Giáo trình kỹ thuật mạch điện tử 1 trần văn dũng (chủ biên)

TRƯỜNG CAO Đ NG NGH  CÔNG NGHI P HÀ N IẲ Ề Ệ Ộ

L I NÓI Đ UỜ Ầ  

Trong chương trình đào t o c a các trạ ủ ường trung c p ngh , cao đ ngấ ề ẳ  ngh  Đi n t  dân d ng th c hành ngh  gi  m t v  trí r t quan tr ng: rèn luy nề ệ ử ụ ự ề ữ ộ ị ấ ọ ệ  tay ngh  cho h c sinh. Vi c d y th c hành đòi h i nhi u y u t : v t t  thi t bề ọ ệ ạ ự ỏ ề ế ố ậ ư ế ị 

đ y đ  đ ng th i c n m t giáo trình n i b , mang tính khoa h c và đáp  ng v iầ ủ ồ ờ ầ ộ ộ ộ ọ ứ ớ  yêu c u th c t ầ ự ế

N i dung c a giáo trình “K  THU T M CH ĐI N T  I” đã độ ủ Ỹ Ậ Ạ Ệ Ử ược xây 

d ng trên c  s  k  th a nh ng n i dung gi ng d y c a các trự ơ ở ế ừ ữ ộ ả ạ ủ ường, k t h p v iế ợ ớ  

nh ng n i dung m i nh m đáp  ng yêu c u nâng cao ch t lữ ộ ớ ằ ứ ầ ấ ượng đào t o ph cạ ụ  

v  s  nghi p công nghi p hóa, hi n đ i hóa đ t nụ ự ệ ệ ệ ạ ấ ước,. 

Giáo trình được biên so n ng n g n, d  hi u, b  sung nhi u ki n th cạ ắ ọ ễ ể ổ ề ế ứ  

m i và biên so n theo quan đi m m , nghĩa là, đ  c p nh ng n i dung c  b n,ớ ạ ể ở ề ậ ữ ộ ơ ả  

c t y u đ  tùy theo tính ch t c a các ngành ngh  đào t o mà nhà trố ế ể ấ ủ ề ạ ường t  đi uự ề  

ch nh cho thích h p và không trái v i quy đ nh c a chỉ ợ ớ ị ủ ương trình khung đào t oạ  cao đ ng ngh ẳ ề

Tuy các tác gi  đã có nhi u c  g ng khi biên so n, nh ng giáo trình ch cả ề ố ắ ạ ư ắ  

ch n không tránh kh i nh ng thi u sót, r t mong nh n đắ ỏ ữ ế ấ ậ ược s  tham gia đóngự  góp ý ki n c a các b n đ ng nghi p và các chuyên gia k  thu t đ u ngành.ế ủ ạ ồ ệ ỹ ậ ầ

Xin trân tr ng c m  n! ọ ả ơ

Tuyên b  b n quy n ố ả ề

Tài li u này là lo i giáo trình n i b  dùng trong nhà trệ ạ ộ ộ ường v i m c đích ớ ụlàm tài li u gi ng d y cho giáo viên và h c sinh, sinh viên nên các ngu n thông ệ ả ạ ọ ồtin có th  để ược tham kh o.ả

Tài li u ph i do trệ ả ường Cao đ ng ngh  Công nghi p Hà N i in  n và phátẳ ề ệ ộ ấ  hành. 

Vi c s  d ng tài li u này v i m c đích thệ ử ụ ệ ớ ụ ương m i ho c khác v i m c ạ ặ ớ ụđích trên đ u b  nghiêm c m và b  coi là vi ph m b n quy n.ề ị ấ ị ạ ả ề

Trường Cao đ ng ngh  Công nghi p Hà N i xin chân thành c m  n các ẳ ề ệ ộ ả ơthông tin giúp cho nhà trường b o v  b n quy n c a mình.ả ệ ả ề ủ

