ĐỒ ÁN MẠCH ĐIỆN TỬ, ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU MẠCH ĐIỀU KHIỂN THẲNG ĐỨNG TUYẾN TÍNH SỬ DỤNG TRONG VIỆC ĐIỀU KHIỂN MẠCH CHỈNH LƯU CẦU

Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

ĐỒ ÁN MẠCH ĐIỆN TỬ
ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU MẠCH ĐIỀU KHIỂN THẲNG ĐỨNG TUYẾN TÍNH
SỬ DỤNG TRONG VIỆC ĐIỀU KHIỂN MẠCH CHỈNH LƯU CẦU.

LỜI NÓI ĐẦU
Trang 1


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Điện năng là một nguồn năng lượng chiếm vị trí quan trọng trong đời sống sản suất.
Năng lượng này hầu như là năng lượng điện xoay chiều. Trong khi đó năng lượng điện
một chiều không kém phần quan trọng như:
+ Truyền điện cho động cơ điện một chiều
+ Cung cấp cho các mạch điện tử, sạc acquy..
Vì vậy, cần biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành năng lượng điện một chiều, để
làm được điều này, ta dùng các bộ chỉnh lưu.
Chỉnh lưu là biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều, nghĩa là biến đổi
dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều trên tải. Sự biến đổi đó được thực
hiện nhờ các thiết bị bán dẫn. Chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều nhất định như:
Diod, Tiristor…
Có 2 loại chỉnh lưu:
+ Chỉnh lưu không điều khiển (Diod) : Không thay đổi được điện áp trên tải.
+ Chỉnh lưu có điều khiển (Tiristor) : Thay đổi được điện áp trên tải.
Ở đây, ta chỉ xét về bộ chỉnh lưu cầu một pha có điều khiển và và mạch điều khiển bộ

chỉnh lưu này.
Với những ứng dụng hết sức phổ biến trên, đồ án môn học mạch điện tử này là một
bài kiểm tra khảo sát kiến thức về môn học của mỗi sinh viên và cũng là điều kiện để
sinh viên ngành tự động hóa tự tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức về môn học cũng như
ngành nghề mình đang theo học.
Là sinh viên năm thứ hai của ngành tự động hóa, mới bắt đầu làm quen với những
kiến thức chuyên ngành, chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế nên trong đồ án còn nhiều
thiếu sót, mong nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn cảu các thầy cô.
Qua đồ án môn học này, chúng em đã hiểu được thêm được rất nhiều kiến thức về bộ
môn này cũng như hiểu thêm được kiến thức chuyên ngành tự động hóa của mình
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Trần Thái Anh Âu đã nhiệt tình hướng dẫn
và giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này.

Xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, tháng 5 năm 2016

MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG
1. Mục tiêu:
1.1.1.1. Mục tiêu chung:

Trang 2


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

- Sinh viên nắm được quy trình thiết kế mạch điện tử ứng dụng.
- Sinh viên rèn luyện kỹ năng phân tích, thiết kế, thi công mạch điện tử.
1.2. Mục tiêu cụ thể:

- Kiến thức: nắm vững nguyên lý hoạt động của mạch dao động
- Kỹ năng: phân tích và thiết kế mạch, mô phỏng mạch bằng các phần miềm mô
phỏng, xây dựng mạch phần cứng.
- Thái độ: lên lớp đúng giờ, hoàn thành các phần đồ án đúng giờ, có thái độ tích
cực chủ động và tinh thần hợp tác khi làm việc nhóm.
2. Nội dung đồ án:
“Thiết kế mạch điều khiển chỉnh lưu cầu 1 pha” Sản phẩm của đồ án bao gồm bản
thuyết minh và mạch thực tế. Bản thuyết minh gồm các phần sau:
Chương I: Nguyên lý hoạt động của mạch và thiết kế mạch.
Chương II: Tính chọn linh kiện.
Chương III:Mô phỏng mạch.
Chương IV: Chế tạo mạch thực tế.
.
Tài liệu tham khảo:
Mạch điện tử. (Trương Văn Tám).
Tính toán thiết kế thiết bị điện tử công suất (Trần Văn Thịnh).
Điện tử công suất. (Lê Văn Doanh).
Giáo trình mạch điện tử (Lê Quốc Huy).
Họ và tên SV: Trần Quang Hiệu
Lớp
: 14TDH1
Kiểm tra tiến độ thực hiện đồ án của sinh viên:

