Bài giảng “Mạch điện tử & BTL IC tương tự - Chương 5: Mạch nguồn một chiều” cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm chung, biến áp nguồn và mạch chỉnh lưu, bộ lọc nguồn, mạch ổn áp. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Trang 1CHƯƠNG 5: MẠCH NGUỒN MỘT CHIỀU
5.1 Khái niệm chung
5.2 Biến áp nguồn và mạch chỉnh lưu
5.3 Bộ lọc nguồn
5.4 Mạch ổn áp
1
Trang 2CHƯƠNG 5: MẠCH NGUỒN MỘT CHIỀU
5.1 Khái niệm chung
5.2 Biến áp nguồn và mạch chỉnh lưu
5.3 Bộ lọc nguồn
5.4 Mạch ổn áp
2
Trang 3MẠCH KHÁI NIỆM CHUNG
• Mạch nguồn một chiều cung cấp năng lượng
một chiều cho các mạch điện và thiết bị điện tử hoạt động
• Bộ nguồn một chiều lấy năng lượng từ nguồn xoay chiều của lưới điện
Trang 4CHƯƠNG 5: MẠCH NGUỒN MỘT CHIỀU
5.1 Khái niệm chung
5.2 Biến áp nguồn và mạch chỉnh lưu
5.3 Bộ lọc nguồn
5.4 Mạch ổn áp
4
Trang 5BIẾN ÁP NGUỒN
• Biến đổi điện áp xoay chiều đặt vào cuộn
sơ cấp thành điện áp xoay chiều theo yêu cầu trên cuộn thứ cấp
• Đa số các biến áp dùng trong thiết bị điện
tử là biến thế hạ áp
Trang 6CHỈNH LƯU NỬA CHU KỲ
+ Mạch chỉnh lưu nửa chu
Trang 7CHỈNH LƯU HAI NỬA CHU KỲ
+ Mạch chỉnh lưu hai
nửa chu kỳ dùng biến
áp thứ cấp có điểm
giữa:
- Trong hai nửa chu
kỳ của điện áp xoay
chiều đều có dòng điện
qua tải
Trang 8CHỈNH LƯU HAI NỬA CHU KỲ
+ Mạch chỉnh lưu hai
nửa chu kỳ dùng mạch
chỉnh lưu cầu:
- Trong hai nửa chu
kỳ của điện áp xoay
chiều đều có dòng điện
qua tải
Trang 9MẠCH CHỈNH LƯU BỘI ÁP
+ Được sử dụng khi yêu cầu điện áp ra lớn nhưng
dòng nhỏ:
- Mạch nhân đôi điện áp
- Nửa chu kỳ dương, D1 dẫn, C1 nạp đầy tới giá trị
- Nửa chu kỳ âm, D2 dẫn, C2 nạp đầy tới giá trị
- Vậy trên tải sẽ có điện áp bằng 2 lần
Trang 10MẠCH CHỈNH LƯU BỘI ÁP
+ Mạch nhân điện áp có n tầng
- Nửa chu kỳ âm D1 dẫn, C1 nạp đầy tới giá trị
- Nửa chu kỳ dương D2 dẫn, C2 được nạp đầy với giá trị
- Nếu có n tầng thì trên tải sẽ có điện áp bằng
Trang 11CHƯƠNG 5: MẠCH NGUỒN MỘT CHIỀU
5.1 Khái niệm chung
5.2 Biến áp nguồn và mạch chỉnh lưu
5.3 Bộ lọc nguồn
5.4 Mạch ổn áp
11
Trang 14BỘ LỌC NGUỒN
+ Độ gợn sóng được xác định theo công thức
+ Điện áp ra của nguồn khi không tải và khi có tải
là khác nhau (khi có tải sẽ nhỏ hơn)
+ Lượng chênh lệch này được gọi là hệ số ổn
định điện áp
+ Hệ số này càng tiến tới gần không thì bộ nguồn càng lý tưởng
Trang 15VÍ DỤ
Trang 17BỘ LỌC DÙNG TỤ ĐIỆN
+ Mạch lọc thông dụng hiện nay là dùng tụ điện
+ Tụ sẽ ngắn mạch thành phần xoay chiều làm độ gợn sóng trên tải ít hơn nhưng vẫn còn nhấp nhô
Trang 18BỘ LỌC DÙNG TỤ ĐIỆN
+ Mạch chỉnh lưu không có lọc nguồn
Trang 22BỘ LỌC RC