MỤC LỤC

M C L CỤ Ụ

              4  BÀI 1:  CÁC M CH CH NH L UẠ Ỉ Ư

               9  1.1.M ch ch nh l u n a bán kìạ ỉ ư ử

              9  1.2.M ch ch nh l u toàn k  dùng 2 diodeạ ỉ ư ỳ

               12   1.3.M ch ch nh l u toàn k  hình c u dùng 4 Diodeạ ỉ ư ỳ ầ

               16   1.4.M ch ch nh l u hình c u ngu n đ i x ng dùng 4 Diodeạ ỉ ư ầ ồ ố ứ

              20   1.5.M ch ch nh l u nhân đôi đi n ápạ ỉ ư ệ

              25   1.6.M ch ch nh l u nhân ba đi n ápạ ỉ ư ệ

               29   BÀI 2:  CÁC M CH L C NGU N C  B NẠ Ọ Ồ Ơ Ả

               34   2.2.M ch l c dùng t  đi n Cạ ọ ụ ệ

              36   2.3.M ch l c dùng RCạ ọ

               42   2.4.M ch l c dùng cu n dây Lạ ọ ộ

              47   2.5.M ch l c dùng cu n dây LCạ ọ ộ

               48   2.6.M ch l c c ng hạ ọ ộ ưởng RC

               49   BÀI 3: M CH XÉN VÀ M CH GHIM ÁPẠ Ạ

              51   3.1.Khái ni m v  m ch xénệ ề ạ

              51   3.2.M ch xén trên dùng Diodeạ

               52   3.3.M ch xén dạ ưới dùng Diode

               57   

3.5.M ch xén 2 m c dùng Diode Zennerạ ứ

              64   3.6.M ch ghim áp   m c khôngạ ở ứ

              67   3.7.M ch ghim đ nh trên m c khôngạ ỉ ứ

              69   3.8.M ch ghim đ nh dạ ỉ ưới m c khôngứ

               73   BÀI 4: M CH VI PHÂN VÀ TÍCH PHÂNẠ

              78   4.1.M ch vi phânạ

              79   4.2.M ch tích phânạ

               91   BÀI 5:NH NG V N Đ  CHUNG C A M CH KHU CH Đ I TÍN Ữ Ấ Ề Ủ Ạ Ế Ạ

               106   

HI U NHỆ Ỏ

               106   5.1.Đ nh nghĩa m ch khu ch đ i tín hi u nhị ạ ế ạ ệ ỏ

               107   5.2.Các ch  đ  công t c c a m ch khu ch đ i tín hi u nhế ộ ắ ủ ạ ế ạ ệ ỏ

              108   5.3.H i ti pồ ế

              114   BÀI 6: CÁC M CH KHU CH Đ I TÍN HI U NH  DÙNG TRANSISTOR  Ạ Ế Ạ Ệ Ỏ

LƯỠNG C CỰ

               119   6.1.M ch khu ch đ i c c phát chung (CE)ạ ế ạ ự

              120   6.2.M ch khu ch đ i c c g c chung (CB)ạ ế ạ ự ố

               129   6.3.M ch khu ch đ i c c góp chung (CC)ạ ế ạ ự

               134   BÀI 7: CÁC M CH KHU CH Đ I TÍN HI U NH  DÙNG TRANSISTOR Ạ Ế Ạ Ệ Ỏ

TRƯỜNG

              141   7.1.M ch khu ch đ i c c ngu n chung (CS)ạ ế ạ ự ồ

               142   7.2.M ch khu ch đ i c ng chung CGạ ế ạ ổ

              149   7.3.M ch khu ch đ i máng chung CDạ ế ạ

               154   

7.4 u nhƯ ược đi m c a các m ch khu ch đ i tín hi u nh  dùng Transistor ể ủ ạ ế ạ ệ ỏ

trường

               159   BÀI 8:  CAC KIÊU MACH GHEP TÂNG KHUÊCH ĐAÍ ̉ ̣ ́ ̀ ́ ̣

              161   8.1.Các v n đ  chung c a m ch ghép t ngấ ề ủ ạ ầ

              161   8.2.M ch ghép t ng khuêch đai b ng RCạ ầ ́ ̣ ằ

               164   8.3.M ch ghép t ng b ng bi n ápạ ầ ằ ế

              167   8.4.M ch ghép t ng tr c ti pạ ầ ự ế

              170   8.5.M ch khu ch đ i CASCODEạ ế ạ

               176   8.6.M ch khu ch đ i DALINGTONạ ế ạ

              182   Bai 9: M CH KHU CH Đ I CÔNG SU T Đ N HO T Đ NG   CH  Đ  ̀ Ạ Ế Ạ Ấ Ơ Ạ Ộ Ở Ế ỘA

               188   9.1.Đ nh nghĩa và phân lo i m ch khu ch đ i công su tị ạ ạ ế ạ ấ

              189   9.2.M ch khu ch đ i công su t đ n ho t đ ng ch  đ  A có t i là đi n trạ ế ạ ấ ơ ạ ộ ế ộ ả ệ ở

GHÉP BI N ÁP HO T Đ NG   CH  Đ  B VÀ AB.Ế Ạ Ộ Ở Ế Ộ

              206   10.1.Nh ng v n đ  chung v  t ng khu ch đ i công su t đ y kéoữ ấ ề ề ầ ế ạ ấ ẩ

              206   10.2.M ch khu ch đ i công su t đ y kéo song song ghép bi n áp ho t đ ng ạ ế ạ ấ ẩ ế ạ ộ ở 

ch  đ  Bế ộ

               209   10.3.M ch khu ch đ i công su t đ y kéo song song ho t đ ng   ch  đ  ABạ ế ạ ấ ẩ ạ ộ ở ế ộ       

BÀI 11. M CH KHU CH Đ I CÔNG SU T Đ Y KÉO N I TI P OTL Ạ Ế Ạ Ấ Ẩ Ố Ế

HO T Đ NG CH  Đ  ABẠ Ộ Ế Ộ

              221   Bài 12: M CH KHU CH Đ I CÔNG SU T Đ Y KÉO N I TI P OCL Ạ Ế Ạ Ấ Ẩ Ố Ế

HO T Đ NG CH  Đ  ABẠ Ộ Ế Ộ

              231   BÀI 13. CÁC M CH B O V  TRANSISTOR CÔNG SU T L NẠ Ả Ệ Ấ Ớ

              242   BÀI 14: M CH KHU CH Đ I TÍN HI U BI N THIÊN CH M GHÉP TR CẠ Ế Ạ Ệ Ế Ậ Ự  

TI PẾ

              248   14.1.Nh ng v n đ  chung v  m ch khu ch đ i bi n thiên ch mữ ấ ề ề ạ ế ạ ế ậ

              248   14.2.M ch khu ch đ i tín hi u bi n thiên ch m ghép tr c ti p ba t ngạ ế ạ ệ ế ậ ự ế ầ

               249   14.3.Các phương pháp gi m đ  trôi đi m không c a m ch khu ch đ i tín ả ộ ể ủ ạ ế ạ

hi u bi n thiên ch m ghép tr c ti pệ ế ậ ự ế

               252   14.4.L p ráp và cân ch nh các m ch khu ch đ i tín hi u bi n thiên ch m ghépắ ỉ ạ ế ạ ệ ế ậ  

tr c ti p 3 t ngự ế ầ

              254   14.5.Ki m tra ch n đoán, ki m tra và s a ch a các m ch khu ch đ i tín hi u ể ẩ ể ử ữ ạ ế ạ ệ

bi n thiên ch m ghép tr c ti pế ậ ự ế

               257   Bài 15: KHU CH Đ I M T CHI U CÓ BI N Đ I TRUNG GIANẾ Ạ Ộ Ề Ế Ổ

              258   15.1.S  đ  kh i ch c năng c a m ch khu ch đ i m t chi u có bi n đ i trungơ ồ ố ứ ủ ạ ế ạ ộ ề ế ổ  gian

               258   15.2.M ch đi u ch  dùng transistorạ ề ế

              260   15.3.M ch khu ch đ i m t chi u có bi n đ i trung gianạ ế ạ ộ ề ế ổ

               261   BÀI 16:  MACH ÔN AṔ̣ ̉

              262   16.1.Đ nh nghĩa m ch  n ápị ạ ổ

              263   16.2.M ch  n áp tuy n tính n i ti p dùng transistorạ ổ ế ố ế

               263   16.3.M ch  n áp tuy n tính n i ti p dùng OP­AMPạ ổ ế ố ế

               269   

16.4.M ch  n áp tuy n tính m c song song dùng Transistorạ ổ ế ắ

               271   16.5.M ch  n áp song song dùng Op­Ampạ ổ

               273   16.6.M ch  n áp dùng ICạ ổ

              275   16.7.M ch  n áp dùng IC có th  cân ch nh đạ ổ ể ỉ ược đi n áp raệ

               277   16.8.Các m ch  n áp dùng IC c i ti nạ ổ ả ế

               278   BÀI 17: M CH KHU CH Đ I VI SAIẠ Ế Ạ

              283   17.1.Các v n đ  chung v  m ch khu ch đ i vi saiấ ề ề ạ ế ạ

               283   17.2.M ch khu ch đ i vi sai ho t đ ng   ch  đ  khu ch đ i m t chi uạ ế ạ ạ ộ ở ế ộ ế ạ ộ ề

