Mạch ổn áp dùng Diode Zener

2.3 Mạch ổn áp dùng Diode Zener Các diode zener được thiết kế đặc biệt để hoạt động trong vùng phân cực ngựơc đây kết quả..  Khi cho một điện áp không đổi Vz qua diode zener xuất hiện

2.3 Mạch ổn áp dùng Diode Zener

 Các diode zener được thiết kế đặc biệt để hoạt động trong vùng phân cực ngựơc đây kết quả

 Khi cho một điện áp không đổi Vz qua diode zener xuất hiện 1 dòng điện

đi qua nó Dòng điện cho phép dưới 10mA IZM là dòng điện tối đa diode còn có thể làm việc

 Zener Ổn áp

 Các mạch zener ổn áp bao gồm một điện trở (RS) và một diode zener mắc kiểu phân cực nghịch

 Các điện áp dc ngõ vào không ổn định, Vi > VZ để đảm bảo rằng các diode hoạt động trong vung bị đánh thủng

 Các điện áp ngõ ra (Vo) được lấy trên diode zener Vo = Vz cung cấp cho tải dong điện biến thiên (IL)

 Điện trở (R S) mắc nối tiếp hấp thụ điện áp dư thừa (tức là Vi - Vz),

và cũng giới hạn dong điện Iz khi RL dẫn (tức là tải được hạn dòng)

 Thiết kế cho giá trị của RS nên cho phép dòng tối thiểu IZ là 10mA (hoặc 20mA), khi I L tối đa (dòng điện tải lớn nhất)  

Ví dụ

Tính toán giá trị và công suất của diode zener và R S

 Giải:

V o = 10V, do đó V Z = 10V

IL = Vo/RL = 10V/100Ω = 0.1A = 100mA

Để đảm bảo rằng diode luôn hoạt động trong các sự cố, chúng ta cho phép IZ

tối thiểu là 10mA

IT = IL + IZ = 110mA

RS = (Vi – VZ)/IT = (15V – 10V)/110mA = 45Ω

 (Lưu ý: Trong thực tế chọn điện trở loại 47Ω)

 Công suất tiêu thụ bởi R S = (I T ) 2 R S = (0,11) 2 x 450

= 0.54W

 Vì vậy, chọn R S = 45 Ω và công suất 1W

 Lúc tải lớn nhất : P Z = I Z   'V Z

= (0.01A) (10V) = 0.1W

 Với một mạch không tải: P Z = ( I T ) ( V Z )

= (0.11A) (10V) = 1.1W

Vì vậy, chọn một diode zener 10V , công suất 1.3W  

2.4 Mạch ổn áp dùng IC

 IC ổn áp chỉ có ba chân , cụ thể là đầu vào, ngõ ra và mass

IC ổn áp cơ bản

 Bình thường, không có chân nào được kết nối bên ngoài Trong một số ứng dụng tụ lọc trên các ngõ vào (C in) và ngõ ra (Co) được kết nối chúng ngăn ngừa dao động có thể xảy ra do sự khuếch đại tăng cao trong việc điều chỉnh

 Lưu ý: Trong thực tế Cin và C o được gắn gần ngõ vào và ngõ ra nhất

 Với chức năng chung cố định điện áp ngõ ra (V o)

 Các thông số cần lưu ý :

Điện áp ổn áp

Họ 78/79 (Vd 7905)

78L(T092 plastic package) / 79L Series (Vd 78L05)

Họ 78S (Vd 78S12)

Họ 78T (Vd 78T15)

Dòng 1A 100mA 2A

3A

Lưu ý: 78XX cho một điện áp ngõ ra dương, trong khi 79XX cho một điện

áp ngõ ra âm X X cho biết các giá trị của điện áp ngõ ra quy định

 Giá trị điện áp ngõ vào nhỏ nhất

Điện áp đầu vào không ổn áp (Vin) ít nhất phải lớn hơn 2V điện áp ngõ ra (V o) quy định Trong thực tế, để cung cấp một biên độ an toàn, lớn hơn ít nhất 3V

 Dòng điện ngõ ra cực đại (I Omax)

Ngõ ra hoặc dòng điện tải (I O hay I L) có thể thay đổi từ 0A đến giá trị cực đại của dòng điện

( IOmax hoặc IO full load )

 Bảo vệ quá nhiệt

Một IC có một cảm biến nhiệt bên trong Khi nhiệt độ tăng cao (thường là 125

o C đến 150 o C) chip trở nên quá nóng cảm biến nhiệt sẽ tắt chính nó

Lưu ý: nhiệt độ bên ngoài thấp nhất (tức là <125 o C) Khi điều này xảy ra Io

sẽ giảm xuống và vẫn còn ở đó cho đến khi các vi mạch đã làm mát

 Ưu điểm của việc sử dụng IC ổn áp

IC ổn áp được sử dụng rất phổ biến vì tính đơn giản của nó, tương đối rẻ hơn và dễ dàng hoạt động

Cỡ chân có sẵn ví dụ như Họ IC 78S12 , 78T15 v.v

Điện áp ngõ ra dương và âm

 Lưu ý: Cỡ chân Họ IC 78S12 là phổ biến nhất, vì nó rẻ, dễ dàng gắn các tản nhiệt bên ngoài

b) Mạch ổn áp Vo có thể điều chỉnh

 Ví dụ

 Dòng điện tĩnh, IQ = 3 mA (thường )

 V1 = 5V (sử dụng ic ổn áp 7805)

 Nếu chúng ta chọn R1 và R2 như sau,

2 1

1 1

o = + =  + Q





2 2 1

1 1

2 1 volts

V

1

1

3

> R1 and R2 = several hundred ohms

or a few k sΩ

R R V





 + 1

1

R V

o ≈ + 







1 2

1

1 volts

 Ví dụ

 Nếu IQ = 1mA, chọn R 1 và R 2 sao cho điện áp ngõ ra trong khoảng từ

- 5V đến - 8V

 Giải pháp:

R1 < 1.67 k Ω

 Chọn điện trở R1 thấp hơn giá trị vừa tính

V

R IQ

1 1

3

> i e

R

1

3

> × −

<

Chọn R1 = 1 kΩ (cũng có thể chọn 1.2k Ω hoặc 1.5k Ω  )

R2 = 0 Ω

= 2 x (-5)

= -10V







1

1

( )





 −

1

R R

( )

2

R k

R k

2

1

8

5 1 1 6 1 0 6

= −

( )

k