Đà Nẵng, ngày….tháng….năm 2016
Giáo viên hướng dẫn

ThS. Trần Thái Anh Âu

MỤC LỤC
Trang 3

Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Trang.

CHƯƠNG I: Nguyên lý làm việc của mạch và thiết kế mạch.

5

1 Mạch chỉnh lưu cầu một pha.
5
2 Mạch điều khiển thẳng đứng tuyến tính.
10
CHƯƠNG II: Tính chọn linh kiện.

33

1. Tính chọn biến áp xung.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

33
Tính chọn tầng khuếch đại cuối cùng.

35
Chọn cổng AND.
36
Chọn tụ C3 vả R9.
37
Tính chọn bộ tạo xung chùm.
37
Tính chọn khâu so sánh.
38
Tính chọn khâu đồng pha.
39

CHƯƠNG III: Mô phỏng mạch.

40

Khâu đồng pha.
40
2. Khâu so sánh.
41
.

Trang 4


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

3. Mạch tạo xung chùm.

42
4. Cổng AND và khâu khuếch đại cuối cùng.
43
5. Mạch diều khiển hoàn chỉnh.
44
CHƯƠNG IV: Chế tạo mạch thực tế.
1. Hình ảnh mô phỏng 3D mạch thực tế.
2. Hình ảnh mạch thực tế.

46
46
47

CHƯƠNG I: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MẠCH
1. MẠCH CHỈNH LƯU CẦU MỘT PHA:

Ở đây ta xét mạch chỉnh lưu cầu một pha đối xứng sử dụng 4 thiristor.

1.1.1.
1.1.1.

Sơ lược về Thyristor:
Cấu tạo:
Trang 5


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Thyristor gồm bốn lớp bán dẫn P-N ghép xen kẽ và được nối ra ba chân:
A : anode : cực dương
K : Cathode : cực âm
G : Gate : cực khiển (cực cổng)
Thyristor có thể xem như tương đương hai BJT gồm một BJT loại NPN và một BJT
loại PNP ghép lại như hình vẽ sau:

1.1.2.

Nguyên lý hoạt động:

+ Trường hợp cực G để hở hay VG = OV
Khi cực G và VG = OV có nghĩa là transistor T 1 không có phân cực ở cực B nên
T1 ngưng dẫn. Khi T1 ngưng dẫn IB1 = 0, IC1 = 0 và T2 cũng ngưng dẫn. Như vậy trường
Trang 6


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

hợp này Thyristor không dẫn điện được, dòng điện qua Thyristor là I A = 0 và VAK ≈
VCC.
Tuy nhiên, khi tăng điện áp nguồn VCC lên mức đủ lớn là điện áp VAK tăng theo đến điện
thế ngập VBO (Beak over) thì điện áp VAK giảm xuống như diode và dòng điện IA tăng
nhanh. Lúc này Thyristor chuyển sang trạng thái dẫn điện, dòng điện ứng với lúc điện áp
VAK giảm nhanh gọi là dòng điện duy trì IH (Holding). Sau đó đặc tính của Thyristor giống
như một diode nắn điện.
Trường hợp đóng khóa K: VG = VDC – IGRG, lúc này Thyristor dễ chuyển sang trạng thai

dẫn điện. Lúc này transistor T1 được phân cực ở cực B1 nên dòng điện IG chính là IB1 làm
T1 dẫn điện, cho ra IC1 chính là dòng điện IB2 nên lúc đó I2 dẫn điện, cho ra dòng điện
IC2 lại cung cấp ngược lại cho T1 và IC2 = IB1.
Nhờ đó mà Thyristor sẽ tự duy trì trạng thái dẫn mà không cần có dòng IG liên tục.
IC1 = IB2 ; IC2 = IB1
Theo nguyên lý này dòng điện qua hai transistor sẽ được khuếch đại lớn dần và hai
transistor chạy ở trạng thái bão hòa. Khi đó điện áp V AK giảm rất nhỏ (≈ 0,7V) và dòng
điện qua Thyristor là:

Thực nghiệm cho thấy khi dòng điện cung cấp cho cực G càng lớn thì áp ngập càng nhỏ
tức Thyristor càng dễ dẫn điện.
+ Trường hợp phân cực ngược Thyristor.
Phân cực ngược Thyristor là nối A vào cực âm, K vào cực dương của nguồn V CC.
Trường hợp này giống như diode bị phân cự ngược. Thyristor sẽ không dẫn điện mà chỉ
có dòng rỉ rất nhỏ đi qua. Khi tăng điện áp ngược lên đủ lớn thì Thyristor sẽ bị đánh thủng
và dòng điện qua theo chiều ngược. Điện áp ngược đủ để đánh thủng Thyristor là V BR.
Thông thường trị số VBR và VBO bằng nhau và ngược dấu.
.1.3. Đặc tuyến:

Trang 7


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

IG = 0 ; IG2 > IG1 >
IG

1.1.4.

Các thông số kỹ thuật:
-

Dòng điện thuận cực đại: Đây là trị số lớn nhất dòng điện qua mà Thyristor có thể
chịu đựng liên tục, quá trị số này Thyristor bị hư. Khi Thyristor đã dẫn điện
VAK khoảng 0,7V nên dòng điện thuận qua có thể tính theo công thức:

-

Điện áp ngược cực đại: Đây là điện áp ngược lớn nhất có thể đặt giữa A và K mà
Thyristor chưa bị đánh thủng, nếu vượt qua trị số này Thyristor sẽ bị phá hủy. Điện
áp ngược cực đại của Thyristor thường khoảng 100V đến 1000V.

-

Dòng điện kích cực tiểu: IGmin : Để Thyristor có thể dẫn điện trong trường hợp
điện áp VAKthấp thì phải có dòng điện kích cho cực G của Thyristor. Dòng I Gmin là
trị số dòng kích nhỏ nhất đủ để điều khiển Thyristor dẫn điện và dòng I Gmin có trị số
Trang 8


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

lớn hay nhỏ tùy thuộc công suất của Thyristor, nếu Thyristor có công suất càng lớn
thì IGmin phải càng lớn. Thông thường IGmin từ 1mA đến vài chục mA.
-

Thời gian mở Thyristor: Là thời gian cần thiết hay độ rộng của xung kích để
Thyristor có thể chuyển từ trạng thái ngưng sang trạng thái dẫn, thời gian mở
khoảng vài micrô giây.

-

Thời gian tắt: Theo nguyên lý Thyristor sẽ tự duy trì trạng thái dẫn điện sau khi
được kích. Muốn Thyristor đang ở trạng thái dẫn chuyển sang trạng thái ngưng thì
phải cho IG = 0 và cho điện áp VAK = 0. để Thyristor có thể tắt được thì thời gian
cho VAK = OV phải đủ dài, nếu không V AK tăng lên cao lại ngay thì Thyristor sẽ
dẫn điện trở lại. Thời gian tắt của Thyristor khoảng vài chục micrô giây.

.2. Mạch chỉnh lưu cầu một pha điều khiển đối xứng:

Trong nửa chu kỳ đầu (UAB > 0), điện áp anod của T1 dương (catod T2 âm), nếu có xung
điều khiển cho cả hai van T1, T2 đồng thời, thì các van này sẽ được dẫn đặt điện áp lưới
lên tải. Điện áp tải một chiều trùng với điện áp xoay chiều.
Đến nửa chu kỳ sau, điện áp đỏi dấu (UAB < 0), anod của T3 dương catod cảu T4 âm,
nếu có xung điều khiển cho cả hai van T3, T4 đồng thời, thì các van này sẽ được dẫn để
đặt điện áp lưới lên tải. Điện áp một chiều trên tải trùng với nửa chu kỳ trước.
Trang 9


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Điện áp trước và sau khi chỉnh lưu.
Việc điều khiển đổng thời các Thyristor T1, T2 và T3, T4 có thể được thực hiện bằng
nhiều cách.

.
.1.

MẠCH ĐIỀU KHIỂN THẲNG ĐỨNG TUYẾN TÍNH:
Nguyên lý điều khiển:
Khi điện áp xoay chiều hình sin (Udf)
đặt vào anod của thyristor. Để có thể
điều khiển được góc mở α của thyristor
trong vùng điện áp dương anod, cần tạo
một điện áp tựa dạng tam giác (còn gọi
là điện áp răng cưa Urc). Dùng một điện
áp một chiều Udk so sánh với điện áp
tựa. Tại thời điểm (t1, t4) điện ấp tựa
bằng điện áp điều khiển (Urc = Udk),
trong vùng điện áp dương anod, thì
phát xung điều khiển (Xdk) thyristor
được mở từ thời điểm có xung điều
khiển (t1, t4) cho tới cuối bán kỳ (hoặc
tới khi dòng điện bằng 0).

.2. Sơ đồ khối mạch điều khiển:

Để thực hiện ý đồ đã nêu trong phần nguyên lý điều khiển, mạch điều khiển bao gồ ba
khâu cơ bản:
Trang 10


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Nhiệm vụ các khâu trong sơ đồ khối như sau:
-

-

Khâu đồng pha: có nhiệm vụ tạp điện áp tựa (điện áp răng cưa) Urc trùng pha
với điện áp anod của Thyristor.
Khâu so sánh: nhậ tín hiều điện áp tựa và điện áp điều khiển, có nhiệm vụ so
sánh điện áp tựa và điện áp điều khiển Udk, tìm thời điểm hai điện áp này bằng
nhau (Urc = Udk). Tại thời điểm hai điện áp bằng nhau thì phát xung ở đầu ra để
đưa sang tầng khuếch đại.
Khâu tạo xung: có nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở Thyrictor. Xung để mở
Thyristor có yêu cầu: sườn trước dốc thẳng đứng, để đảm bảo thyristor mở tức
thời khi có xung điều khiển (thường là xung kim hoặc xung chữ nhật); đủ độ
rộng (với độ rộng xung lớn hơn thời gian mở của Thyristor); đủ công suất; cách
ly giữa mạch điều khiển và mạch động lực (nếu điện áp động lực quá lớn).

.3. Sơ lược về Transistor lưỡng cực và khuếch đại thuật toán (KĐTT):

Trước khi đến phần thiết kế sơ đồ nguyên lý ta tìm hiều sơ lược về cấu tạo và chức năng
của các linh kiện dùng để tạo ra các khâu trên.

.3.1.

Sơ lược về Transistor lưỡng cực (BJT):
a) Cấu tao cơ bản của BJT:
Transistor lưỡng cực gồm có hai mối P-N nối tiếp nhau, được phát minh năm
1947 bởi hai nhà bác học W.H.Britain và J.Braden, được chế tạo trên cùng một

mẫu bán dẫn Germanium hay Silicium.
Trang 11


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Hình sau đây mô tả cấu trúc của hai loại transistor lưỡng cực PNP và NPN.

