Do quá trình thiết kế PCB, người thiết kế đã tiến hành đi hai hay nhiều dây tín hiệu song song quá gần với nhau hoặc do đặc trưng của board mạch in PCB mà có thể tạo ra các giá trị khác
Sửa chữa nguồn AC
Quá trình phát triển
Thành lập Công ty Điện lực miền Trung
Ngày 7/10/1975, Công ty Điện lực miền Trung (nay là Công ty Điện lực 3) chính thức được thành lập nhằm đảm bảo sự thống nhất trong quản lý và điều hành ngành điện khu vực miền Trung Sau giải phóng, hạ tầng điện lực khu vực miền Trung còn nhỏ bé, phân tán và không có lưới truyền tải cao thế, chỉ gồm khoảng 150 máy phát diesel ở các đô thị với tổng công suất đặt là 74 MW Sự ra đời của Công ty giúp củng cố, phát triển sản xuất kinh doanh điện năng trên toàn khu vực miền Trung, đồng thời đổi tên thành Công ty Điện lực 3 để phù hợp với chiến lược phát triển Hiện nay, PC3 là doanh nghiệp thành viên của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), hoạt động trong các lĩnh vực đa ngành nghề, trong đó ngành chính là sản xuất, kinh doanh điện năng tại 13 tỉnh, thành phố miền Trung và Tây Nguyên.
Thành lập Công ty Điện lực miền Nam
Ngày 7/8/1976, Bộ trưởng Bộ Điện và Than ra quyết định đổi tên Tổng cục Điện lực thành Công ty Điện lực miền Nam ngay sau ngày miền Nam hoàn toàn giải phóng, đánh dấu sự chuyển đổi trong ngành điện lực miền Nam Vào ngày 9/5/1981, Công ty Điện lực miền Nam được đổi tên thành Công ty Điện lực 2 theo quyết định của Bộ trưởng Bộ Điện lực, thể hiện quá trình tổ chức lại doanh nghiệp ngành điện Ngày 7/4/1993, Thủ tướng Chính phủ ra quyết định chuyển Công ty Điện lực 2 thuộc Bộ Năng lượng, nhằm tăng cường quản lý và phát triển ngành điện Kể từ ngày 1/4/1995, Công ty Điện lực 2 chính thức được thành lập lại và trực thuộc Tổng công ty Điện lực Việt Nam, nay là Tập đoàn Điện lực Việt Nam, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động và phát triển bền vững ngành điện quốc gia.
Tuyến đường dây 220 kV đầu tiên được xây dựng
Vào tháng 3 năm 1979, tuyến đường dây 220 kV Hà Đông – Hòa Bình chính thức được khởi công xây dựng, đánh dấu bước ngoặt quan trọng trong ngành điện miền Bắc Đến tháng 5 năm 1981, đường dây này đi vào vận hành, trở thành tuyến truyền tải 220 kV đầu tiên tại khu vực, nâng cao năng lực truyền tải điện và đảm bảo nguồn điện ổn định cho khu vực Đồng thời, tuyến đường dây này góp phần tạo nền tảng kỹ thuật quan trọng cho dự án xây dựng đường dây siêu cao áp 500 kV Bắc-Nam trong tương lai.
Xây dựng công trình Thuỷ điện Hòa Bình lớn nhất đầu tiên ở Việt Nam
Xây dựng thuỷ điện Hoà Bình
Ngày 6/11/1979, hàng vạn CBCNV Việt Nam cùng 186 chuyên gia Liên Xô tham gia lễ khởi công dự án thủy điện Hòa Bình – công trình thủy điện lớn nhất Việt Nam thời điểm đó với 8 tổ máy tổng công suất 1.920 MW, thể hiện sự hợp tác chặt chẽ giữa hai nước Sau hơn 3 năm thi công, ngày 12/1/1983, lễ ngăn sông đợt 1 đã diễn ra trọng thể với sự có mặt của Thủ tướng Phạm Văn Đồng và các lãnh đạo cao cấp, đánh dấu bước ngoặt quan trọng trong năng lượng quốc gia Tiếp theo, đợt ngăn sông Đà lần 2 diễn ra vào ngày 9/1/1986, và ngày 30/12/1988, tổ máy 1 (240 MW) chính thức phát điện hòa lưới quốc gia, khẳng định tiến trình đi vào hoạt động của công trình Trong những năm tiếp theo, từ 1988 đến 1994, mỗi năm dự án hoàn thành và đưa vào vận hành từ 1-2 tổ máy, góp phần đảm bảo nguồn năng lượng cho đất nước Cuối cùng, ngày 20/12/1994, thủy điện Hòa Bình chính thức được khánh thành, đánh dấu bước phát triển mới của ngành năng lượng Việt Nam và đóng góp quan trọng vào sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
Thực hiện Tổng sơ đồ phát triển điện năng giai đoạn 1 (1981-1985)
Lần đầu tiên tại Việt Nam, ngành Điện xây dựng và thực hiện quy hoạch phát triển điện lực, thúc đẩy các công trình lớn mang tầm chiến lược quốc gia như Nhiệt điện Phả Lại và thủy điện Hòa Bình Các dự án quan trọng như củng cố nhà máy Nhiệt điện Ninh Bình, Thái Nguyên và khai thác tối đa công suất thủy điện Thác Bà cũng đã được hoàn thành Về lưới điện, các tuyến dây 220 kV Thanh Hóa – Vinh, Phả Lại – Hà Đông, cùng với trạm biến áp 110 kV và 220 kV Hà Đông đều đã được đưa vào vận hành trước thời hạn Ngoài ra, nhiều trạm trung gian và đường dây phân phối mới đã được lắp đặt và hoạt động ổn định Mặc dù gặp khó khăn về kinh tế, nhưng tổng thể, sơ đồ phát triển điện lực của Việt Nam đã có bước tiến quan trọng, đảm bảo cung cấp điện ổn định và phát triển bền vững.
