Electronic principles - Chapter 4 pptx

4-2 Máy biến thế tt Mạch chỉnh lưu bán kỳ với máy biến thế... 4-3 Mạch chỉnh lưu toàn sóng... 4-3 Mạch chỉnh lưu toàn sóng tt... Half-wave Full-wave Full-wave Ripple Frequency Compariso

Chương 4 Các mạch diode

Từ Vựng (2)

• IC voltage regulator = Mạch ổn áp IC

• Integrated circuit = IC = vi mạch = mạch tích hợp

Từ Vựng (3)

• Rectifier = mạch/bộ chỉnh lưu

• Ripple = gợn

• Surge current = dòng điện quá độ

• Surge resistor = điện trở bảo vệ quá độ

• Unidirectional local current = dòng điện cục bộ đơn hướng

• Volatge multiplier = mạch nhân điện áp

• Waveform = dạng sóng

Nội dung chương 4

4-1 Mạch chỉnh lưu bán kỳ

H 4-1 (a) Mạch chỉnh lưu bán kỳ lý tưởng;

4-1 Mạch chỉnh lưu bán kỳ (tt)

Các dạng sóng lý tưởng

Hình 4-2

4-1 Mạch chỉnh lưu bán kỳ (tt)

• Điện áp ra đỉnh bằng điện áp vào đỉnh:

• Giá trị DC của tín hiệu bán kỳ Vdc:

A simple Battery charger-Example of

a Rectifier

• Can be used to charge a car battery from the alternator

4-2 Máy biến thế (Transformer)

• Máy biến thế là 1 cặp cuộn dây có ghép

hỗ cảm với nhau (để truyền năng lượng từ cuộn này sang cuộn kia bằng từ trường

biến thiên)

• Với số vòng dây khác nhau ta có máy biến thế tăng áp (step up) hay giảm áp (step

down).

4-2 Máy biến thế (tt)

4-2 Máy biến thế (tt)

Ký hiệu máy biến thế

• The symbol for a transformer is a pair of the same loopy lines used for inductors, but close together If the inductor has a core of a

magnetic material, it is shown as a couple of lines between the coils

The number of turns in the coils will

Be written nearby.

4-2 Máy biến thế (tt) Máy biến thế lý tưởng

• Điện áp ở thứ cấp (secondary) V2:

• Với:

– N1: số vòng dây ở sơ cấp (primary)

– N2: số vòng dây ở thứ cấp (primary)– V1: điện áp ở sơ cấp

• Chú ý ta đang nói đến điện áp AC

1 1

2

N N

4-2 Máy biến thế (tt)

Mạch chỉnh lưu bán kỳ với máy biến thế

4-3 Mạch chỉnh lưu toàn sóng

4-3 Mạch chỉnh lưu toàn sóng (tt)

4-4 Mạch chỉnh lưu cầu

4-4 Mạch chỉnh lưu cầu (tt)

Vp(out) = Vp(in) – 1.4V (diode Si)

Chú ý: Chỉnh lưu cầu có ưu điểm hơn loại bán kỳ là

Lọc ngõ ra của mạch chỉnh lưu

Lọc ngõ ra của mạch chỉnh lưu (tt)

4-6 Mạch lọc ngõ vào (dùng) tụ

Ý tưởng cơ bản (H.4-12, pp.108)

4-6 Mạch lọc ngõ vào (dùng) tụ (tt) Hiệu ứng của điện trở tải (H.4-13)

fC I

4-7 Điện áp ngược đỉnh PIV và dòng quá độ (xét lọc ngõ vào tụ)

H.4-18

(a) PIV = 2VP (b) PIV = VP (c) PIV = VP

Surge resistor

Hình 4-19 Điện trở bảo vệ giới hạn dòng quá độ

Half-wave Full-wave Full-wave

Ripple

Frequency

Comparison of Rectifier Circuits

* With 1:2 transformer turns ratio; ** With Large C *** Peak Inverse Voltage (also with Large C)

4-12 Mạch nhân điện áp

• Thí dụ một số mạch nhân áp:

– Nhân đôi điện áp (voltage doubler)

– Nhân 3 điện áp (voltage tripler)

– Nhân 4 điện áp (voltage quadrupler)

– Nhân đôi điện áp toàn sóng (full-wave voltage doubler)

DC Power Supply Requirement

Since this circuit has a significant dc component, with no dc component at the input, it can be used

to produce a dc power supply A dc power supply must be a nonlinear circuit

DC Power Supplies, Peak

Show Fig 3.32 from

Sedra and Smith

This is a half-wave

rectifier with a

capacitor, which holds

the peak value of the

input source, v I (t)

DC Power Supplies, Peak

Detector

This circuit will hold

the peak value only

DC Power Supplies

Here we have connected a

DC Power Supplies

There is a longer

time period, which is

about as long as the

period of the input

wave, where the

diode is off During

this time, the

DC Power Supplies, Approximations

DC Power Supplies, Approximations

DC Power Supplies, Approximations

Ripple Voltage Approximation

The ac component of v O (t) which we called the ripple

voltage, or V r, can also be approximated

1 Assume an ideal diode (If the input amplitude is

much larger than V f, we make little error in

ignoring V f If the input amplitude is not much

larger than V f, we can make a more accurate

estimate by using a better diode model.)

2 Assume that RC >> T, which we make possible

by picking C large.

3 Since RC >> T, we can treat the exponential

decay as a straight line

Ripple Voltage Approximation

The ripple voltage, or V r, can be approximated

4 The charge gained by capacitor during charging,

Ripple Voltage Approximation

The ripple voltage, or V r, can be approximated

7 The voltage is a straight line, with a slope we will

call m, and a peak equal to V p So, the current is

just that voltage divided by R,

.

p L

V mt i

R

+

=

Ripple Voltage Approximation

The ripple voltage, or V r, can be approximated

8. Now, since RC >> T, we assume that m = 0 Then, with

Q acq = Q lost, and plugging in we get

where I L is the load current, which is almost constant with time, and so is expressed as a dc quantity.

Solving, we get

,

p

r L

p p L r

Ripple Voltage Approximation

The ripple voltage, or V r, can be approximated

9 With a full wave rectifier, the frequency is

effectively doubled, so

which is a very handy little equation It is

surprisingly accurate, considering the number of approximations used to get it