Transistor NPN có đáp ứng tần số cao tốt hơn transistor PNP. Phần sau tập trung
khảo sát trên transistor NPN nhưng đối với transistor PNP, các đặc tính cũng tương tự.
b) Các cách rap BJT và độ lợi dòng điện:

Khi sử dụng, transistor được ráp theo một trong 3 cách căn bản sau:
−

Ráp theo kiểu cực nền chung (1)

−

Ráp theo kiểu cực phát chung (2)

−

Ráp theo kiểu cực thu chung (3)

Trong 3 cách ráp trên, cực chung chính là cực được nối mass và dùng chung cho
cả
hai ngõ vào và ngõ ra.

Trang 12


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Độ lợi dòng điện của transistor thường được dùng là độ lợi trong cách ráp cực
phát chung và cực nền chung. Độ lợi dòng điện trong cách ráp cực phát chung được
cho bởi:

c) Đặc tuyến ngõ ra:

Biểu diễn dòng điện cực thu IC theo điện thế ngõ ra VCE với dòng điện ngõ vào
IB
được chọn làm thông số.
Dạng đặc tuyến như sau:

−

Ta thấy cũng có 3 vùng hoạt động của transistor: vùng bảo hoà, vùng tác động và

vùng ngưng.
−

Khi nối tắt VBE (tức IB=0) dòng điện cực thu xấp xĩ dòng điện rĩ ICEO.
d)

Điểm điều hành, đường thẳng lấy điện:

Trang 13


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Ta xem mạch dùng transistor BJT NPN trong mô hình cực nền chung như sau:

Để xác định điểm tỉnh điều hành Q và đường thẳng lấy điện một chiều, người
ta thường dùng 3 bước:

Đây là phương trình đường thẳng lấy điện một chiều (đường thẳng lấy điện tỉnh).
Trên đặc tuyến ra, giao điểm của đường thẳng lấy điện với IE tương ứng (thông số)
của đặc tuyến ra chính là điểm tỉnh điều hành Q.

Trang 14


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

 NHẬN XÉT:
- Khi giữ các nguồn phân cực VCC, VEE và RE cố định, thay đổi RC, điểm

điều hành Q sẽ chạy trên đặc tuyến tương ứng. Khi RC tăng thì VCB giảm và
ngược lại.

.3.2.

-

Nếu giữ IE là hằng số (tức VEE và RE là hằng số), RC là hằng số, thay đổi
nguồn VCC, ta thấy: Khi VCC tăng thì VCB tăng, khi VCC giảm thì VCB giảm.

-

Nếu ta giữ RC và VCC cố định, thay đổi IE (tức thay đổi RE hoặc VEE) ta thấy:
khi IE tăng thì VCB giảm (tức IC tăng), khi IC giảm thì VCB tăng (tức IC giảm).

-

Khi IE tăng thì IC tăng theo và tiến dần đến trị ISH. Transistor dần dần đi
vào vùng bảo hoà. Dòng tối đa của IC, tức dòng bảo hoà gọi là IC(sat).

Sơ lược về KĐTT:
a) Định nghĩa:
b) Khuếch đại thuật toán còn gọi là OpAmp là viết tắt của Operational Amplifier, là

một mạch điện tử có chức năng khuyếch đại tín hiệu (Tín hiệu ở đây được hiểu
chung là tín hiệu điện bao gồm cả dòng điện và điện áp). OpAmp không nhất thiết
phải là một IC (Integrated circuit – mạch tích hợp) nhưng hiện nay OpAmp IC
được phổ cập rất rộng rãi và dễ dàng mua được.

Trang 15


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

c) Cấu tạo:
•

OP-AMP LÝ TƯỞNG

- Khối 1: Tầng khuếch đại vi sai (Differential Amplifier
- Khối 2: Tầng khuếch đại trung gian, bao gồm nhiều tầng khuếch đại vi sai mắc nối tiếp
nhau
- Khối 3: Đây là tầng khuếch đại đệm

Trang 16


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Op-Amps thực tế vẫn có một số khác biệt so với Op-Amps lý tưởng.Nhưng để dễ dàng
trong việc tính toán trên Op-Amps người ta thường tính trên Op-Amps lý tưởng, sau đó
dùng các biện pháp bổ chính (bù) giúp Op-Amps thực tế tiệm cận với Op-Amps lý tưởng.
Do đó để thuận tiện cho việc trình bày nội dung trong chương này có thể hiểu Op-Amps
nói chung là Op-Amps lý tưởng sau đó sẽ thực hiện việc bổ chính sau.