Ngành Điện Việt Nam đã đạt được những thành tựu nổi bật trong giai đoạn 1981-1985 khi xây dựng và đưa vào vận hành công trình nhiệt điện Phả Lại cùng các công trình lưới điện đúng tiến độ, đáp ứng nhu cầu điện năng quốc gia Trong các giai đoạn tiếp theo, ngành Điện liên tục thực hiện các quy hoạch điện如 Tổng sơ đồ (Quy hoạch) điện II, III, IV, V, góp phần phát triển hệ thống điện ổn định và bền vững Hiện tại, Quy hoạch điện VI (2006-2015, tầm nhìn tới 2025) đang được triển khai nhằm hướng tới mục tiêu mở rộng và nâng cao năng lực hệ thống điện Việt Nam trong tương lai.
EVN đầu tư góp vốn 42 dự án nguồn với tổng công suất 22.748 MW/59.463
MW (chiếm 38,3% tổng công suất đặt mới của cả nước) Thực hiện đầu tư lưới
Hệ thống điện Việt Nam hiện tại bao gồm các mạng lưới quan trọng như lưới 500 kV với công suất 13.200 MVA và 3.178 km đường dây, lưới 220 kV với tổng công suất 39.063 MVA cùng 9.592 km đường dây, và lưới 110 kV với công suất 41.315 MVA và 12.659 km đường dây Đặc biệt, EVN cùng các bộ ngành liên quan đang tích cực chuẩn bị xây dựng Quy hoạch điện VII nhằm nâng cao năng lực và phát triển hệ thống truyền tải điện quốc gia.
Xây dựng đường dây siêu cao áp 500 kV
Xây dựng đường dây siêu cao áp 500 kV
Ngày 5/4/1992, dự án đường dây siêu cao áp 500 kV Bắc - Nam (mạch 1) dài 1.487 km chính thức khởi công, đánh dấu bước phát triển đột phá của ngành điện Việt Nam Ngày 27/5/1994, dự án được khánh thành và đưa vào vận hành, góp phần hình thành hệ thống điện quốc gia Việt Nam dựa trên sự liên kết liên tỉnh giữa các khu vực Bắc – Trung – Nam qua trục lưới điện hiện đại Sự kiện này mở ra giai đoạn mới trong việc đảm bảo an ninh năng lượng và nâng cao chất lượng dịch vụ điện cho đất nước.
"Xương sống" của hệ thống truyền tải điện là đường dây 500 kV Ngày 23/10/2005, đường dây 500 kV Bắc – Nam mạch 2 chính thức hoàn thành và vận hành, đảm bảo hệ thống truyền tải siêu cao áp 500 kV hai mạch song song truyền tải điện hai chiều Nam – Bắc một cách liên tục và an toàn Việc hoàn thiện và đưa vào vận hành của đường dây này đã tạo nên liên kết vững chắc, nâng cao độ tin cậy và ổn định của mạng lưới truyền tải điện quốc gia.
Dự án ĐZ 500 kV mạch 2 thể hiện rõ sự quyết tâm, nỗ lực và trình độ trí tuệ của đội ngũ kỹ sư điện Việt Nam Thành công của công trình này tiếp tục khẳng định "thương hiệu Việt" trong lĩnh vực chế tạo thiết bị, thiết kế và thi công đường dây siêu cao áp Đây là minh chứng cho khả năng của ngành điện lực Việt Nam trong việc thực hiện các dự án hạ tầng năng lượng quy mô lớn, nâng cao vị thế cạnh tranh trên thị trường trong nước và quốc tế.
Thành lập Trung tâm Điều độ hệ thống điện Quốc gia
Vào ngày 11/4/1994, Bộ trưởng Bộ Năng lượng Thái Phụng Nê đã ký Quyết định số 180/NL/TCCB-LĐ thành lập Trung tâm Điều độ hệ thống điện Quốc gia (A0) Trung tâm có nhiệm vụ chỉ huy và điều hành hệ thống sản xuất, truyền tải, phân phối điện năng trong phạm vi hệ thống điện quốc gia theo phân cấp quản lý điều độ Mục tiêu của trung tâm là đạt kết quả tối ưu về kỹ thuật và kinh tế, đảm bảo hệ thống điện quốc gia vận hành liên tục, an toàn và đáng tin cậy.
