lời:
Khi mạch Darlington làm việc tốt khi U
ce
(T
2
) luôn = 0V. Vì ta th-ờng
dùng giá trị điện trở R
2
rất lớn do vậy với nguồn cấp nhỏ từ 14V 32V thì
sụt áp qua R
2
là rất lớn làm cho hầu nh- không còn dòng vào chân IC của
T

2
.
Câu 3: Khi miền tiếp giáp BE(T
2
) đứt thì U
CE
(T
1
) bằng bao nhiêu? Tại sao?
Trả lời:
Do T
2
là transistor phân cực ng-ợc npn đ-ợc mô hình hoá bởi 2 điốt d-ới
đây: