đồ án điện điện tử LIOA

- Lấy mẫu: Lấy mẫu điện áp tải để đa vào mạch khuyếch đến khối tạo xung điều khiển.. - Tạo xung điều khiển: Dới sự tác động của tín hiệu đầu racủa bộ khuyếch đại so sánh, mạch tạo xung đ

Lời nói đầu

Hiện nay điện năng đóng một vai trò rất quan trọng trong

đời sống con ngời Đặc biệt là khi mà công nghiệp hoá, hiện

đại hoá đang phát triển, việc sử dụng điện cho trong các nhàmáy để chiếu sáng và sản xuất là rất cần thiết Tuy nhiên, lới

điện lại không ổn định Điều này sẽ ảnh hởng rất lớn tiến độsản xuất cũng nh năng suất, chất lợng sản phẩm làm giảm hiệuquả kinh tế Đồng thời các thiết bị điện sinh hoạt của con ngời

có thể bị h hỏng gây tổn thất cho ngời sử dụng

Vì vậy, một nguồn điện ổn định là rất cần thiết Do đó,việc ổn định điện áp Trong quá trình học tập, em đợc giao

đề tài thiết kế mạch ổn áp lioa Với sự giảng dạy nhiệt tìnhcủa thầy cô giáo bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hớng dẫn trực

tiếp thầy ĐOÀN NGỌC SỸ và sự cố gắng của bản thân, với sự

giúp đỡ của bạn bè đồng khoá đến nay em đã hoàn thành đềtài theo đúng thời hạn quy định

Đồ án bao gồm:

Chơng I : Tổng quan về hệ thống ổn áp AC và DC

Chơng II : Xây dựng hệ thống mạch điện điều khiển động cơ điện một chiều để tự động điều chỉnh diện áp nguồn ứng dụng trong ổn áp lioa

Chơng III :Tính toán thiết kế và thi công…

Chơng IV: Kết luận

Vì trình độ, kinh nghiệm của em còn hạn chế và tài liệucòn thiếu nên trong quá trình thiết kế sẽ không tránh khỏinhững thiếu sót Em rất kính mong đợc sự chỉ bảo tận tìnhcủa các thầy cô và bạn bè để đề tài của em đợc hoàn thiệnhơn

Rt Dz

Chơng 1: Tổng quan về hệ thống ổn áp AC và DC

Trong thực tế có rất nhiều các phơng pháp ổn định điện

áp khác nhau tuỳ theo từng loại nguồn điện mà ta có:

đến điện áp trên 2 đầu Diode không đổi

 URt ổn định.

Khi UV giảm, quá trình xảy ra ngợc lại

c u, nhợc điểm: Mạch đơn giản, tiết kiệm chất lợng ổn áp

thấp chỉ phù hợp với tải tiêu thụ dòng nhỏ và không thay đổi

đ-ợc mức điện áp cấp cho tải tiêu thụ dòng nhỏ và không thay

đổi đợc mức điện áp cấp cho tải theo yêu cầu, hiệu suất thấp

Phần tử khuyếch

đại so sánh

Phần tử lấy mẫu

Điện áp

UV

Ur

Rt

* Nhiệm vụ các khối:

- Khối lấy mẫu: lấy một phần điện áp ra đa vào bộ khuyếch

đại so sánh

- Khối tạo điện áp chuẩn: tạo ra điện áp chuẩn đa đến bộkhuyếch đại so sánh

- Khuyếch đại so sánh: So sánh giữa điện áp chuẩn và điện

áp mẫu Mức độ sai lệch giữa 2 điện áp này đợc khuyếch đại

và đa đến điều khiển hoạt động của phần tử điều chỉnh

- Phần tử điều chỉnh: có tác dụng nh một biến trở, nội trởcủa phần tử điều chỉnh phụ thuộc vào sự điều khiển của bộkhuyếch đại so sánh

- Giả sử, khi UV tăng, Ur và Um tăng  điện áp đầu ra của bộkhuyếch đại so sánh sẽ khống chế làm cho nội trở của phần tử

định

- Trong sơ đồ ổn áp song song, ngoài tổn hao trên phần tử

điều chỉnh còn tổn hao trên Rđc nên hiệu suất thấp hơn ổn

Khuyếch

đại so sánh

Phần

tử lấy mẫu

Điện

áp chuẩn

UV

UrR

t

Rđ

c

Chất lợng ổn áp cao, cho phép biến đổi điện áp ra trongmột giới hạn nhất định.

→ Để khắc phục nhợc điểm trên hiện nay thờng sử dụng các

Điện áp một chiều cung cấp cho mạch ổn áp là UV

Khoá K đóng mở theo chu kỳ T

* Nguyên tắc ổn định điện áp ra.

Khi UV thay đổi hoặc khi tải thay đổi thì Ur phải không

Phần

tử ngắt mở

Lấy mẫu

Khuyếc

h đại so sánh

Tạo xung

điều khiểnTạo xung nhịp

Tạo

áp chuẩn

Q

U T

t U

tx: Thời gian tồn tại xung

Từ biểu thức, ta thấy khi UV thay đổi muốn Ur ổn định cócác biện pháp sau:

+ Giữ nguyên chu kỳ T, thay đổi độ rộng xung

+ Giữ nguyên độ rộng xung và thay đổi T

+ Thay đổi cả tx và T

+ Thay đổi biên độ xung ra

Thông thờng ngời ta giữ nguyên T và thay đổi tx

a Sơ đồ khối mạch ổn áp ngắt mở có mass chung:

C D

Ut

Rt

Lọc

* Nhiệm vụ các khối:

- Phần tử ngắt mở: Làm việc ở trạng thái hoặc là không bãohoà hoặc là khoá dới tác động của xung điều khiển (thờngdùng TZT công suất hoặc SCR)

- Lấy mẫu: Lấy mẫu điện áp tải để đa vào mạch khuyếch

đến khối tạo xung điều khiển

- Khối tạo xung nhịp: Tạo ra một dãy xung vuông có độ rộng

và chu kỳ không đổi

- Tạo xung điều khiển: Dới sự tác động của tín hiệu đầu racủa bộ khuyếch đại so sánh, mạch tạo xung điều khiển tạo ramột dãy xung có thông số thay đổi để khống chế phần tửngắt mở

- L, C: các phần tử lọc

- D: Diode để khép kín mạch phóng của cuộn L khi không cóxung cấp cho tải

* Nguyên lý làm việc.

- Nguyên lý tạo xung:

Bộ tạo xung nhịp tạo ra một dãy xung, dãy xung này đợc qua

bộ tạo xung điều khiển để tạo ra xung điều khiển có đổrộng hoặc có tần số thay đổi đa đến khống chế phần tửngắt mở

8

Phần tử ngắt mở dẫn hoặc khoá theo tác động của xung

điều khiển Tại đầu ra của phần tử ngắt mở có một dãy xung.Dãy xung này đợc lọc bởi C, L, D tạo thành điện áp một chiềucấp cho tải

- Nguyên lý ổn áp xung: Bộ khuyếch đại so ssánh luôn luôn sosánh điện áp mẫu và điện áp chuẩn Khi có sự sai lệch, đầu

ra bộ khuyếch đại so sánh sẽ có tín hiệu sai lệch Tín hiệu sailệch đa đến làm thay đổi thông số của xung điều khiển →

nó làm thay đổi thời gian đóng ngắt của phần tử điềuchỉnh Kết quả làm cho điện áp trung bình trên tải ổn định

b Sơ đồ khối mạch ổn áp ngắt mở có mass sơ cấp cách

ly với mass thứ cấp

Tụ C: lọc nguồn sơ cấp

Điều chế xung

Tầng lái

Chỉn

h l u

Tạo xung

ACIN

- Bộ tạo dao động đa xung chuẩn qua mạch điều chế xung đa

đến khống chế TZT ngắt mở, làm cho cuộn sơ cấp lúc nối vớimass (cấp nguồn), lúc không nối với mass (không cấp nguồn),tần số dao động tơng đơng với tần số dòng Trên thứ cấp của

TR có các điện áp xoay chiều qua các mạch nắn lọc cấp chotải

- Biên độ điện áp ra lấy mẫu (VS) đa vào khối dò sai so sánh với

điện áp chuẩn, điện áp sai lệch đa đến điều chế xung để

điều khiển xung

c Ưu, nhợc điểm của bộ ổn áp xung

1.2 ổn định điện áp xoay chiều.

Các bộ ổn áp điện xoay chiều là các thiết bị điện tự độngduy trì đại lợng điện áp xoay chiều đầu ra không đổi khi

điện áp đầu vào thay đổi trong một phạm vi nhất định

Mỗi thiết bị tiêu thụ điện năng đợc chế tạo để làm việc ởmột cấp điện áp xác định gọi là Uđm Nhng vì thực tế điện

áp luôn luôn biến động có thể làm cho thiết bị làm việc không

ổn định, tuổi thọ giảm Vì vậy các thiệt bị ổn áp đảm bảocung cấp điện áp ổn định cho thiết bị làm việc

10

Chất lợng của bộ ổn áp đợc đánh giá bằng hệ số ổn định

và độ méo của dạng sóng đầu ra

Hệ số ổn định:

v r

r v v

v r

r

U U U

U U

U K

UV , Ur: điện áp định mức đầu vào, đầu ra

Uv , Ur : Độ dao động của điện áp đầu vào, điện áp đầura

v

r

U K

Có nhiều kiểu ổn áp xoay chiều với các nguyên lý làm việckhác nhau

L1 L2

Ur

Sw2Sw1

Uv

1 2 3 4 5 6 7 8 9

- Dòng từ hoá lớn vì cuộn kháng bão hoà

Để khắc phục nhợc điểm này, cuộn kháng bão hoà quấn kiểubiến áp tự ngẫu, có tụ nối song song và có thêm cuộn bù, quấnngợc cực tính và chung lõi với cuộn tuyến tính

Trị số tụ điện chọn sao cho tạo thành mạch cộng hởng L3C vớisóng bậc 3 để lọc độ méo của sóng ra

Loại ổn áp này còn gọi là ổn áp sắt từ cộng hởng Tải củaloại ổn áp này là tải trở Nếu tải có tính kháng lớn, điểm làmviệc không nh thiết kế và không còn đảm bảo điều kiện bãohoà ban đầu của L2

Điểm làm việc của ổn áp có tụ phải sau điểm cộng hởng

- ổn áp sắt từ trớc đây thờng dùng cho mục đích gia dụnghoặc cho các tải thuần trở, công suất từ vài trăm VA đến vàinghìn VA

1.2.2 ổn áp Supvolter kiểu cơ khí.

a Sơ đồ:

12

Sw1 : Để thay đổi điện áp lớn.

Sw2 : Thay đổi điện áp nhỏ ứng với mỗi nấc là 10V

b Nguyên lý:

- Loại ổn áp này điều chỉnh bằng tay nhờ các Sw để thay

đổi điện áp ra

- Khi muốn điện áp ra là 220V thì bật Sw1 về mức điện áp220V Nếu Ur cha đủ 220V thì bật Sw2 để thay đổi UV làmcho Ur đủ 220V

Khi cần điện áp ra bằng 110V thì chuyển Sw1 về mức110V

c Ưu, nhợc điểm của mạch điện.

* Ưu điểm: Đơn giản, dễ sử dụng, độ bền cao, giá thành hạ

* Nhợc điểm:

- Tác động bằng cơ khí nên không ổn định ảnh hởng đếnviệc sử dụng

- Hay bị chập chờn do các tiếp điểm cơ khí

1.2.3 ổn áp kiểu bù.

a Sơ đồ:

Cuộn dây bù Wb đấu nối tiếp với UV

- Phơng trình cân bằng Ur = UV± Ub

- Ub: Đợc lấy từ 1 biến áp bù, thờng đợc cấp nguồn từ phía Ur

và đợc điều khiển theo tín hiệu Ur

Ub có thể đổi dấu, bù lợng thiếu,

thừa của U

U b

- Nếu điện áp vào tăng, lõi sắt bão hoà từ thì làm giảm

điện áp vào Nh vậy thông qua cuộn bù L2 điện áp ra luôn luôn

ổn định

c Ưu, nhợc điểm của mạch điện.

* Ưu điểm: Đơn giản, rẻ tiền, phù hợp với các thiết bị có côngsuất nhỏ

* Nhợc điểm:

14

Ur

Uv

R

L1L2C

TR

Khuyếch

đại so sánh

Điều khiển

Ngời ta chia làm hai loại AVR chính là:

- AVR trong nguồn xoay chiều một pha (lấy từ lới điện côngnghiệp)

- AVR trong máy phát xoay chiều 3 pha

Trong các mạch AVR một pha, tuỳ theo nguyên lý có các loạiAVR nh sau:

- Mạch AVR dùng biến áp tự ngẫu điều khiển bằng động cơ

- Mạch AVR kiểu ổn áp sắt từ

a Sơ đồ khối:

b Nhiệm vụ từng khối:

- Khuyếch đại so sánh: Nhận tín hiệu từ biến áp phản hồi về

để khuyếch đại tín hiệu đó lên đa đến khối điều khiển

- Điều khiển: Điều khiển motor để đầu ra ổn định nhất

- Biến áp: có nhiệm vụ cấp nguồn cho bộ chỉnh lu và chịu

sự tác động của mạch điều khiển để đa nguồn ra ổn định

c Nguyên lý làm việc:

- Khi điện áp vào không đổi thì điện áp ra không đổi Khi

đó, mạch khuyếch đại so sánh và mạch điều khiển không hoạt

động → motor không quay

- Khi điện áp vào tăng thì điện áp ra có xu hớng tăng Khi

đó có sự phản hồi về mạch khuyếch đại so sánh tăng lên và tínhiệu đầu ra của mạch khuyếch đại so sánh đa đến mạch

điều khiển để điều khiển số vòng của cuộn sơ cấp, làm cho

số vòng dây cuộn sơ cấp tăng lên Do đó đầu ra ổn định

- Khi điện áp đầu vào giảm thì điện áp ra có xu hớng giảmtheo Tín hiệu này phản hồi về mạch khuyếch đại so sánh bịgiảm Đầu ra của mach khuyếch đại so sánh đa đến mạch

điều khiển để điều khiển làm giảm số vòng dây của cuộnsơ cấp Do đó đầu ra ổn định

d Ưu, nhợc điểm của mạch.

có trị số nhỏ Trong quá trình làm việc sự thay đổi của điện

áp xoay chiều, sự thay đổi của tải làm cho điện áp một chiềucung cấp thay đổi

16

Việc ổn định nguồn một chiều sẽ thuận tiện và có độ ổn

định cao cho các mạch điện tử với việc sử dụng các nguồn mộtchiều khác nhau Nhng kéo theo đó với mỗi nguồn một chiềukhác nhau không thể thiết kế một bộ ổn áp riêng, sẽ rất tốnkém Do đó việc ổn định nguồn điện xoay chiều sẽ thuậntiện hơn tuy việc ổn định này có hạn chế

Trong các bộ ổn áp xoay chiều nh đã phân tích ở trên thìmỗi một phơng pháp có một u, nhợc điểm riêng Từ đó, ta cũngthấy đợc bộ AVR là một bộ ổn áp phù hợp trong điều kiện hiệnnay

Chơng 2 Xây dựng hệ thống mạch điện điều khiển động cơ một chiều để tự động điều chỉnh điện áp

nguồn ứng dụng trong ổn áp lioa

2.1 Sơ đồ khối

2.2 Nhiệm vụ của từng khối.

2.2.1 Biến áp điều khiển:

Có nhiệm vụ cấp nguồn điện cho bộ chỉnh lu và chịu tác

động của mạch điều khiển để đa ra nguồn ổn định cấp chotải

Khuyếch

đại so sánh

Mạch

điề

u khiể

n motor

Mạch triger

Tải

2.2.2 Bộ chỉnh lu:

Có nhiệm vụ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng

điện một chiều ổn định đợc cấp cho mạch điều khiển motor

và nguồn một chiều biến đổi theo điện áp vào cấp cho mạchTriger

2.2.3 Mạch Trigge r:

Tạo ra một điện áp chuẩn để so sánh với điện áp vào củanguồn để điều chỉnh cho động cơ quay ngợc, quay thuận

2.2.4 Mạch điều khiển motor:

Có nhiệm vụ nâng điện áp lên 12V để cấp cho động cơ và

đổi chiều động cơ theo tín hiệu điều khiển của mạch Triger

2.2.5 Động cơ M:

Có nhiệm vụ kéo thanh trợt để tăng hoặc giảm số vòng dâycủa cuộn sơ cấp đảm bảo tỷ số vòng/von không đổi

2.3 Nguyên lý làm việc của sơ đồ khối.

Mạch hoạt động dựa trên nguyên tắc: Tỷ số điện áp tỷ lệthuận với số vòng dây quấn trên cuộn sơ cấp và thứ cấp theocông thức :

2

1 2

1

N

N V

V1: Điện áp đầu vào

V2: Điện áp đầu ra

N1: Số vòng dây cuộn sơ cấp

N2: Số vòng dây cuộn thứ cấp

- Khi điện áp vào V1 tăng, mạch Trigger sẽ tự so sánh điện ápchuẩn với điện áp lấy mẫu Lúc này điện áp lấy mẫu lớn hơn

điện áp chuẩn, Từ đó mạch Trigger sẽ phát tín hiệu cho mạch

điều khiển động cơ Mạch điều khiển động cơ sẽ kéo thanhtrợt làm tăng số vòng dây của cuộn sơ cấp N1 để đảm bảo trị

số điện áp của V2 ở giá trị danh định

- Khi điện áp vào V1 giảm mạch sẽ làm cho điện áp chuẩnnhỏ hơn điện áp lấy mẫu trong mạch Trigger Lúc đó mạchTrigger sẽ phát một tín hiệu khác để bộ mạch điều khiển

động cơ sẽ điều khiển motor quay ngợc lại, kéo thanh trợt làmgiảm số vòng dây của cuộn sơ cấp đảm bảo trị số điện ápdanh định V2.

- Trờng hợp điện áp ra V2 đã đảm bảo trị số danh định chotrớc thì trong mạch Trigger sẽ có: điện áp mẫu bằng điện ápchuẩn và sẽ không có tín hiệu phát đi Do đó động cơ sẽkhông làm việc

2.4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc từng khối

2.4.1 Biến áp điều khiển.

1 Biến áp tự ngẫu có motor

b Tác dụng linh kiện

- Máy biến áp tự ngẫu có lõi thép hình tròn nhận điện áp vào,chịu sự tác động của mạch điều khiển motor và cấp nguồn cho tải

- Cuộn dây L1 đợc quấn cách điện xung quanh lõi thép theomột thứ tự để thanh quét A có thể di chuyển và trợt dễ dàngtrên dây quấn mà vẫn tiếp xúc với dây quấn để làm tiếp

điểm

Vòng dây ngoài cùng đã đợc loại bỏ lớp sơn cách điện đểthanh quét A có thể tiếp xúc với từng vòng dây làm tiếp điểmnên độ chính xác đến từng vol

- Cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp đợc quấn chungtrên một lõi thép

- Thanh quét A đợc điều khiển bởi motor

c Nguyên lý làm việc.

- Khi điện áp vào 110V hay 220V tăng đột biến → Ur tănglàm cho mạch điện tử hoạt động, điều khiển motor quay kéothanh quét trợt xuống phía dới làm tăng số vòng dây trong cuộn

N

N U

- Khi Ur = Uđm và điện áp vào không đổi thì mạch điện tử

sẽ không tác động cho motor quay

d Ưu, nhợc điểm của mạch.

* Nhợc điểm:

- Cồng kềnh vì dùng motor kéo con trợt

22

- Tiếp điểm cơ khí dễ bị mòn và chập chờn.

2 Biến áp có cảm kháng thay đổi theo dòng phân cực mộtchiều

- Cuộn dây L1 đợc chia làm 2 cuộn đối xứng nhau quấn trênhai trục ngoài của lõi sắt từ

* Cuộn L5 đợc quấn trên trục giữa của lõi sắt từ Hai nửa cuộn

L1 đợc quấn theo chiều sao cho từ trờng do nó tạo ra ngợc chiềunhau trên trục giữa của lõi sắt Do đó điện áp cảm ứng trêncuộn L5 là 0V

* Cuộn dây L1 quấn nối tiếp với cuộn sơ cấp của máy biến áp

tự ngẫu TR2 Số vòng dây từ A đến N tơng ứng với điện áp150V

* Các đầu dây 100 - 110V; 220V dùng để cấp cho các phụtải có các điện áp khác nhau

* Biến áp TR2 còn có cuộn thứ cấp L6 để lấy điện áp mẫu

đ-a vào mạch điều khiển điện tử

Cuộn thứ cấp L4 lấy điện áp cảm ứng đa về nối tiếp với cuộn

L3, để tạo điện áp AC cấp cho cầu Diode D chỉnh lu tạo radòng điện một chiều IC phân cực cho lõi sắt từ của biến áp