Dòng điện xoay chiều (AC) là loại dòng điện có chiều của các điện tích liên tục thay đổi theo thời gian, lặp lại theo một chu kỳ nhất định Trong kỹ thuật điện, nguồn điện xoay chiều thường được ký hiệu là AC và biểu thị bằng ký hiệu “~” trong sơ đồ mạch Điện xoay chiều biểu diễn dưới dạng sóng sin, dạng sóng này thể hiện các dao động tuần hoàn điều hòa, làm rõ đặc điểm của dòng điện này trong các hệ thống điện năng.
Cách tạo dòng điện xoay chiều
Cách đơn giản nhất để tạo ra dòng điện xoay chiều là sử dụng máy phát điện, một thiết bị đặc biệt được thiết kế để chuyển đổi năng lượng thành dòng điện xoay chiều Trong máy phát điện, một vòng quay đặt bên trong từ trường và tạo ra dòng điện dọc theo dây dẫn dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ Vòng quay này có thể được cung cấp bằng nhiều nguồn năng lượng khác nhau như tuabin gió, tuabin hơi nước hoặc nước chảy, giúp dễ dàng khai thác nguồn năng lượng để sản xuất điện.
Hình 1.1 Máy phát điện đơn giản
Khi vòng xoay được quay tròn, nó làm thay đổi liên tục số lượng đường sức từ qua ống dây, gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây xuất hiện với chiều thay đổi liên tục, chính điều này tạo thành dòng điện xoay chiều Đây là nguyên nhân chính khiến dòng điện trong hệ thống đều là dòng xoay chiều, phù hợp với các ứng dụng điện năng hiện đại.
Dạng sóng của điện xoay chiều cần được kiểm tra bằng máy hiện sóng để xác định đặc điểm của điện áp theo thời gian Kết nối máy hiện sóng vào mạch điện, ta có thể quan sát dạng sóng của AC trên màn hình, trong đó dạng sóng sin là phổ biến nhất Việc phân tích dạng sóng giúp hiểu rõ hơn về tín hiệu điện xoay chiều, từ đó đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống điện.
Hình 1.2 Dạng sóng hình sin
Ngoài ra, chúng ta còn có hai dạng sóng khác của điện xoay chiều là sóng vuông và sóng tam giác
Sửa chữa nguồn DC
Các mạch lọc nguồn
Capacitance Multiplier (Mạch lọc nguồn) là một dạng mạch được thiết kế từ tụ điện nhỏ nhưng có khả năng hoạt động như một tụ điện lớn, giúp tăng cường khả năng lọc nguồn một cách hiệu quả Lưu ý, đây không phải là bộ điều chỉnh điện áp, vì vậy điện áp đầu ra sẽ theo điện áp đầu vào, phù hợp để ổn định nguồn cấp cho các thiết bị điện tử nhỏ Việc sử dụng Capacitance Multiplier giúp giảm trở kháng và nâng cao độ ổn định của nguồn cấp, mang lại hiệu quả làm việc tối ưu trong các mạch điện tử.
Nguồn điện lưới qua biến áp và mạch diode chỉnh lưu tạo ra điện áp một chiều nhấp nhô, không thể sử dụng trực tiếp trong các mạch điện tử Để ổn định điện áp, cần lắp đặt tụ lọc có trị số từ vài trăm đến vài ngàn microfarad (μF) sau cầu diode chỉnh lưu Tụ lọc đóng vai trò quan trọng trong việc giảm nhiễu, giữ cho điện áp ra ổn định hơn, từ đó đảm bảo hoạt động chính xác của các thiết bị điện tử Bảo vệ và nâng cao hiệu suất của mạch nguồn điện chính là mục đích chính của việc sử dụng tụ lọc trong các mạch điện tử công nghiệp và dân dụng.
Sơ đồ trên minh hoạ các trường hợp mạch nguồn có tụ lọc và không có tụ lọc.
Dạng điện áp DC của mạch chỉnh lưu trong hai trường hợp có tụ và không có tụ
Khi công tắc K mở, mạch chỉnh lưu không có tụ lọc tham gia , vì vậy điện áp thu được có dạng nhấp nhô
Khi công tắc K đóng, mạch chỉnh lưu với tụ C1 tham gia lọc nguồn giúp điện áp đầu ra trở nên phẳng hơn Elektra áp ở đầu ra càng lớn khi tụ C1 có điện dung lớn hơn, nhờ khả năng lọc nhiễu tốt hơn Tụ C1 trong các bộ nguồn thường có giá trị khoảng vài nghìn microfarad (μF) để đảm bảo hiệu quả lọc tốt nhất.
Hình 2.15 Điện dụng của tụ lọc càng lớn thì điện áp đầu ra càng bằng phẳng.
Sửa chữa mạch tạo xung - ổn áp
Mạch dao động
Người ta có thể tạo dao động hình Sin từ các linh kiện L - C hoặc từ thạch anh
Mạch dao động hình Sin dùng L – C
Hình 3.1 Mạch dao động hình Sin dùng L - C
Mạch dao động trên sử dụng tụ C1 và L1 tạo thành mạch dao động L-C, giúp duy trì hoạt động của dòng điện rung Để duy trì sự dao động này, tín hiệu dao động được đưa vào chân B của Transistor, trong khi R1 đóng vai trò trở định thiên giúp kiểm soát dòng điện trong Transistor R2 là trở gánh dùng để lấy ra tín hiệu dao động ra ngoài, còn cuộn dây đấu từ chân E của Transistor xuống mass có tác dụng lấy hồi tiếp nhằm duy trì dao động ổn định Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào giá trị của tụ C1 và cuộn cảm L1, theo công thức tính tần số L-C.
Mạch dao động hình sin dùng thạch anh.
Hình 3.2 Mạch dao động hình sin dùng thạch anh
Thạch anh là loại đá có khả năng tạo dao động với tần số chính xác, được ghi rõ trên thân của nó Khi được cấp điện, thạch anh tự phát ra sóng hình sin nhờ vào khả năng dao động tự nhiên của nó Tần số dao động của thạch anh thường nằm trong khoảng từ vài trăm KHz đến vài chục MHz, làm cho nó trở thành thành phần không thể thiếu trong các thiết bị điện tử chính xác.
Transistor Q1 khuyếch đại tín hiệu dao động từ thạch anh và cuối cùng tín hiệu được lấy ra ở chân C
R1 vừa là điện trở cấp nguồn cho thạch anh vừa định thiên cho Transistor Q1
R2 là trở ghánh tạo ra sụt áp để lấy ra tín hiệu
Thạch anh dùng để dao động
Khảo sát mạch dao động sin ở tần số thấp
Ta xem lại mạch khuếch đại có hồi tiếp
Hình 3.3 Mạch khuếch đại có hồi tiếp
- Nếu pha của vf lệch 180 0 so với vs ta có hồi tiếp âm
- Nếu pha của vf cùng pha với vs (hay lệch 360 0 ) ta có hồi tiếp dương Ðộ lợi của mạch khi có hồi tiếp:
Trong kỹ thuật điều khiển và mạch điện, trường hợp đặc biệt βAv = 1 được gọi là chuẩn cứ Barkausen hay Barkausen criteria, xác định điều kiện để mạch tự tạo ra tín hiệu mà không cần nguồn đầu vào Khi đó, hệ thống có Af trở nên vô hạn, đồng nghĩa với việc không có tín hiệu đầu vào nhưng vẫn xuất ra tín hiệu v0, thể hiện chức năng của mạch dao động tự do Điều kiện để xảy ra dao động là βAv = 1 cùng với góc pha θA + θB = 0 hoặc 360 độ, chỉ ứng dụng tại một tần số cụ thể, đòi hỏi hệ thống hồi tiếp dương có mạch chọn tần số phù hợp để duy trì dao động ổn định.
Trong các điều kiện của mạch dao động, nếu βAv >> 1 thì mạch đạt ổn định nhanh chóng nhưng dạng sóng thường bị méo nhiều, thiên về dạng vuông Khi βAv > 1 và gần bằng 1, mạch vẫn đạt tới độ ổn định nhưng quá trình ổn định diễn ra chậm hơn, và dạng sóng ra ít méo hơn Ngược lại, nếu βAv < 1, mạch không thể duy trì dao động ổn định.
Dao động dịch pha (phase shift oscillator): a Nguyên tắc:
Op-amp có tổng trở vào rất lớn và tổng trở ra không đáng kể, giúp mạch dao động minh họa rõ ràng nguyên lý Barkhausen Mạch căn bản của hệ thống này thể hiện rõ đặc điểm của mạch dao động tự kích thích, phù hợp để phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành và duy trì dao động trong các thiết bị điện tử.
- Tần số dao động được xác định bởi:
Mạch dao động không sin
Mạch dao động cầu T kép 1 khz
Các bộ KĐTT được sử dụng trong các ứng dụng tạo sóng điện tử khác nhau, có khả năng tạo ra các dạng sóng như sóng sin, sóng vuông, sóng tam giác Chúng hoạt động hiệu quả trong phạm vi tần số từ vài Hz đến khoảng 20 KHz, phù hợp cho nhiều ứng dụng kỹ thuật và nghiên cứu.
Sóng sin tần số thấp có thể được tạo ra một cách đơn giản bằng cách ghép một mạch cầu T kép giữa đầu ra và đầu vào của mạch khuếch đại đảo sử dụng KĐTT, như minh họa trong hình 3.18 Phương pháp này là giải pháp hiệu quả để tạo ra sóng sin tần số thấp trong các ứng dụng điện tử Việc sử dụng mạch cầu T giúp ổn định và tăng tính chính xác của tín hiệu sin tạo ra Đây là kỹ thuật phổ biến trong thiết kế mạch để tạo ra sóng sin tần số thấp với độ chính xác cao và hiệu quả cao.