17.3.M ch khu ch đ i vi sai ho t đ ng   ch  đ  khu ch đ i xoay chi u ngõ ạ ế ạ ạ ộ ở ế ộ ế ạ ềvào đ nơ

               287   17.4.M ch khu ch đ i vi sai ho t đ ng   ch  đ  khu ch đ i xoay chi u ngõ ạ ế ạ ạ ộ ở ế ộ ế ạ ềvào vi sai

               291   17.5.M ch khu ch đ i vi sai ho t đ ng   ch  đ  khu ch đ i xoay chi u ngõ ạ ế ạ ạ ộ ở ế ộ ế ạ ềvào đ ng phaồ

              293   17.6.M ch khu ch đ i vi sai có t i đ ng (ki u gạ ế ạ ả ộ ể ương dòng đi n)ệ

              294   BÀI 18: VI M CH KHU CH Đ I THU T TOÁN (OP­AMP)Ạ Ế Ạ Ậ

              297   18.1.Đ nh nghĩa và kí hi u c a vi m ch thu t toánị ệ ủ ạ ậ

              297   

BÀI 1:  CÁC M CH CH NH L UẠ Ỉ Ư

Mã mô đun MĐ 13. 01

GI I THI UỚ Ệ

Các m ch đi n t  đ u dùng đ n linh ki n tích c c đ  t o ra hay bi n đ iạ ệ ử ề ế ệ ự ể ạ ế ổ  

ho c   x   lý   các   tín   hi u   (đi u   ch ,   khu ch   đ i,   chuy n   đ i   sang   tín   hi uặ ử ệ ề ế ế ạ ể ổ ệ  khác       )   Các   linh   ki n   tích   c c   ho t   đ ng  ệ ự ạ ộ v i  ớ ngu n   cung   c p   là   m tồ ấ ộ  chi u(DC), nên c n ph i bi n  đ i ngu n xoay chi u(AC) thành ngu n m tề ầ ả ế ổ ồ ề ồ ộ  chi u qua m ch ch nh l u.ề ạ ỉ ư

M C TIÊUỤ

Ki n th c ế ứ

Bi t đế ượ ơ ồ ạc s  đ  m ch và tác d ng linh ki n, nguyên lý ho t đ ng c a cácụ ệ ạ ộ ủ  

m ch ch nh l u t  ngu n xoay chi u thành ngu n m t chi u.ạ ỉ ư ừ ồ ề ồ ộ ề

Thi t k  và thi công đế ế ược các m ch ch nh l u t  ngu n xoay chi u thànhạ ỉ ư ừ ồ ề  ngu n m t chi u.ồ ộ ề

Tính toán được m c đi n áp ra m t chi u theo c u trúc c a m ch, và đi nứ ệ ộ ề ấ ủ ạ ệ  

áp vào ngu n xoay chi u. ồ ề

 N I DUNG CHÍNHỘ

1.1 M ch ch nh l u n a bán kìạ ỉ ư ử

M c tiêu ụ  : Bi t đế ượ ơ ồ ạc s  đ  m ch đi n và tác d ng linh ki n,d ng sóng và m cệ ụ ệ ạ ứ  

đi n áp ngõ vào và ra c a m ch ch nh l u m t bán k  ệ ủ ạ ỉ ư ộ ỳ

1.1.1  M ch đi n và tác d ng linh ki n ạ ệ ụ ệ

1.1.1.1 M ch đi n ạ ệ

Hình 1.1 M ch ch nh l u bán k ạ ỉ ư ỳ

1.1.1.2  Tác d ng c a linh ki n ụ ủ ệ

­ Bi n th : Làm bi n đ i m c đi n áp ngu n xoay chi u   ngõ vào, thành m tế ế ế ổ ứ ệ ồ ề ở ộ  hay nhi u m c đi n áp ngu n xoay khác nhau   ngõ ra theo yêu c u c a t i.ề ứ ệ ồ ở ầ ủ ả

­ Diode: Dùng đ  ch nh l u ngu n xoay chi u thành ngu n m t chi u.ể ỉ ư ồ ề ồ ộ ề

­ Đi n tr  t i Rệ ở ả t iả: Thi t b  tiêu th  đi n.ế ị ụ ệ

1.1.2  S  đ  d ng sóng m ch ch nh l u m t bán k ơ ồ ạ ạ ỉ ư ộ ỳ

Hình 1.2 D ng sóng m ch ch nh l u m t bán k ạ ạ ỉ ư ộ ỳ

Hình 1.3 D ng sóng ch y mô ph ng m ch ch nh l u m t bán k ạ ạ ỏ ạ ỉ ư ộ ỳ

­ Khi c p ngu n đi p áp xoay chi u ngõ vào cu n s  c p, thì đi n áp ngõ raấ ồ ệ ề ộ ơ ấ ệ  hai đ u cu n th  c p xu t hi n m t đi n áp c m  ng xoay chi u.ầ ộ ứ ấ ấ ệ ộ ệ ả ứ ề

­ Xét   bán k  d ng (Vở ỳ ươ AC> 0) thì diode D d n đi n:ẫ ệ

­ Xét   bán k  âm (Vở ỳ AC< 0) diode D ng ng d n: Iư ẫ D = 0  nên VDC = ID.RT i ả  = 0

H  s  ệ ố

Nh n xét giá tr  h  s  Kậ ị ệ ố 11: 

B ướ c 3:  Th c hi n phép đo dùng dao đ ng ký (Osillocope):ự ệ ộ

­ Ch n m c đi n áp AC ngõ vào 3V (Vọ ứ ệ hdAC = 3V).

­ Ch n kênh CH1 (CHA) đo đi n áp Vọ ệ AC, CH2 (CHB) đo đi n áp Vệ DC.