•

Các đặc tính của một op-amp lý tưởng:
-

Ðộ lợi vòng hở A (open loop gain) bằng vô cực.

-

Băng tần rộng từ 0Hz đến vô cực.

-

Tổng trở vào bằng vô cực.

-

Tổng trở ra bằng 0.

-

Các hệ số λ bằng vô cực.

-

Khi ngõ vào ở 0 volt, ngõ ra luôn ở 0 volt.

SỰ KHÁCH NHAU GIỮA OP-AMP LÝ TƯỞNG VÀ OP-AMP THỰC

d) Các thông số đặc trưng:

Trang 17

Đồ án môn học: Mạch điện tử

-

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Hệ số khuếch đại điện áp vòng hở:
Tổng trở vào: không có dòng điện chạy trong OpAmp từ các ngõ vào.
Tổng trở ra: Zout = 0 ngõ ra không bị ảnh hưởng khi mắc tải.
Vì hệ số khuếch đại rất lớn nên phải dùng OpAmp với hồi tiếp âm.
e) Các dạng mạch khuếch đại thuật toán:
 Mạch khuếch đại đệm:

Ta có:

và

( OpAmp thực: )
( OpAmp thực: )

 Mạch khuếch đại đệm có Av = 1 và Zin

rất lớn, được dùng để phối hợp trở
kháng với các thiết bị truyền tín hiệu
vào trong các bộ khuếch đại.
 Mạch khuếch đại đảo:
(Inverting Amplifier)
Trang 18

Đồ án môn học: Mạch điện tử

-

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Zi , Zf có thể có bất kỳ dạng nào.
Tín hiệu ngõ vào ( - ).
vi có thể xoay chiều hoặc một chiều.
Do OpAmp lý tưởng nên:

Suy ra hệ số khuếch đại cảu mạch:

-

Khi Zf và Zi là điện trở thuần thì và sẽ lệch pha 180 o (nên được gọi là mạch
khuếch đại đảo và ngõ vào ( - ) được gọi là ngõ vào đảo).

-

Zf đóng vai trò mạch hồi tiếp âm. Zf càng lớn (hồi tiếp âm càng nhỏ) độ

khuếch đại của mạch càng lớn.
-

Khi Zf và Zi là điện trở thuần thì OpAmp có tính khuếch đại cả điện thế một chiều

 Mạch khuếch đại không đảo:

(Non-inverting Amplifier)

Trang 19


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Ta có:
Và

Suy ra:
Nhận xét:
-

Zf, Zi có thể có bất kỳ dạng nào.

- vo và vi cũng cóthể có bất kỳ dạng nào.
- Khi Zf, Zi là điện trở thuần thì ngõ ra vo sẽ có cùng pha với ngõ vào vi (nên mạch

được gọi là mạch khuếch đại không đảo và ngõ vào (+) được gọi là ngõ vào
không đảo).
- Zf cũng đóng vai trò hồi tiếp âm . Ðể tăng độ khuếch đại A v,ta có thể tăng Zf

hoặc giảm Zi.
- Mạch khuếch đại cả tín hiệu một chiều khi Zf và Zi là điện trở thuần . Mạch cũng

giữ nguyên tính chất không đảo và có cùng công thức với trường hợp của tín
hiệu xoay chiều.
- Khi Zf = 0, ta có : Av = 1 ⇒ vo = vi hoặc Zi = ∞ ta cũng có Av = 1 và vo = vi

.Lúc này mạch được gọi là mạch “voltagefollower” thường được dùng làm mạch
đệm (buffer) vì có tổng trở vào lớn và tổng trở ra nhỏ như mạch cực thu chung ở
BJT.
 Mạch khuếch đại vi sai: (Differential Amplifier)