Mạch cầu T kép bao gồm các thành phần R1-R2-R3-R4 và C1-C2-C3, được gọi là cân bằng khi R1 = R2 = 2(R3 + R4) và C1 = C2 = C3/2 Khi mạch hoàn toàn cân bằng, nó hoạt động như bộ suy giảm phụ thuộc tần số, triệt tiêu hoàn toàn tín hiệu tại tần số trung tâm f = 1/6,28 R1C1, trong khi vẫn truyền tín hiệu ở các tần số khác Trong trường hợp không cân bằng hoàn toàn, mạch vẫn giảm thiểu tín hiệu nhưng xuất hiện tín hiệu ra tại tần số trung tâm, và pha của tín hiệu này phụ thuộc vào chiều hướng mất cân bằng Nếu 2(R3 + R4) nhỏ hơn R1 và R2, thì tín hiệu ra sẽ ở pha ngược với tín hiệu vào, ảnh hưởng đến đặc tính lọc của mạch.
Trong sơ đồ tín hiệu vào của mạch cầu T kép lấy từ đầu ra của KĐTT, đầu ra của nó được đưa vào đầu vào đảo của KĐTT để tạo điều kiện cho các hiệu ứng phản hồi R4 được hiệu chỉnh cẩn thận để đảm bảo điện áp ra của cầu T kép nhỏ tại tần số trung tâm, góp phần duy trì ổn định hệ thống Tín hiệu ra tại tần số trung tâm sẽ ngược pha với tín hiệu vào, tạo ra sự hồi tiếp dương tại tần số này Nhờ đó, mạch dao động tự duy trì tại tần số này, thường nằm quanh khoảng 1 KHz.
Hình 3.4 Mạch dao động cầu T kép 1 KHz
Biên độ ra có thể điều chỉnh từ 0 đến 5 V hiệu dụng nhờ R7, giúp mạch duy trì dao động ổn định Việc chỉnh R4 phù hợp đảm bảo tín hiệu ra có độ méo toàn phần dưới 1% Do đặc tuyến phi tuyến của KĐTT, biên độ ra không thể tăng cao đột ngột, vì hệ thống tự động điều chỉnh biên độ khi tín hiệu đạt tới mức bảo hòa của đặc tuyến.
Dao động cầu T kép ổn định bằng diode
Mạch dao động 1 KHz trong hình 3.5 sử dụng phương pháp tự động điều chỉnh biên độ bằng diode silic D1, nối giữa đầu ra và đầu vào của khuếch đại dùng tạp qua biến trở phân áp R7 Khi điện áp trên diode vượt quá vài trăm millivolt, diode dẫn và giảm lợi nhuận của mạch, đóng vai trò điều chỉnh biên độ dao động Để chỉnh mạch, ban đầu đặt con trượt của R7 tại điểm nối với đầu ra, sau đó điều chỉnh R4 để không có dao động rồi từ từ thay đổi R4 cho đến khi xuất hiện dao động với biên độ khoảng 500 mVP-P (170 mV hiệu dụng) Quá trình cân chỉnh hoàn tất khi tín hiệu sin có biên độ mong muốn, và R7 có thể được sử dụng để điều chỉnh tín hiệu ra từ 170 mV đến 3 V hiệu dụng, đảm bảo độ méo tối thiểu.
Các mạch trong hai sơ đồ trên hoạt động như bộ dao động tần số cố định, tuy nhiên, chúng gặp hạn chế trong việc tạo ra nhiều tần số khác nhau do khó thay đổi đồng thời ba hoặc bốn thành phần của cầu T kép Để khắc phục điều này, có thể kết hợp mạch lọc Wien với bộ dao động tần số cố định, từ đó tạo ra các mạch dao động đa dạng về tần số phù hợp với yêu cầu ứng dụng.
Hình 3.5 Dao động cầu T kép ổn định bằng diode
Mạch dao động cầu Wien 150 Hz – 1,5 KHz
Tần số ra của các mạch có thể thay đổi gấp mười lần nhờ bộ biến trở đôi R2 và R3, giúp điều chỉnh linh hoạt tín hiệu đầu ra Các mạch này chỉ khác nhau ở phương pháp tự động điều chỉnh biên độ, đảm bảo hoạt động ổn định và phù hợp với nhu cầu Trong các sơ đồ mạch, bộ lọc Wien gồm R1-R2-R3-R4 và C1-C2 được kết nối giữa đầu ra và đầu vào không đảo của bộ khuếch đại, cùng với cầu phân áp tự động điều chỉnh biên độ nối giữa đầu ra và đầu vào đảo, giúp duy trì tín hiệu ổn định Cầu Wien là một mạch suy giảm phụ theo tần số với hệ số suy giảm là 1/3 tại tần số trung tâm, giúp giảm méo sóng và nâng cao chất lượng tín hiệu Để có sóng sin chất lượng cao ít méo, phần điều chỉnh biên độ của mạch tự động thay đổi nhằm duy trì độ lợi toàn phần gần bằng 1, đảm bảo tín hiệu đầu ra luôn ổn định và trung thực.