­ V  d ng sóng đi n áp Vẽ ạ ệ AC(V), đi n áp Vệ DC(V) trên cùng h  tr cệ ụ

Hình 1.5 V  d ng sóng đi n áp Vẽ ạ ệ AC , đi n áp Vệ DC trên cùng h  tr cệ ụ

­ Xác đ nh giá tr  biên đ  đ nh Vị ị ộ ỉ m(AC) = 

M c tiêu: ụ  Bi t đế ượ ơ ồ ạc s  đ  m ch đi n và tác d ng linh ki n,d ng sóng và m cệ ụ ệ ạ ứ  

đi n áp ngõ vào và ra c a m ch ch nh l u toàn k  dùng 2 diode.  ệ ủ ạ ỉ ư ỳ

1.2.1.1.M ch đi n  ạ ệ

Hình 1.6 M ch ch nh l u toàn k  dùng 2 diode.ạ ỉ ư ỳ1.2.1.2. Tác d ng c a linh ki n ụ ủ ệ

­ Bi n th  đ i x ng: Làm bi n đ i m c đi n áp ngu n đi n xoay chi u ế ế ố ứ ế ổ ứ ệ ồ ệ ề ở ngõ vào, thành m t hay nhi u m c đi n áp xoay chi u đ i x ng (Uộ ề ứ ệ ề ố ứ 21= ­ U22) khác nhau   ngõ ra.ở

­ Diode (D1, D2): Dùng ch nh l u ngu n đi n xoay chi u thành ngu n m tỉ ư ồ ệ ề ồ ộ  chi u.ề

­ Đi n tr  t i Rệ ở ả t i ả: Thi t b  tiêu th  đi n.ế ị ụ ệ

1.2.2  S  đ  d ng sóng tín hi u ch nh l u hai bán k ơ ồ ạ ệ ỉ ư ỳ

Hình 1.7 D ng sóng m ch ch nh l u hai bán k  dùng 2 diode.ạ ạ ỉ ư ỳ

Hình 1.8 D ng sóng ạ ch y mô ph ngạ ỏ  m ch ch nh l u hai bán k ạ ỉ ư ỳ

1.2.3 Nguyên lý ho t đ ng c a m ch đi n ạ ộ ủ ạ ệ

­ Khi có ngu n xoay chi u ngõ vào cu n s  c p c a bi n th  đ o pha, thìồ ề ộ ơ ấ ủ ế ế ả  các đ u cu n th  c p t o ra đi n áp c m  ng đ i x ng nhau Uầ ộ ứ ấ ạ ệ ả ứ ố ứ 21 = ­ U22.

­ Xét   bán k  d ng (Uở ỳ ươ 21> 0) thì D1 d n đi n, Dẫ ệ 2  ng ng d n đi n.ư ẫ ệ

 D2  ng ng d n đi n ư ẫ ệ I D2 0

D1 d n đi n ẫ ệ

V V

­ Xét   bán k  âm (Uở ỳ 22> 0) thì D1 ng ng d n đi n; Dư ẫ ệ 2 d n đi n. ẫ ệ

D1  ng ng d n đi n ư ẫ ệ I D1 0 

D2 d n đi n ẫ ệ

V V

1.2.4 ng d ng c a m ch đi n Ứ ụ ủ ạ ệ

Dùng t o ra m t b  ngu n m t chi u (DC), cung c p cho các thi t b  đ nạ ộ ộ ồ ộ ề ấ ế ị ơ  

gi n.ả

1.2.5.  Th c hành  ự Ráp m ch ch nh l u toàn k  dùng 2 diode ạ ỉ ư ỳ

Hình 1.9 M ch ch nh l u toàn k  dùng 2 diode.ạ ỉ ư ỳ

B ướ c 2:  Th c hiên phép đo dùng đ ng h  VOM:ự ồ ồ

­ Ch n m c đi n áp AC   ngõ ra c a bi n th  theo b ng s  li u 1.2 ọ ứ ệ ở ủ ế ế ả ố ệ

B ướ c 3:  Th c hi n phép đo dùng dao đ ng ký (Osillocope):ự ệ ộ

­ Ch n m c đi n áp ngõ vào Vọ ứ ệ hdAC = ±12V

­ Ch n kênh CH1 (CHA) đo đi n áp Vọ ệ AC, CH2 (CHB) đo đi n áp Vệ DC.

­ V  d ng sóng đi n áp Vẽ ạ ệ AC và VDC trên cùng h  tr c vào hình 1.10ệ ụ .

Hình 1.13 D ng sóng ch y mô ph ng m ch ch nh l u c u dùng 4 Diode.ạ ạ ỏ ạ ỉ ư ầ

1.3.3 Nguyên lý ho t đ ng c a m ch đi n ạ ộ ủ ạ ệ

­ Xét   bán k  d ng (Vở ỳ ươ AC> 0) thì D1, D3 d n đi n và Dẫ ệ 2, D4 ng ng d n đi n.ư ẫ ệDiode D2, D4 ng ng d n đi n nên dòng đi n Iư ẫ ệ ệ D2 = ID4 =0

Diode D1, D3 d n đi nẫ ệ

V V V

I I

D D

D D

3 1

3

    do dòng đi nệ I R I D1 I D3Biên đ  đ nh Vộ ỉ mDC = VmAC ­ 2V  VmAC ( xét diode lý tưởng V  = 0)

Dòng đi n đi t  Vệ ừ A qua D1, k  ti p qua Rế ế t i ả, đ n Dế 3 cu i cùng là Vố B.

­ Xét   bán k  âm (Vở ỳ AC< 0) thì D1, D3  ng ng d n đi n; Dư ẫ ệ 2, D4 d n đi n.ẫ ệ

Diode D1, D3 ng ng d n đi n nên dòng đi n Iư ẫ ệ ệ D1 = ID3 =0

Dòng đi n đi t  Vệ ừ B qua D2, k  ti p qua Rế ế t iả, đ n Dế 4 cu i cùng là Vố A.

Hình 1.14 M ch ch nh l u toàn k  hình c u dùng 4 Diode.ạ ỉ ư ỳ ầ

B ướ c 2: Th c hi n phép đo dùng đ ng h  VOM ự ệ ồ ồ

­ Đo đi n áp hi u d ng Vệ ệ ụ hdAC t i ngõ ra c a bi n th  theo b ng s  li u 1.3.ạ ủ ế ế ả ố ệ

­ Đo đi n áp hi u d ng DC (Vệ ệ ụ hdDC) t i ngõ ra DC. Ghi nh n k t qu  đoạ ậ ế ả  

tương  ng đi n áp hi u d ng AC vào b ng s  li u 1.3.ứ ệ ệ ụ ả ố ệ

B ướ c 3:  Th c hi n phép đo dùng dao đ ng ký (Osillocope):ự ệ ộ

­ Ch n m c đi n áp ngõ vào Vọ ứ ệ hdAC = 6V.

­ Ch n kênh CH1 (CHA) đo đi n áp Vọ ệ AC. CH2 (CHB) đo đi n áp Vệ DC.

­ V  d ng sóng đi n áp Vẽ ạ ệ AC , đi n áp Vệ DC trên cùng h  tr c vào hình 1.15.ệ ụ

­ Xác đ nh giá tr  biên đ  đ nh Vị ị ộ ỉ m(AC) = 

­ Xác đ nh giá tr  biên đ  đ nh Vị ị ộ ỉ m(DC) = 

­ Tính  V  =  VmAC ­ VmDC

Hình 1.15 V  d ng sóng đi n áp Vẽ ạ ệ AC , đi n áp Vệ DC .

­ Tính h  s  Aệ ố 31 = . . .  Bi t giá tr  Vế ị hd(AC) = A31 Vm(AC)

­ Tính h  s  Bệ ố 31 = . . .  Bi t giá tr  Vế ị hd(DC) = B31 Vm(DC)

­ Tính h  s  Cệ ố 31 = . . .  Bi t giá tr  Vế ị hd(DC) = C31 Vhd(AC)

1.4 M ch ch nh l u hình c u ngu n đ i x ng dùng 4 Diodeạ ỉ ư ầ ồ ố ứ

M c tiêu ụ  : Bi t đế ượ ơ ồ ạc s  đ  m ch đi n, d ng sóng, m c đi n áp ngõ ra,  ng ệ ạ ứ ệ ứ

d ng và th c hành ráp m ch ch nh l u hình c u ngu n đ i x ng dùng 4 diode . ụ ự ạ ỉ ư ầ ồ ố ứ

1.4.1  M ch đi n và tác d ng linh ki n ạ ệ ụ ệ

Hình 1.16 M ch ch nh l u toàn k  hình c u ngu n đ i x ng dùng 4 Diode.ạ ỉ ư ỳ ầ ồ ố ứ

­ Bi n th  đ i x ng: Làm bi n đ i m c đi n áp ngu n đi n xoay chi u ế ế ố ứ ế ổ ứ ệ ồ ệ ề ở ngõ vào, thành m t hay nhi u m c đi n áp xoay chi u đ i x ng (Uộ ề ứ ệ ề ố ứ 21= ­ U22) khác nhau   ngõ ra.ở

­ Diode (D1; D2; D3; D4): N n đi n ngu n đi n xoay chi u thành ngu n m tắ ệ ồ ệ ề ồ ộ  chi u.ề

­ T  đi n Cụ ệ 1, C2: N p đi n làm  n đ nh m c đi n áp ngõ ra DC.ạ ệ ổ ị ứ ệ

­ T i Rả L: Là thi t b  tiêu th  đi n. ế ị ụ ệ

1.4.2 S  đ  d ng sóng ch nh l u hình c u ngu n đ i x ng dùng 4 Diode ơ ồ ạ ỉ ư ầ ồ ố ứ

Hình 1.17 D ng sóng m ch ch nh l u hình c u ngu n đ i x ng dùng 4 diode.ạ ạ ỉ ư ầ ồ ố ứ

Hình 1.18 Mô ph ng m ch ch nh l u hình c u ngu n đ i x ng có t  đi n.ỏ ạ ỉ ư ầ ồ ố ứ ụ ệ

Hình 1.19 Mô ph ng m ch ch nh l u hình c u ngu n đ i x ng không có tỏ ạ ỉ ư ầ ồ ố ứ ụ 

đi n.ệ

1.4.3 Nguyên lý ho t đ ng c a m ch đi n ạ ộ ủ ạ ệ

­ Xét   bán k  dở ỳ ương ngõ vào AC thì  (U21> 0; U22< 0) nên diode D1,  D3  d nẫ  

đi n và Dệ 2, D4  ng ng d n đi n.ư ẫ ệ

Diode D2, D4  ng ng d n đi nư ẫ ệ I D2 I D4 0 (h  m ch Dở ạ 2, D4).

Diode D1 d n dòng đi n ẫ ệ I D1 t o đi n áp dạ ệ ương ngõ ra V DC và t  Cụ 1 đi nệ  

Diode D3 d n dòng đi n ẫ ệ I D3 t o đi n áp âm ngõ raạ ệ −V DC và t  Cụ 2  đi n ápệ  

Dùng t o ra m t b  ngu n m t chi u (DC) đ i x ng cung c p cho các thi t b ạ ộ ộ ồ ộ ề ố ứ ấ ế ị

1.4.5 Th c hành Ráp m ch ch nh l u hình c u đ i x ng dùng 4 Diode ự ạ ỉ ư ầ ố ứ

24V 12V

Hình 1.20 M ch ch nh l u hình c u đ i x ng dùng 4 Diode.ạ ỉ ư ầ ố ứ

B ướ c 2:  Th c hi n phép đo dùng đ ng h  VOM ự ệ ồ ồ

Đo đi n áp hi u d ng AC (Vệ ệ ụ hdAC) t i ngõ ra c a bi n th  theo b ng s  li u 1.4ạ ủ ế ế ả ố ệ

B ướ c 3:  Th c hi n phép đo dùng dao đ ng ký (Osillocope):ự ệ ộ

Ch n m c đi n áp ngõ vào Vọ ứ ệ hdAC = ±9V. V  d ng sóng Vẽ ạ AC , +VDC vào hình 1.21

Ch n kênh CH1 (CHA) đo đi n áp Vọ ệ AC,  CH2 (CHB) đo đi n áp +Vệ DC.

Hình 1.21 V  d ng sóng đi n áp Vẽ ạ ệ AC , đi n áp +Vệ DC trên cùng h  tr c.ệ ụ

Ch n m c đi n áp ngõ vào Vọ ứ ệ hdAC = 12V. V  d ng sóng Vẽ ạ AC , ­VDC vào hình 1.22

Ch n kênh CH1 (CHA) đo đi n áp Vọ ệ AC,  CH2 (CHB) đo đi n áp ­Vệ DC.