+ Với mạch lọc RC, gợn sóng sau R là khánhỏ, tuy nhiên mạch này chỉ dùng khi dòngtải nhỏ
+ Khi dòng tải lớn công suất tổn hao trên R
là lớn, để tránh điều này người ta thayđiện trở R bằng cuộn cảm
+ Điện trở thuần cuộn cảm là rất nhỏ nên tổnhao công suất trên nó là nhỏ, còn điện áp xoaychiều sẽ bị chặn lại không cho ra tải
Trang 23BỘ LỌC LC
+ Mạch chỉnh lưu có khâu lọc LC
Trang 24CHƯƠNG 5: MẠCH NGUỒN MỘT CHIỀU
5.1 Khái niệm chung
5.2 Biến áp nguồn và mạch chỉnh lưu
5.3 Bộ lọc nguồn
5.4 Mạch ổn áp
24
Trang 25MẠCH ỔN ÁP
• Mạch ổn áp có nhiệm vụ ổn định điện áp
ra khi điện áp trên U2 thay đổi hoặc khi tải thay đổi
Trang 26ỔN ÁP DÙNG DIODE ZENER
• Mạch ổn áp có nhiệm vụ ổn định điện áp
ra khi điện áp trên U2 thay đổi hoặc khi tải thay đổi
Trang 30a)Tính Ri để Vz = 12V không đổi.
b)Cho Vi = 18V, bỏ RL Tính Ri và dòng qua diode Zener để Vz=12V
Trang 32ỔN ÁP NỐI TIẾP
Trang 33ỔN ÁP VẮNG KHUYẾCH ĐẠI
Trang 34• Giả sử UR tăng tức là UE tăng nên UBE giảm (do điện áp UB được giữ cố định bởi Z) làm cho transistor thông yếu hơn làm cho UR
giảm, do đó UR được duy trì ổn định
Trang 35ỔN ÁP VẮNG KHUYẾCH ĐẠI
• Ngược lại nếu UR giảm tức là UE
giảm nên UBE tăng (do điện áp UB
được giữcố định bởi Z) làm cho
transistor thông mạnh hơn làm cho
UR tăng, do đó UR được duy trì ổn định
Trang 37ỔN ÁP CÓ KHUYẾCH ĐẠI
Trang 38• Giả sử UR tăng lên→ UB2 tăng lên, do đó UBE2 =
UB2 - UZ tăng lên
→ T2 thông mạnh hơn làm cho UCE2giảm tức là UB1 giảm làm cho T1 giảm thông
Trang 39ỔN ÁP CÓ KHUYẾCH ĐẠI
Trang 42ỔN ÁP SONG SONG
• Mạch ổn áp song song chỉ khác với mạch ổn áp nối tiếp ở chỗ phần tử hiệu chỉnh được mắc song song với tải, nó có tác dụng tăng hoặc giảm dòng khi điện áp vào tăng hoặc giảm do đó làm cho sụt
áp trên R tăng hoặc giảm theo nên UR được ổn
định
Trang 43ỔN ÁP VẮNG KHUYẾCH ĐẠI
• Giả sử UR tăng lên sẽ làm cho UBE = UR-UZtăng lên, do đó T sẽ thông mạnh hơn, dòng qua T sẽ tăng làm cho sụt áp trên R tăng, kéo UR giảm xuống, nên UR được duy trì ổn định Nếu UR giảm ta giải thích ngược lại
Trang 44ỔN ÁP CÓ KHUYẾCH ĐẠI
• Giả sử UR tăng lên sẽ làm cho UB2 tăng lên,
do đó T2 sẽ thông mạnh hơn, dòng qua T2 sẽ
t ăng tức là dòng IB1 tăng, làm cho dòng qua T1 tăng, do đó sụt áp trên T tăng, kéo UR giảm
xuống, nên UR được duy trì ổn định Nếu UR
giảm ta giải thích ngược lại
Trang 45ỔN ÁP DÙNG KĐTT
• Giả sử UR tăng làm cho điện áp tại cửa thuận của bộ KĐTT tăng theo nên điện áp ra của bộ KĐTT tăng lên, do đó transistor thông mạnh hơn làm cho sụt áptrên R2 tăng → UR giảm
xuống, do đó duy trì ổn định điện áp ra Nếu URgiảm ta giải thích ngược lại