Hình 3.6 Mạch dao động cầu Wien 150 Hz – 1,5 KHz
Mạch hình 3.20 tự động điều chỉnh biên độ nhờ vào việc nối tiếp R5 và đèn tim LMP1 tạo thành một cầu phân áp tự điều chỉnh Đèn được lựa chọn tùy ý từ dải 12V nhằm đảm bảo hiệu quả hoạt động tối ưu của mạch Hệ thống này giúp duy trì biên độ ổn định, nâng cao độ chính xác trong quá trình điều chỉnh tín hiệu Phương pháp sử dụng đèn LMP1 trong mạch giúp tự động cân bằng và giảm thiểu sự biến dạng của tín hiệu đầu ra.
Mạch hoạt động ở điện áp từ 28 V trở xuống và có dòng danh định nhỏ hơn 50 mA, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình sử dụng Khi mạch được hiệu chỉnh chính xác, sóng sin ra có độ méo sóng hài chỉ khoảng 0,1%, mang lại tín hiệu sạch và ổn định Mạch yêu cầu nguồn cấp dòng khoảng 6 mA để hoạt động hiệu quả và ổn định Quá trình hiệu chỉnh được thực hiện bằng cách đặt R6 ở mức ra cao nhất, sau đó điều chỉnh R5 để đạt đầu ra khoảng 2,5 V hiệu dụng, đảm bảo tín hiệu đầu ra phù hợp và ổn định.
Mạch dao động Wien ổn định bằng diode
Hình 3.7 Mạch dao động Wien ổn định bằng diode
Nguồn cung cấp cho mạch dao động
Nguồn cung cấp cho các mạch dao động thường là các nguồn điện một chiều , ổn địnhvà càng không gợn sóng càng tốt
Nguồn điện acquy là nguồn điện thứ cấp hoạt động dựa trên quá trình biến đổi hóa năng thành điện năng để tích trữ và cấp điện cho các thiết bị điện Người dùng có thể dùng máy nạp acquy để tái sạc và sử dụng ắc quy nhiều lần trước khi cần thay thế Trong thực tế, ắc quy còn được biết đến với nhiều tên gọi như acquy, bình accu, bình ắc quy, ắc quy lưu điện hoặc ắc quy tích điện.
Cấu tạocơbản củamột bình ắc quy lưutrữ điệngồm các bộphận:
Trong ắc quy, các ngăn nhỏ chứa các bản cực âm và cực dương được cách ly bởi tấm chắn, đảm bảo hoạt động hiệu quả Chất điện phân điền đầy giữa các bản cực giúp truyền ion và duy trì quá trình phóng điện, trong khi các bản cực được kết nối với nhau bằng thanh nối để đảm bảo dòng điện liên tục.
Ắc quy được bao bọc bởi vỏ bảo vệ chắc chắn để bảo vệ bên trong khỏi tác động bên ngoài Phía trên ắc quy có các cọc bình dùng để kết nối với tải ngoài hoặc nối các ắc quy với nhau, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả Đối với các loại ắc quy hở, còn có nút thông hơi ở trên bình nhằm thoát khí ra môi trường ngoài, nâng cao độ an toàn trong quá trình sử dụng.
Nguyên lý hoạt động của ắc quy diễn ra theo 2 quá trình dựa trên các phảnứng hóa họctại cựcdương và cực âm của bìn
Khi có dòng điện nạp vào bình ắc quy: Xảy ra quá trình nạp điện.
Khi có thiết bị tiêu thụ điện nối vào bình ắc quy: Xảy ra quá trình phóng điện
- nguồn điện chỉnh lưu: Là các nguồn điện AC được chỉnh lưu thành nguồn điện DC cung cấp cho mạch
Mạch ổn áp
Hệ số ổn định điện áp Ku thể hiện khả năng của bộ ổn định trong việc giảm thiểu độ không ổn định điện áp trên tải so với đầu vào Công thức tính Ku dựa trên tỷ lệ giữa độ không ổn định của điện áp đầu ra và đầu vào, phản ánh hiệu quả của bộ ổn định trong việc duy trì điện áp ổn định cho hệ thống Việc nắm vững hệ số này giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ tin cậy của các thiết bị điện tử trong mạng lưới điện.