Hình 1.22 V  d ng sóng đi n áp Vẽ ạ ệ AC , đi n áp ­Vệ DC trên cùng h  tr c.ệ ụ

­ Xác đ nh giá tr  biên đ  đ nh Vị ị ộ ỉ m(AC) =

M c tiêu ụ  : Bi t đế ượ ơ ồ ạc s  đ  m ch đi n và tác d ng linh ki n, m c đi n áp ngõệ ụ ệ ứ ệ  

ra   ng d ng c a m ch ch nh l u nhân đôi đi p áp. ứ ụ ủ ạ ỉ ư ệ

1.5.1 M ch đi n tác d ng c a linh ki n ạ ệ ụ ủ ệ

1.5.1.1 M ch đi n  ạ ệ

Hình 1.23 M ch ch nh l u nhân đôi đi p áp ki uạ ỉ ư ệ ể  Schenbel.

Hình 1.24 M ch ch nh l u nhân đôi đi p áp ki u ạ ỉ ư ệ ể Latour

1.5.1.2 Tác d ng c a linh ki n ụ ủ ệ

­ Bi n th : Làm thay đ i m c đi n áp ngu n AC (xoay chi u). ế ế ổ ứ ệ ồ ề

­ Diode (D1; D2): N n đi n chuy n ngu n đi n AC thành ngu n DC (m tắ ệ ể ồ ệ ồ ộ  chi u).ề

­ T  đi n Cụ ệ 1, C2: N p x  đi n làm tăng m c đi n áp.ạ ả ệ ứ ệ

1.5.2 Nguyên lý ho t đ ng ạ ộ  (ki uể  Schenbel)

­ Xét   bán k  âm (Vở ỳ AC< 0) thì D1 d n đi n;  Dẫ ệ 2 ng ng d n đi n.ư ẫ ệ

Diode D2 ng ng d n đi nư ẫ ệ I D2 0 (h  m ch Dở ạ 2).

Diode D1 d n đi n dòng đi n ẫ ệ ệ I D1 n p vào t  Cạ ụ 1 đi n áp Vệ (AC) U C1 V(AC)

­ Xét   bán k  dở ỳ ương (VAC> 0) thì D1 ng ng d n đi n;  Dư ẫ ệ 2 d n đi n.ẫ ệ

Diode D1 ng ng d n đi nư ẫ ệ I D1 0 (h  m ch Dở ạ 1)

Hình 1.25 K t qu  mô ph ng m ch ch nh l u nhân đôi đi p áp ki uế ả ỏ ạ ỉ ư ệ ể  Schenbel.

Hình 1.26 K t qu  mô ph ng m ch ch nh l u nhân đôi đi p áp ki uế ả ỏ ạ ỉ ư ệ ể  Latour

1.5.3 ng d ng c a m ch đi n: Ứ ụ ủ ạ ệ

Dùng t o ra m t b  ngu n m t chi u (DC) có đi n áp tạ ộ ộ ồ ộ ề ệ ương đ i l n có dòngố ớ  

đi n nh  cung c p cho các thi t b ệ ỏ ấ ế ị

Hình 1.27 M ch ch nh l u nhân đôi đi p áp ki u ạ ỉ ư ệ ể Latour.

B ướ c 2: Dùng VOM đo đi n áp Vệ hdDC t i ngõ ra c a bi n th  theo b ng s  li uạ ủ ế ế ả ố ệ  1.5

B ướ : Th c hi n phép đo dùng dao đ ng ký (Osillocope) c3 ự ệ ộ

Ch n m c đi n áp ngõ vào Vọ ứ ệ hdAC = 6V, v  d ng sóng Vẽ ạ AC , VDC vào hình 1.28

Ch n kênh CH1 (CHA) đo đi n áp Vọ ệ AC,  CH2 (CHB) đo đi n áp Vệ DC.

Xác đ nh giá tr  biên đ  đ nh Vị ị ộ ỉ m(AC) = Xác đ nh giá tr  biên đ  đ nh Vị ị ộ ỉ m(DC) = 

Hình 1.28 V  d ng sóng đi n áp Vẽ ạ ệ AC , đi n áp +Vệ DC trên cùng h  tr cệ ụ

­ Tính h  s  Aệ ố 1.5 =  Bi t giá tr  Vế ị hd(AC) = A1.5 Vm(AC)

­ Tính h  s  Bệ ố 1.5 =  Bi t giá tr  Vế ị hd(DC) = B1.5 Vm(DC)

Nh n xét chung giá tr  các h  s  Aậ ị ệ ố 1.5, B1.5, C1.5:  1.6 M ch ch nh l u nhân ba đi n ápạ ỉ ư ệ

M c tiêu ụ  : Bi t đế ượ ơ ồ ạc s  đ  m ch đi n, m c đi n áp ngõ ra,  ng d ng và th cệ ứ ệ ứ ụ ự  hành ráp m ch ch nh l u nhân ba đi n áp.ạ ỉ ư ệ

1.6.1 M ch đi n tác d ng c a linh ki n ạ ệ ụ ủ ệ

1.6.1.1 M ch đi n ạ ệ

Hình 1.29  M ch ch nh l u nhân ba đi n ápạ ỉ ư ệ

1.6.1.2 Tác d ng c a linh ki n: ụ ủ ệ

­ Bi n th : Làm thay đ i m c đi n áp ngu n AC (xoay chi u). ế ế ổ ứ ệ ồ ề

­ Diode (D1; D2): N n đi n chuy n ngu n đi n AC thành ngu n DC (m tắ ệ ể ồ ệ ồ ộ  chi u).ề

­ T  đi n Cụ ệ 1, C2, C3, C4 dùng n p x  đi n làm tăng m c đi n áp.ạ ả ệ ứ ệ

Diode D2 d n đi n dòng đi n ẫ ệ ệ I D2 n p vào t  Cạ ụ 2 g m đi n áp Uồ ệ c1 n p trạ ướ  c

đó và đi n áp   bán k  dệ ở ỳ ương VP(AC)nên đi n áp Uệ C2 2V P(AC)

­ V y đi n áp ậ ệ V DC= UC4 = UC2 + UC3 3V P(AC)

Hình 1.30 K t qu  mô ph ng m ch nhân 3ế ả ỏ ạ1.6.3 ng d ng c a m ch đi nỨ ụ ủ ạ ệ

Dùng t o ra m t b  ngu n m t chi u (DC) có đi n áp l n có dòng đi n nhạ ộ ộ ồ ộ ề ệ ớ ệ ỏ cung c p cho các thi t b  đ n gi n.ấ ế ị ơ ả

B ướ : Th c hi n phép đo dùng dao đ ng ký (Osillocope) c3 ự ệ ộ

Ch n m c đi n áp ngõ vào Vọ ứ ệ hdAC = 6V, v  d ng sóng Vẽ ạ AC , VDC vào hình 1.32

Ch n kênh CH1 (CHA) đo đi n áp Vọ ệ AC,  CH2 (CHB) đo đi n áp Vệ DC.