- Giả sử khi UV ổn định thì Ur ổn định Lúc đó cuộn L6 lấy

điện áp cảm ứng của TR2 để tạo ra nguồn 12V lúc này ổn

định

24

Khi đó mạch Trigger sẽ tác động Dòng IC qua cuộn L5 khôngthay đổi làm cảm kháng XL trên cuộn L1 không thay đổi → Ur

L5 tăng, làm cho giá trị điện cảm L1 giảm và UL trên L1 giảm Do

đó điện áp đặt vào cuộn sơ cấp của biến áp TR2 tăng lên mứcdanh định ban đầu

Vậy Ur luôn ổn định khi UV thay đổi

Trên mạch còn có tiếp điểm K là tiếp điểm Rơle để bảo vệquá dòng, quá áp, do mạch bảo vệ điều khiển Nó có tác dụngngắt nguồn cho tải khi Ur lớn quá hoặc nhỏ quá

d Ưu, nhợc điểm của mạch điện.

* Ưu điểm: Mạch gọn nhẹ, đỡ cồng kềnh, không tác động bằngcơ khí nên an toàn

* Nhợc điểm:

- Dải ổn áp hẹp, không phù hợp với mạng điện dân dụng

- Phần tính toán thiết kế quấn dây phức tạp, sửa chữa khókhăn

Nhận xét: Qua 2 mạch điện trên, ta thấy biến áp tự ngẫu có

motor điều khiển tuy cồng kềnh, nhng lại có u điểm hơn hẳn

so với biến áp có cảm kháng thay đổi theo dòng phân cực mộtchiều ở chỗ: đơn giản, hiệu quả kinh tế cao

2.4.2 Chỉnh lu.

ở đây, trên máy biến áp ta phải trích ra một phần điện áp

để nuôi khối điều khiển và motor (nguồn 12V) Các khối nàyphải dùng nguồn điện một chiều Do đó ta phải nắn lọc điện

áp xoay chiều thành điện áp một chiều nhờ bộ chỉnh lu

1 Mạch nắn lọc nguồn một chiều không đối xứng dùng IC ổn

áp

a Sơ đồ:

b Tác dụng linh kiện.

- D1, D2, D3, D4: dùng để nắn điện áp xoay chiều ra điện ápmột chiều

- IC 7812: IC ổn áp tạo ra nguồn 12V ổn định cấp cho mạch

- TR: Biến áp.

c Nguyên lý làm việc.

Giả sử nửa chu kỳ đầu điện áp vào có chiều (+) trên, (-) dới

D2, D3 dẫn tạo ra nguồn +V1 cấp cho IC ổn áp 7812 cho ranguồn 12V ổn định cấp cho mạch khuyếch đại công suất

điều khiển motor và tạo ngỡng điện áp chuẩn

Đờng đi của dòng điện: Từ +A → D3 → C1 → Mass → D2 → -B.Nửa chu kỳ, sau điện áp vào có chiều (-) trên, (+) dới D1, D4

dẫn cho ra nguồn +V2 cấp cho mạch điện tử (Trigger) tạo điện

áp lấy mẫu

Dòng điện có chiều: +B → D4 → C2 → Mass → D1 → -A

Nh vậy quá trình cứ thế lặp lại ở các chu kỳ sau

d Ưu, nhợc điểm của mạch điện.

* Ưu điểm:

- Mạch đơn giản gọn nhẹ, hoạt động ổn định, dễ hiểu dễlắp đặt và sửa chữa, công suất phù hợp

- Có nguồn phù hợp sử dụng cho nhiều loại mạch

- Mạch dùng các linh kiện dân dụng nên giá thành hợp lý, tínhkinh tế cao

* Nhợc điểm:

- Vì dùng IC ổn áp nên khó cân chỉnh, khi hỏng thay thếtốn kém

- Trong một số trờng hợp cần nguồn đối xứng mạch không

b Tác dụng linh kiện

- Cuộn sơ cấp L1 của máy biến áp TR trong mạch điều khiểnnhận nguồn vào 220V từ ngõ ra của biến áp tự ngẫu

- Cuộn thứ cấp L2 cho ra 30V AC qua mạch nắn điện, lọc

điện cho ra nguồn DC không ổn áp +VCC khoảng 45V

- Cuộn thứ cấp L3 cho ra 12V AC qua mạch nắn điện tăng

đôi điện áp cho ra hai nguồn đối xứng ± V = ± 15V

- Điểm Ov của hai nguồn đối xứng là điểm giữa của hai tụ

C1 và C2 Điểm Ov này cách ly với điểm mass của nguồn +VCC =45V

- Tụ lọc nguồn C3 lọc nguồn +VCC có điện dung nhỏ để điện

áp trên tụ đáp ứng nhanh theo sự biến thiên điện áp của điện

áp xoay chiều ở sơ cấp

c Nguyên lý làm việc:

28

- Nguồn vào 220V đợc đa vào hai đầu biến áp sơ cấp TRcảm ứng sang cuộn thứ cấp lấy ra hai nguồn tại L2 là 30V AC vàtại L3 là 12V AC.