Trang 20


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Ta có:

Dòng điện từ qua Ri sẽ qua Rf nên:

Thay trị số của vm vào biểu thức trên ta được:
Nếu Rf = Ri ta có

 Mạch cộng đảo: (Inverting Summing Amplifier)

Các dòng điện chạy qua các điện trở là:

Tổng các dòng điện này chay qua Rf và tạo thành nên ta có:
Trang 21


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Trong đó:
Nếu thì ta có:

Tín hiệu ngõ ra bằng tổng các tín hiệu ngõ vào nhưng ngược pha.
●Chú ý: là một điện thế bất kỳ có thể là một chiều hoặc xoay chiều.
Mạch tích phân đảo: (Inverting Integator)

Mạch vi phân đảo: (Inverting Differentiator)

Trang 22


Đồ án môn học: Mạch điện tử

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

.4. Thiết kế sơ đồ nguyên lý:
.3.1.
Khâu đồng pha:

Một số loại sơ đồ khâu đồng pha thường gặp
 Khâu đồng pha dùng điốt và tụ điện:

-

Ưu điểm: đơn giản, dễ thực hiện, số linh kiện ít.
Nhược điểm: chất lượn điện áp tự không tốt

 Khâu đồng pha dùng Transistor và dùng linh kiện ghép quang:

Trang 23


Đồ án môn học: Mạch điện tử

Khâu đồng pha dùng Transistor.

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Khâu đồng pha dùng bộ ghép quang.

Hai loại khâu đồng pha này cho cùng dạng điện áp tự như sau:

Hai loại khâu đồng pha này khắc phục được nhược điểm về dải điều chỉnh của khâu
đồng pha dùng điốt và tụ điện nhưng chúng có chung nhược điểm là việc mở, khóa các
Transistor trong vùng điện áp lân cận 0 thiếu chính xác làm cho việc nạp, xả tụ trong
vùng điện áp lân cận 0 không được như ý muốn.
 Khâu đồng pha dùng khuếch đại thuật toán (KĐTT): (Op-Amp)

Ngày nay các vi mạch được chế tạo ngày càng nhiều, chất lượng ngày càng cao, kích
thước ngày càng gọn, ứng dụng các vi mạch (cụ thể là KĐTT) vào thiết kế mạch đồng
pha có thể cho chất lượn điện áp tựa tốt.
 Vì những ưu điểm trên nên ta chọn loại mạch này trong thiết kế bộ điều

khiển.

Trang 24

Đồ án môn học: Mạch điện tử

Sơ đồ khâu đồng pha dùng KĐTT.

GVHD: Gv.ThS Trần Thái Anh Âu

Dạng của điện áp tựa.

Điện áp vào tại điểm A (UA) có dạng hình sin , trùng pha với anôt của thyristor , qua
khếch đại thuật toán A1 cho ta chuổi xung chữ nhật đối xứng UB . Phần điện áp dương
của điện áp chữ nhật UB qua điôt D1 tới A2 tích phân thành điện áp tựa Urc . Phần áp âm
của điện áp UB làm mở thông Tranzitor Tr1 , kết quả là A2 bị ngắn mạch ( Urc=0 )
Với Urc = 0 trong vùng UB âm . Trên đầu ra của A2 ta có chuổi điện áp răng cưa Urc gián
đoạn .
.3.2. Khâu so sánh:
 Khâu so sánh bằng Transistor:

Tại thời điểm Urc = Udk ở đầu vào, Transistor lật trạng thái từ khóa sang mở (hoặc
ngược lại) làm cho điện áp ra cũng bị lật trạng thái, tại đó xác định được thời điểm mở
Thyristor.
Loại mạch này tuy đơn giản, dễ thực hiện nhưng việc đóng, mở Transistor không có độ
chính xác cao làm cho việc mở Thyristor không được như mong muốn.
Trang 25