Hình 1.32 V  d ng sóng đi n áp Vẽ ạ ệ AC , đi n áp Vệ DC trên cùng h  tr cệ ụ

­ Tính h  s  Aệ ố 1.5 =  Bi t giá tr  Vế ị hd(AC) = A1.5 Vm(AC)

­ Tính h  s  Bệ ố 1.5 =  Bi t giá tr  Vế ị hd(DC) = B1.5 Vm(DC)

Nh n xét chung giá tr  các h  s  Aậ ị ệ ố 1.5, B1.5, C1.5:  Bài t p:ậ

Bài1: Cho đi n áp ngu n tín hi u xoay chi u hình sin ngõ vào b  ch nh ch nhệ ồ ệ ề ộ ỉ ỉ  

l u m t bán k  có biên đ  đ nh Vư ộ ỳ ộ ỉ p(ac) =100V.

Câu 1: Tính giá tr  hi u d ng đi n áp ngu n xoay chi u Vị ệ ụ ệ ồ ề hd(ac).

Câu 2: Tính giá tr  hi u d ng đi n áp ngu n m t chi u   ngõ ra Vị ệ ụ ệ ồ ộ ề ở hd(DC). 

Đáp số: Vhd(ac) = 70,71(V); Vhd(DC) = 31,82(V)

ch nh ch nh l u hai bán k  là 12V (Vỉ ỉ ư ỳ hd(ac) =12V). 

Câu 1: Tính giá tr  biên đ  đ nh đi n áp ngu n xoay chi u Vị ộ ỉ ệ ồ ề p(ac).

Câu 2: Tính giá tr  hi u d ng đi n áp ngu n m t chi u   ngõ ra Vị ệ ụ ệ ồ ộ ề ở hd(DC).

Đáp số: Vm(ac) = 17(V); Vhd(DC) = 10,8(V)

ch nh ch nh l u nhân đôi đi n áp là 12V (Vỉ ỉ ư ệ hd(ac) =12V). 

Câu 1: Tính giá tr  biên đ  đ nh­ đ nh đi n áp ngu n xoay chi u Vị ộ ỉ ỉ ệ ồ ề p­p(ac).

Câu 2: Tính giá tr  hi u d ng đi n áp ngu n m t chi u   ngõ ra Vị ệ ụ ệ ồ ộ ề ở hd(DC).

Đáp số: Vp­p(ac) = 34(V); Vhd(DC)   44(V)≈

ch nh ch nh l u nhân ba đi n áp là 24V (Vỉ ỉ ư ệ hd(ac) =24V). Hãy tính giá tr  hi u d ngị ệ ụ  

đi n áp ngu n m t chi u   ngõ ra Vệ ồ ộ ề ở hd(DC).  Đáp s : ố Vhd(DC)  102(V)≈

BÀI 2:  CÁC M CH L C NGU N C  B NẠ Ọ Ồ Ơ Ả

Mã mô đun MĐ 13 02

GI I THI UỚ Ệ

Các m ch l c ngu n c  b n thạ ọ ồ ơ ả ường dùng các linh ki n th  đ ng R­L­C đệ ụ ộ ể 

lo i b  hay gi m đi đ  g n sóng c a ngu n m t chi u sau khi qua m ch ch nhạ ỏ ả ộ ợ ủ ồ ộ ề ạ ỉ  

Thi t k  và thi công đế ế ược các m ch l c ngu n m t chi u.ạ ọ ồ ộ ề

Tính toán được m c đi n áp ra m t chi u sau khi qua b  l c. ứ ệ ộ ề ộ ọ

N I DUNG CHÍNHỘ

2.1 T ng quan v  m ch l cổ ề ạ ọ

M c tiêu:  ụ Bi t đế ược khái ni m và đánh giá đ   n đ nh đi n áp c a b  l c.ệ ộ ổ ị ệ ủ ộ ọ

2.1.1 Khái ni m v  m ch l c ệ ề ạ ọ

Ngu n đi n xoay chi u (AC) sau khi qua m ch ch nh l u tr  thành ngu nồ ệ ề ạ ỉ ư ở ồ  

đi n m t chi u (DC). Tuy nhiên ngu n m t chi u không theo mong mu n v nệ ộ ề ồ ộ ề ố ẫ  còn g n sóng theo n a chu k  hình sin c a ngu n AC. Vì v y ta ph i cho qua bợ ữ ỳ ủ ồ ậ ả ộ 

l c đ  đọ ể ược đi n áp m t chi u  n đ nh h n theo s  đ  kh i hình 2.1:ệ ộ ề ổ ị ơ ơ ồ ố

Hình 2.1 S  đ  kh i m ch ch nh l u có b  l cơ ồ ố ạ ỉ ư ộ ọ

2.1.2 Đ  g n đi n áp đ u ra c a m ch l c ộ ợ ệ ầ ủ ạ ọ

Đi n áp đệ ược ch nh l u sau khi qua b  l c g m thành ph n m t chi u vàỉ ư ộ ọ ồ ầ ộ ề  thành ph n hài (g n sóng). Thành ph n hài có m c đi n áp là Vầ ợ ầ ứ ệ r  do s  n p xự ạ ả 

V

V V V

V i   Vớ KT: Đi n áp không t i (V)ệ ả

       VCT: Đi n áp có t i (V)ệ ả

VR = 0 đ   n đ nh c a m ch đ t độ ổ ị ủ ạ ạ ược mong mu n khi thi t k  b  ngu n DC.ố ế ế ộ ồ