- Nguồn 30V ở cuộn L2 qua bộ chỉnh lu hoạt động nh sau:+ Giả sử nửa chu kỳ đầu nguồn điện có chiều (+) trên (-) dới

đợc D3, D5 dẫn, D4, D6 khoá Dòng điện có chiều từ (+) nguồn qua D3 qua tải về mass đến D5 về (-) nguồn

+ Nửa chu kỳ sau nguồn điện có chiều (-) trên (+) dới, diode

D4, D6 dẫn Dòng điện có chiều từ (+) nguồn qua D4 qua tải vềmass qua D6 về (-) nguồn

- Cuộn L3 cho ra điện áp 12V qua mạch nhân đôi điện ápkiểu Latour gồm D1, C1, D2, C2 cho ra điện áp ± 15V Nguồn

điện này hoạt động nh sau:

+ Giả sử nửa chu kỳ đầu nguồn điện có chiều (+) trên (-)

d-ới, khi đó D1 dẫn, D2 khoá lấy ra nguồn một chiều +V Nửa chu

kỳ sau nguồn điện có chiều (-) trên (+) dới, D2 dẫn, D1 khoá lấy

ra nguồn một chiều –V

d Ưu, nhợc điểm của mạch điện.

* Ưu điểm: Mạch làm việc ổn định, dùng linh kiện rời dễ cânchỉnh

- Mạch tồn tại nhiều linh kiện nên không kinh tế

3 Mạch nắn lọc nguồn một chiều dùng ZENER

a.Sơ đồ nguyên lý

b.Tác dụng linh kiện :

- D1, D2 dùng để nắn điện áp xoay chiều ra điện áp mộtchiều

- DZ để cho ra nguồn 12V ổn định

- C là tụ lọc

c.Nguyên lý làm việc

Giả sử 1/2 chu kỳ đầu A(+), B(-) thì D1 dẫn, D2 khoá → tạo ra

điện áp V1 thay đổi theo điện áp đầu vào

1/2 chu kỳ sau A(-), B(+) thì D2 dẫn, D1 khoá → tạo ra điện

áp V1 thay đổi theo điện áp đầu vào cấp cho mạch Trigger

để tạo ra điện áp chuẩn và điện áp lấy mẫu V1 qua R đợc DZ

ổn áp tạo ra nguồn V2 ổn định, cấp cho mạch điều khiển

động cơ Các chu kỳ sau mạch hoạt động tơng tự

d Ưu, nhợc điểm của mạch điện

* u điểm : Mạch gọn nhẹ rất đơn giản, dễ lắp ráp và sửachữa

+ Mạch có công suất nhỏ không phù hợp với mạng điện dândụng.

Nhận xét: Từ việc phân tích các mạch chỉnh lu trên, ta thấy

mạch chỉnh lu dùng IC 7812 khi hỏng hóc phải thay thế tốnkém, nhng lại tạo ra đợc nguồn điện một chiều đúng theo yêucầu của mạch điện AVR

2.4.3 Mạch trigger

1 Mạch khuyếch đại so sánh dùng IC OP-AMP

a Sơ đồ nguyên lý

b Tác dụng linh kiện :

- R2, DZ1, DZ2 tạo thành cầu phân áp cung cấp điện ápchuẩn cho mạch so sánh

Vout1

Vout2

- R1, VR, R4, R5 tạo điện áp mẫu đa vào hai ngõ không đảocủa OP-AMP 1 và 2.

