Hình 2.146: Phương pháp ổn áp xung kiểu sơ cấp Mạch hình 2.146 hoạt động như sau: Điện áp lưới được chỉnh lưu trực tiếp bằng một mạch cầu tạo nên nguồn một chiều điều khiển theo kiểu đẩy
Trang 1Chương 4: Phương pháp ổn áp xung sơ
cấp
Sơ đồ khối thực hiện phương pháp ổn định sơ cấp cho trên hình 2.146
Hình 2.146: Phương pháp ổn áp xung kiểu sơ cấp
Mạch hình 2.146 hoạt động như sau: Điện áp lưới được chỉnh lưu trực tiếp bằng một mạch cầu tạo nên nguồn một chiều
điều khiển theo kiểu đẩy kéo nhờ hai dãy xung điều khiển ngược
độ rộng thay đổi theo quy luật của điện áp sai lệch của điện áp Ura (giống như phương pháp ổn định kiểu thứ cấp đã nói trên)
xung và tải thứ cấp của nó qua một mạch chỉnh lưu hai nửa chu
kỳ, và 1 khâu lọc LC, ta nhận được điện áp ra đã được ổn định Đặc điểm chính của phương pháp này là ở đây sử dụng biến áp xung làm việc ở tần số cao nên kết cấu gọn và tổn hao nhỏ Mạch cách ly để phân cách điện thế giữa mạch thứ và sơ cấp bảo vệ khối điều khiển khỏi ảnh hưởng của ổn áp (thường dùng ghép biến áp hay ghép option)
Điểm lưu ý cuối cùng là trong tất cả các phương pháp đã nêu, có thề thay khóa chuyển mạch tranzito bằng các khóa tiristo (xem phần 2.7 tiếp sau) Khi đó, chỉ cần điều chỉnh thời điểm xuất hiệu xung điều khiển mở cho tiristo (thay vì điều khiển độ rộng của xung vuông điều khiển khóa tranzito) nhờ các mạch tạo xung điều khiển thích hợp
Trang 2b – Ổn định
dòng điện
Trong những thiết bị điện tử có độ chính xác, độ ổn định cao, ngoài yêu cầu ổn định điện áp ra tải còn có yêu cầu ổn định dòng điện qua một mạch tải nào đó Phần dưới đây đề cập tới một vài phương pháp ổn dòng
- Để ổn định dòng điện qua một mạch tải (khi điện áp nguồn hay
khi trị số tải thay đổi) ta có thể dùng phần tử ổn dòng như barette Dụng cụ này gồm có một sợi dây sắt hay vônfram đặt trong bóng thủy tinh chứa hiđrô Khi có đòng điện qua barette, sợi dây được nung nóng làm cho điện trở của nó biến đối Đặc tuyến của barette được vẽ trên hình 2.147a Khu vực làm việc của barette là đoạn AB trong đó khi điểm làm việc của barette biến đổi thì dòng qua nó hầu như không đổi
Trang 3Hình 2.147: Đặc tuyến V-A và mạch dùng Barette và mạch
ổn dòng
Hình 2.147b biểu thị mạch điện dùng barette để ổn định dòng qua Rt giả sử Uv tăng thì điện trở của B cũng tăng (do nó
bị nung nóng hơn), sụt áp trên B tăng bù lại sự tăng của Uv dòng nối tiếp qua B và Rt giữ ổn định Barette đảm bảo sự ổn định dòng điện với độ chính xác ± 1% khi điện áp nguồn biến đổi
± (10-15%) các tham số của phần tử barette là các cặp giá trị điện áp và dòng ứng với các điểm A, B, C trên hình 2.147a
- Tranzito như một nguồn dòng điện
Hlnh 2.148: Mạch ổn dòng dùng tranzito ở chế độ độ không bão hòa
Một phương pháp phổ biến hơn để ổn định dòng điện là sử dụng tranzito làm việc ở đoạn nằm ngang của đặc tuyến ra của
nó Khi đó, điện trở vi phân của tranzito khá lớn (là yêu cầu cần thiết đổi với 1 nguồn dòng gần với lý tưởng) trong khi điện trở
1 chiều lại nhỏ
Trang 4Hình 2.148 đưa ra một mạch ổn dòng đơn giản dùng tranzito mắc theo sơ đồ EC có hồi tiếp âm dòng điện trên RE , điện trở tải được mắc nối tiểp với tranzito ở mạch colectơ
• Khi UCE > UCẸ bão hòa, dòng điện mạch ra Ic = Ira ≈ IE gần như không thay đổi cho tới khi tranzito bị bão hòa :
Trang 5E
R
Ira≈ IE =UE U -= BU
BEO RE
(2-273) Điện trở trong của nguồn dòng khi đó được xác đinh bởi
ri = dUra
dI
= rcE
1+
(R //R βRE)+ r +
UE = 5V
rBE = βUT
I c
≈ 300 25mV mA ≈ 7.5kΩ1
R1 // R2 = 10kΩ
ta nhận được giá trị nội trở
nguồn là
ri = 7,6 MΩ
• Để tránh ảnh hưởng của R1 // R2 làm giảm ri, R2 được thay bằng điôt ổn áp Đ2 để ổn định điện áp UB và có tác dụng
bù nhiệt cho UBE (h 2.148b)
• Có thể dùng FET loại thường mở (JFET) làm phần tử ổn dòng như trên hình 2.148 c, d khi đó nội trở nguồn dòng được xác định bởi :
với rDS là điện trở máng - nguồn lúc UGS = 0 và S là độ dốc (hồ dẫn) của đặc tính truyền đạt, của FET Thường giá trị nội trở của nguồn dùng loại này thấp hơn 1÷2 cấp so với loại dùng BST
• Để nâng cao chất lượng ổn định của dòng điện trên Rt người
ta sử dụng các mạch
ổn dòng kiểu "gương dòng điện" như biếu thị trên
hình 2.149 a và b
Trang 6Với mạch 2.149 (a) tương tự như trên, dòng điện ra được xác định bởi:
Ira = IE
= UB − UBEO R E
= Iv R2 R E
(2-276)
Do UE tăng 2mV/0C nên việc đưa thêm điôt Đ vào nhánh có R2 sẽ bù điện áp UB
lên 1 lượng tương ứng (theo nhiệt độ), hay lúc đó UD ≈ UBEO, rút
ra :
E
Trang 7Nghĩa là dòng điện mạch ra tỷ lệ với đòng Iv ở mạch vào (cũng từ lý do này mạch có tên là “gương dòng điện"
Hình 2.149: Sơ đồ gương dòng điện đơn giản
Trong mạch 2.149 b, điôt D được thay thế bằng T1 nối theo kiểu điôt Chế độ
của T1 là bão hòa vì UCE1 = UBE1 = UCEbhòa
Vì UBE1 = UBE2 nên
IB1 = IB2 = IB
và IC1 = IC2 = βIB
suy ra : Iv = β1IB + 2 IB
Ira = β2IB và với
β1= β2 =β ta
có
Ir a
= β Iβ + 2
Iv
(2-278)
Trang 8nghĩa là trên 2 nhánh vào và ra có sự cân bằng dòng
điện; mạch cho khả năng làm việc cả khi RE = 0 Tuy
nhiên việc có thêm RE sẽ bù sai lệch giữa T1 và T2 cũng
như làm tăng nội trở của nguồn dòng