2.1.3.3 Hê s  g i sóng c a b  ch nh l u ố ợ ủ ộ ỉ ư

­ Đ i v i m ch ch nh l u m t bán k :ố ớ ạ ỉ ư ộ ỳ

Đi n áp m t chi u đ u ra: Udc = 0,318Umệ ộ ề ầ

Đi n áp g n sóng: Urms = 0,385Umệ ợ

Đ  g n sóng : ộ ợ

­ Đ i v i m ch ch nh l u hai bán k :ố ớ ạ ỉ ư ỳ

Đi n áp m t chi u đ u ra: Uệ ộ ề ầ dc = 0,636Um

Đi n áp g n sóng: Uệ ợ rms = 0,308Um

Đ  g n sóng : ộ ợ

Ví d  2.1 ụ : B  ngu n đi n m t chi u đ u ra không t i đo đ c là 24V (Vộ ồ ệ ộ ề ầ ả ượ KT  = 24V). Khi n i v i t i đi n áp th c t  đo đố ớ ả ệ ự ế ược 22V (VCT = 22V). Hãy tính đ   nộ ổ  

CT

CT KT R

V

V V V

­ Diode: Dùng đ  ch nh l u ngu n đi n ngu n xoay thành ngu n m t chi u.ể ỉ ư ồ ệ ồ ồ ộ ề

­ T  đi n C: Dùng đ  l c ngu n th c hi n quá trình n p ­ x  làm gi m đụ ệ ể ọ ồ ự ệ ạ ả ả ộ 

g n sóng đi n áp ngõ ra m t chi u. ợ ệ ộ ề

­ Đi n tr  Rệ ở T iả(Rt): Ngoài nhi m v  là t i tiêu th  công su t. Đi n tr  nàyệ ụ ả ụ ấ ệ ở  cũng làm  nh hả ưởng th i gian x  t  C nhanh hay ch m làm  n đ nh đi n ápờ ả ụ ậ ổ ị ệ  DC

Hình 2.6 Mô ph ng d ng sóng m ch ch nh l u haiỏ ạ ạ ỉ ư  

bán k  có t  l c C.ỳ ụ ọ

2.2.3 Nguyên lý ho t đ ng ạ ộ

­ Khi đi n áp c a t  đi n Uệ ủ ụ ệ C < Vm  thì t  đi n C th c hi n quá trình n p đi n,ụ ệ ự ệ ạ ệ  

v i h ng s  th i gian n p ớ ằ ố ờ ạ  = RDC. (trong trường h p này Diode phân c cợ ự  thu n nên Rậ D có giá tr  nh ).  ị ỏ

­ Khi đi n áp c a t  đi n Uệ ủ ụ ệ C  >Vm   thì t  đi n C th c hi n quá trình x  đi n,ụ ệ ự ệ ả ệ  

v i h ng s  th i gian n p ớ ằ ố ờ ạ  = RT i ả C. (trong trường h p này Diode phân c cợ ự  thu n nên Rậ D có giá tr  l n).  ị ớ

2.2.4   Tính toán các thông s  c a m ch ố ủ ạ

­ Biên đ  đi n áp g n sóng Uộ ệ ợ r = Vmax ­ Vmin

­ Đi n áp g n sóng tính theo t n s  f ngõ vào b  l c: ệ ợ ầ ố ộ ọ ( )

f C

=

­ Đi n áp m t chi u Uệ ộ ề dc = Vm ­

Trong đó:  Vm: Là biên đ  đi n áp sau khi qua b  ch nh l u đ n v  (V)ộ ệ ộ ỉ ư ơ ị

Idc: là dòng đi n t i đ n v  (A)ệ ả ơ ịC:  Đi n dung c a t  l c đ n v  (F)ệ ủ ụ ọ ơ ịfL: T n s  tín hi u vào b  l c(Hz)ầ ố ệ ộ ọ Giá tr  t  đi n C càng l n thì đi n áp Vị ụ ệ ớ ệ r(rms) càng nh  nên ngu n DC đỏ ồ ượ  c

Thường ch n giá tr  c a t  đi n C kho ng vài trăm µF đ n vài ngàn µFọ ị ủ ụ ệ ả ế

Ví d  2.2 ụ : Đi n áp Vệ AC(t) ngõ vào bi n th  có t n s  f= 60Hz c a b  ch nhế ế ầ ố ủ ộ ỉ  

l u hai bán k , v i giá tr  t  C= 100µF và dòng đi n t i Iư ỳ ớ ị ụ ệ ả DC = 50mA, RT i  ả = 2k  Tính đi n áp g n sóng, đi n áp m t chi u Vệ ợ ệ ộ ề DC, Đ  g n sóng  ngõ ra c a b  l cộ ợ ủ ộ ọ  

t  C. Vi t bi u th c Vụ ế ể ứ AC(t) và tính đi n áp hi u d ng Vệ ệ ụ hd(AC).

I V

L

DC rms

10 100 120 3 2

10 50

3

3 )

­ Đi n áp m t chi u Vệ ộ ề DC:  VDC = IDC.RT i  ả = 50.10­3. 2.103 = 100V

­ Đ  g n sóng r ngõ ra c a b  l c t  C. ộ ợ ủ ộ ọ ụ 0 0 0

) (

2 , 1 100 100

2 , 1 100

DC

rms r

V

V r

­ Vi t bi u th c Vế ể ứ AC(t): 

Biên đ  đi n áp đ  g n sóng: Vộ ệ ộ ợ mr = 2.V r rms( ) = 2.1, 2 1.697 = V

Biên đ  đi n áp đ  Vộ ệ ộ m(AC) = VDC + Vmr = 100+ 1.697  102V

V y bi u th c Vậ ể ứ AC(t) = 102sin120 t (V)

­ Tính đi n áp hi u d ng ệ ệ ụ V AC V m AC V

2

102 2

) ( ) (

Nh n xét giá tr  Vậ ị hdDC  khi tr  s  t  C tăng d n: ị ố ụ ầ

B ướ c 3:  Th c hiên phép đo dùng dao đ ng ký (Osillocope)ự ộ

­ Ch n tr  s  t  đi n 1μF­ 50Vọ ị ố ụ ệ

­ Ch n kênh CH1 (CHA) đo đi n áp Vọ ệ AC, CH2 (CHB) đo đi n áp Vệ DC.

­ V  d ng sóng đi n áp Vẽ ạ ệ AC(V), đi n áp Vệ DC(V) trên cùng h  tr cệ ụ