- R6, R7 hai điện trở hồi tiếp dơng cho OP-AMP 1 và 2

OP-AMP 1, 2, 3, 4 có nhiệm vụ lấy điện áp chuẩn và điện ápmẫu so sánh với nhau để đa tín hiệu điều khiển mạchkhuyếch đại cầu

và OP-AMP 2

Cũng từ nguồn không ổn áp +V2 qua cầu phân áp R1, VR, R4,

R5 để lấy điện áp mẫu Vs đa vào 2 ngõ không đảo (+In) củaOP-AMP 1 và OP-AMP 2

Biến trở VR đợc chỉnh sao cho khi lới có điện áp danh địnhthì Vs = Vr, lúc đó OP-AMP 1 và OP-AMP 2 là hai mạch so sánh

sẽ có trạng thái cân bằng

Điện áp ra của OP-AMP 1 và 2 lại đợc đa vào OP-AMP 3 và 4

để cùng so sánh với mức điện áp chuẩn Vr, bây giờ OP-AMP 3

là mạch khuyếch đại không đảo (điện áp vào ngõ +In), AMP 4 là mạch khuyếch đại đảo (điện áp vào ngõ -In)

OP-32

Các OP-AMP sẽ làm việc theo các trạng thái sau:

Nếu điện áp lới giảm → Vs < Vr → OP-AMP 1 và 2 bão hoà âm(vì - VIN > +VIN) → điện áp ra của OP-AMP 1 và 2 là Vop1 = 0V,Vop2 = 0V

Lúc đó, OP-AMP 3 khuyếch đại không đảo nên Vop3 =0V,OP-AMP 4 khuyếch đại dảo nên Vop4 = V0 Hai điện áp Vop3 vàVop4 điều khiển mạch điều khiển động cơ Nếu điện áp lớităng → Vs > Vr → OP-AMP 1 và 2 bão hoà dơng (vì +VIN > -VIN)

→ Vop1 = +V0, Vop2 = +V0 Lúc đó OP-AMP 3 và 4 đổi trạngthái → Vop3 = +V0, Vop4 = 0V

d Ưu, nhợc điểm của mạch điện.

thờng dùng các loại IC tich hợp

cả 4 op Em xin giới thiệu một

loai IC điển hình là :IC LM

324

IC LM324 tích hợp 4-op có các thông số kỹ thuật sau

Là IC sử dung nguồn đối xứng ±12v

- Chân cấp nguồn 11, 4

- chân 1,7,8,14 la các đầu ra của OP

- Chân đầu vào đảo 2,6,9,13

- Chân 3,5,10,12 đầu vào không đảo

2 Mạch khuyếch đại so sánh dùng OP-AMP điều khiển dòngmột chiều

a Sơ đồ nguyên lý

b.Tác dụng linh kiện :

- DZ1, VR, R5, C1 tạo điện áp lấy mẫu cấp cho chân –In củaOP-AMP

- D, C2, R3, DZ2 tạo điện áp chuẩn cấp cho chân +In của AMP

OP R2 tạo trạng thái dứt khoát cho mạch khuyếch đại so sánh

- Q1, Q2 lắp ráp kiểu Darlington điều chỉnh dòng IC

- OP-AMP khuyếch đại so sánh giữa điện áp chuẩn và điện

áp mẫu

c Nguyên lý làm việc:

34

Q1 Q2

Ic

R2

R1

R3 Vout

Khi điện áp lới tăng, điện áp +V tăng theo Lúc đó điện ápmẫu Vs tăng mà điện áp chuẩn Vr không đổi nên OP-AMP cómức chênh lệch, ngõ vào sẽ làm điện áp ra của OP-AMP giảm,làm Q1 dẫn yếu đi → Q2 dẫn yếu đi → dòng điện Ic giảm tác

động tới biến áp điều khiển làm điện áp đầu ra không đổi.Tơng tự, khi điện áp lới giảm, điện áp +V giảm theo Lúc

đó, điện áp mẫu Vs giảm mà điện áp chuẩn Vr không đổinên OP-AMP có mức chênh lệch ngõ vào sẽ làm điện áp ra củaOP-AMP tăng làm Q1 dẫn mạnh lên → Q2 dẫn mạnh lên → dòng

điện Ic tăng tác động tới biến áp điều khiển làm điện áp đầu

ra không đổi

d Ưu, nhợc điểm của mạch điện

* u điểm : - Mạch điện đơn giản, dễ lắp ráp, tốn ít linh kiện

* Nhợc điểm :

- Vì mạch đơn giản nên hoạt động không ổn định

- Mạch điều khiển dòng phân cực một chiều nên chỉ phù hợpvới mạch AVR kiểu ổn áp sắt từ