- Dải ổn định D u , Di nói nên độrộng của khoảng làm việc của bộ ổn áp, ổn dòng
- Hiệu suất: khi làm việc các bộ ổn định cũng tiêu hao năng lượng điện trên chúng, do đó hiệu suất của bộ ổn định
Pr: Công suất có ích trên tải của bộ ổn định
PV : Công suất mà bộ ổn định yêu cầu từ đầu vào
Pth: Công suất tổn hao trên bộ ổn định
Thông số kỹ thuật của mạch ổn áp
Dải điện áp ngõ vào:
Tần số: Điện áp cung cấp ngõ ra :
Phân loại mạch ổn áp
Dựa trên nhu cầu về điện áp, dòng điện tiêu thụ và độ ổn định, kỹ thuật phân chia mạch ổn áp thành hai nhóm chính gồm ổn áp xoay chiều và ổn áp một chiều Ổn áp xoay chiều thường được sử dụng để điều chỉnh nguồn điện từ lưới điện trước khi đưa vào mạng cục bộ hoặc thiết bị điện, với các loại phổ biến như ổn áp bù từ, ổn áp dùng mạch điện tử và linh kiện điện tử, phù hợp với các yêu cầu ổn định khác nhau Trong khi đó, ổn áp một chiều dùng để duy trì điện áp trong các mạch điện của thiết bị theo từng khu vực hoặc mục đích cụ thể, được chia thành ổn áp tuyến tính và ổn áp xung (không tuyến tính) Các mạch ổn áp một chiều có thiết kế đa dạng và phức tạp, từ dùng diode Zener, tranzistor đến IC ổn áp, trong đó mạch ổn áp tranzistor rất phổ biến để cấp điện áp thấp, dòng tiêu thụ nhỏ cho các thiết bị và mạch điện có công suất thấp.
Mạch ổn áp tham số
- Mạch ổn áp tham số dung dide zener a Mạch ổn áp dùng zener
Hình 3.21 Mạch ổn áp dùng diode zener
Mạch ổn áp tạo áp 33V cố định cung cấp cho mạch dò kênh trong Ti vi mầu
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
Trong quá trình thiết kế mạch ổn áp, việc tính toán điện trở hạn dòng là yếu tố quan trọng để đảm bảo hoạt động an toàn Cần xác định điện trở sao cho dòng điện ngược cực đại qua Dz không vượt quá giới hạn chịu đựng của linh kiện này Dòng cực đại qua Dz xảy ra khi dòng qua R2 bằng không, điều này giúp tối ưu hóa thiết kế và bảo vệ linh kiện khỏi quá tải.
Như sơ đồ trên thì dòng cực đại qua Dz bằng sụt áp trên R1 chia cho giá trị R1 , gọidòng điện này là I1 ta có
Trong mạch ổn áp, dòng ngược qua diode zener thường được giữ dưới 25 mA để đảm bảo hoạt động ổn định Ví dụ, tính toán dòng qua diode zener với công thức I1 = (110V - 33V) / 7500Ω ≈ 10mA, cho thấy dòng này phù hợp để duy trì tính ổn định của mạch Mạch ổn áp tận dụng đặc tính ổn định của diode zener khi vận hành trong chế độ phân cực thuận, cùng với điện áp phân cực thuận của transistor để tạo ra một nguồn điện ổn định (Hình 3.3.2) giúp hình dung rõ hơn về cấu trúc và cách hoạt động của mạch.
Hình 3.22 Mạch ổn áp tham số dùng tranzito NPN
Trong mạch này, cực B của tranzito được duy trì ở mức điện áp ổn định nhờ vào điốt zê-ne Điện áp ngõ ra chính là tổng hợp của điện áp zê-ne và điện áp phân cực thuận của tranzito, giúp đảm bảo hoạt động ổn định và điều chỉnh điện áp hiệu quả.
Điện áp phân cực thuận của Transistor dao động từ 0,5 đến 0,8V và được cấp từ cực E của Transistor Tùy thuộc vào yêu cầu của mạch điện, dòng cung cấp có thể từ vài milliamp đến hàng trăm milliamp Trong các mạch có dòng cung cấp lớn, thường sử dụng một điện trở Rc có giá trị từ vài chục đến vài trăm Ohm mắc song song với mạch, còn gọi là trở gánh dòng nhằm kiểm soát dòng điện hiệu quả.
Việc chọn tranzito phù hợp với dòng tiêu thụ của mạch điện là yếu tố quan trọng để tránh dư thừa và giảm kích thước của mạch Lựa chọn tranzito đúng giúp dòng phân cực không quá lớn, từ đó duy trì điện áp phân cực Vbe ổn định hơn Đồng thời, điều này giảm thiểu các biến động về điện áp cung cấp cho tải, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của mạch điện.
Hình 3.23 Mạch ổn áp tham số dùng tranzito NPN có điện trở gánh dòng
Dòng điện cấp cho mạch là dòng cực C của tranzitô, do đó khi dòng tải thay đổi thì dòng cực C cũng thay đổi theo, trong khi dòng cực B không thay đổi Điều này khiến tải hoạt động không ổn định mặc dù điện áp trên thực tế không biến đổi đáng kể Mạch ổn áp có điều chỉnh, như minh họa trong Hình 3.3.4, giúp duy trì điện áp ổn định cho tải.
Mạch ổn áp có khả năng điều chỉnh điện áp ngõ ra, đảm bảo độ ổn định cao nhờ vào đường vòng hồi tiếp điện áp Nhờ tính năng hồi tiếp này, mạch ổn áp duy trì điện áp ổn định, phù hợp cho các thiết bị điện tử nhạy cảm Đây là loại ổn áp có hồi tiếp, lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu nguồn điện ổn định và chính xác.
Hình 3.24 Mạch ổn áp có điều chỉnh
Nhiệm vụ của các linh kiện trong mạch như sau:
+ Q1: Tranzito ổn áp, cấp dòng điện cho mạch
+ Q2: Khuếch đại điện áp một chiều
+ Q3: So sánh điện áp được gọi là dò sai
+ R3: Hạn dòng cấp nguồn cho Q 3
+ R4: Phân cực cho zener, tạo điện áp chuẩn cố định cho cực E Q 3 gọi là tham chiếu
+ R5, R6, Vr: cầu chia thế phân cực cho B Q3 gọi là lấy mẫu
+ C1: Chống đột biến điện áp
+ C2: Lọc nguồn sau ổn áp cách li nguồn với điện áp một chiều từ mạch ngoài
Hoạt động của mạch được chia làm hai giai đoạn như sau:
Giai đoạn cấp điện: Là giai đoạn lấy nguồn ngoài cấp điện cho mạch được thực hiện gồm Rc, Q1, Q2, R1, R2 Nhờ quá trình cấp điện từ nguồn đến cực C của
Trong mạch, Q1 và Q2 được phân cực nhờ cầu chia điện áp R1 và R2, giúp hai tranzito dẫn điện hiệu quả Q2 dẫn điện để phân cực cho Q1, tạo dòng qua Q1 cùng với dòng qua điện trở Rcg, cung cấp dòng điện ổn định cho tải Đặc biệt, trong các mạch có dòng cung cấp thấp, không cần sử dụng điện trở gánh dòng Rc để tiết kiệm linh kiện và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng.
Giai đoạn ổn áp: Điện áp ngõ ra một phần quay trở về Q3 qua cầu chia thế
Trong mạch, R5, R6, và Vr được đặt vào cực B, do điện áp tại chân E được giữ cố định, nên điện áp tại cực C thay đổi theo điện áp tại cực B nhưng ngược pha Điện áp tại cực C qua điện trở R3 rồi vào cực B của Q2 để khuếch đại điện áp một chiều, giúp điều chỉnh điện áp ngõ ra và cấp điện ổn định cho toàn mạch Điện áp ngõ ra có thể điều chỉnh khoảng 20% so với thiết kế nhờ biến trở Vr, mang lại khả năng điều chỉnh linh hoạt Hoạt động của Q1 trong mạch giống như một điện trở biến đổi được để duy trì ổn áp, đảm bảo mạch hoạt động ổn định dưới các tác động của biến đổi điện áp.
Mạch ổn áp này có khả năng cung cấp dòng điện lớn, lên đến vài Amp, và điện áp đầu ra có thể lên đến hàng trăm Volt, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu công suất cao Ưu điểm của mạch là đảm bảo nguồn điện ổn định và đáng tin cậy, giúp giảm thiểu nhiễu và ổn định hoạt động của các thiết bị Tuy nhiên, nhược điểm của nó là kích thước khá lớn, tiêu thụ nhiều năng lượng và đòi hỏi thiết kế cẩn thận để tránh quá nhiệt hoặc hư hỏng do dòng điện lớn.
Mạch có ưu điểm dễ thiết kế, dễ kiểm tra và sửa chữa, tuy nhiên lại có nhiều nhược điểm như độ ổn định thấp khi nguồn ngoài thay đổi, sụt áp trên nguồn tương đối lớn dẫn đến tổn thất công suất cao Các mạch công suất lớn cần thêm bộ tản nhiệt để giảm nhiệt độ, khiến hệ thống trở nên cồng kềnh Ngoài ra, mạch không có khả năng cách ly nguồn trong và ngoài, dẫn đến nguy cơ quá áp và gây hư hỏng mạch điện khi transistor Q1 bị thủng, khiến tính ổn định của mạch không cao.
Mạch ổn áp tham số dùng transistor a Mạch ổn áp tham số:
Mạch lợi dụng tính ổn áp của diot zêne và điện áp phân cực thuận của tranzito để thiết lập mạch ổn áp (Hình 3.3.5)
Hình 3.25 Mạch ổn áp tham số dùng tranzito NPN
Trong mạch này, cực B của tranzito được giữ ổn định nhờ điốt zêne, giúp duy trì điện áp phân cực B ổn định Điện áp ngõ ra chính là tổng hợp của điện áp zêne và điện áp phân cực thuận của điốt zêne, đảm bảo sự ổn định và hoạt động chính xác của mạch.
Điện áp phân cực thuận của tranzito dao động trong khoảng 0,5 – 0,8V và được cung cấp tại cực E của tranzito để phù hợp với nhu cầu của mạch điện Mạch được thiết kế để cung cấp dòng điện từ vài miliampe đến hàng trăm miliampe, tùy thuộc vào mục đích sử dụng Trong các mạch có dòng cung cấp lớn, thường sử dụng một điện trở Rc có giá trị từ vài chục đến vài trăm Ohm mắc song song với mạch để tạo trở gánh dòng.