Bài giảng Nguồn ổn áp một chiều

Tóm tắt Bài giảng Nguồn ổn áp một chiều: ...khoá bán dẫn. b) Sơ đồ thực tế của bộ xung áp một chiều dùng transistor Bộ băm xung áp sử dụng tranzito có tần số băm lớn khoảng vài kilohert. Các tranzito không cần mạch để khoá lại như tiristo nên rất đơn giản và có thể làm việc với tần số tương đối lớn. Các bộ băm dùng tranzito công suấ...ng lượng của trụ: Gt=c×ST×γb×l Trong đó : +c: Số trụ (c=3). +ST: Tiết diện trụ: ST=Q=78 (cm3). +γb: Tỷ trọng tôn silic (γb=7,5kg/dm3). Vậy trọng lượng của trụ là : GT=3×0,78×7,5×2,6=45,6 (kg). c/ Tính gông: 1 1 1 2 l l b a Chọn a=9,5 cm2. lG = 26x2 -9,5 = 42,5 (cm) ...p sai lệch có nhiệm vụ phát hiện sự thay đổi của điện áp lưới và lấy sai lệch so với điện áp chuẩn . Khối phản hồi áp lấy sự sai lệch của áp rơi trên van điều dòng về để thay đổi độ rộng xung điều khiển nhằm mục đích giữ áp ra không đổi . Khối so sánh làm nhiệm vụ so sánh tín hiệu chuẩn với ...

pdf30 trang | Chia sẻ: havih72 | Lượt xem: 274 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Bài giảng Nguồn ổn áp một chiều, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
t điện 
liên tục với tần số cao (200 ÷ 500Hz) nên thường là một khoá bán dẫn. 
b) Sơ đồ thực tế của bộ xung áp một chiều dùng transistor 
Bộ băm xung áp sử dụng tranzito có tần số băm lớn khoảng vài 
kilohert. Các tranzito không cần mạch để khoá lại như tiristo nên rất đơn 
giản và có thể làm việc với tần số tương đối lớn. Các bộ băm dùng 
tranzito công suất có thể đạt tới tần số băm từ 10 đến 100 kHz một cách 
dễ dàng. Khi dùng bộ băm xung áp có thể không cần dùng cuộn cảm san 
bằng hoặc chỉ cần cuộn cảm có điện cảm nhỏ nối tiếp với tải cũng đủ san 
bằng dòng điện trên tải thành dòng điện một chiều có trị số không đổi. 
Nhược điểm của bộ băm điện bằng Tranzito là có công suất nhỏ, chỉ 
đạt cỡ vài kilôoát đến vài chụ kilôoát là cùng. 
Sơ đồ của bộ băm xung áp một chiều dùng Tranzito. 
Tải 
Chỉnh lưu 
không 
điều khiển 
L2
• 
• 
•
•
• 
• 
K 
D C1 
Sơ đồ nguyên lý của bộ băm xung áp một chiều 
Ld
Rd
Trên sơ đồ thì bộ băm xung áp làm việc như một công tác tơ tĩnh (K) đóng mở 
liên tục 1 cách chu kì . Nhờ vậy mà biến đổi được điện áp một chiều không đổi E 
thành các xung điện áp một chiều Utb có trị số có thể điều chỉnh được. Điện áp Utb 
này đặt vào phần ứng động cơ sẽ làm thay đổi tốc độ động cơ ô tô. 
Khi bộ băm xung áp làm việc ở chế độ giảm áp thì 0<Utb<E. 
Khi bộ băm xung áp làm việc ở chế độ tăng áp thì E<Utb<0. 
Trong sơ đồ trên L,C là bộ phận lọc để san bằng và giữ cho điện áp tải thực tế 
là không đổi ,mục đích là giảm hệ số đập mạch nâng cao chất lượng điều chỉnh . 
Điện áp trên tải thu được phụ thuộc vào tần số đóng cắt khoá K.Trong khi đó 
các hạn chế về công nghệ và tổn hao của bộ biến đổi điện áp một chiều quyết định 
giới hạn tần số làm việc của bộ biến đổi .Để tránh các sóng không mong muốn và từ 
đấy tránh được Momen đập mạch thì tần số phải lớn hơn một mức nào đó .Tần số 
đóng cắt càng nhanh thì càng giảm được kích thước của bộ lọc ,nhưng nếu quá lớn 
sẽ sinh ra nhiễu vô tuyến .Vì vậy phải cân nhắc để lựa chọn được bộ biến đổi làm 
việc ở dải tần thích hợp( dưới 1KHz). Thực tế thường dùng tần số băm khoảng 
400Hz ÷ 600Hz. 
Thực tế khoá K trên sơ đồ nguyên lý được thay bằng khoá điện tử cụ thể là 
Tiristor hoặc Transistor(Công suất hoặc MOS). 
Dùng Tiristor có ưu điểm là trị số giới hạn cao ,làm việc chắc chắn rẻ tiền,tổn 
hao khi dẫn nhỏ nhưng có nhược điểm là mở chậm nên chỉ sử dụng rộng rãi ở tần số 
đóng mở thấp (dưới 500Hz). 
Transistor MOS thích hợp với dải tần số chuyển mạch cao hơn 100KHz. 
Transistor công suất thích hợp với dải tần từ 10->100Khz,có giá thành rẻ 
hơn,tổn hao ít hơn MOS. 
Với hệ thống dùng Transistor thì yêu cầu làm mát không cao bằng Tiristor,nhưng 
Tiristor lại cho phép dễ bảo vệ chống lại các sự cố hơn Transistor 
4.So sánh các phương án : 
từ các phân tích ở trên ta thấy khi dùng các phương pháp chỉnh lưu 1 pha hay 3 pha 
điều khển không đối xứng thì hệ số đập mạch của điện áp ra rất lớn nên ta sẽ không 
dùng các phương pháp này . 
với phương pháp dùng chỉnh lưu điều khiẻn hoàn toàn ta thấy vấn đề điều khiển các 
van Thysistor tương đối phức tạp và bộ điều khiển cồng kềnh đồng thời khi góc mở 
thay đổi thì chất lượng điện áp ra cũng thay đổi nhiều .Với bộ băm xung kết hợp với 
chỉnh lưu không điều khiển do ta có thể băm vơi tần số rất cao nên đặc tính lọc sẽ tốt 
hơn đồng thời việc điều khiển cũng dễ dàng hơn. 
Do yêu cầu của bộ ổn áp một chiều công suất nhỏ nên ta sẽ chọn phương án dùng 
chỉnh lưu không điều khiển kết hợp với bộ băm xung áp một chiều .Phương pháp này 
có ưu điểm là dùng các van Diode rẻ tiền hơn các van Thysistor đồng thời việc điều 
khiển dễ dàng hơn do ta không cần bộ đồng pha , dịch pha và ta chỉ điều khiển một 
van điều khiển hoàn toàn . 
CHƯƠNG 3 
TÍNH TOÁN MẠCH LỰC 
 Trong chương trước ta đã chọn được sơ đồ mạch lực cho bộ ổn áp như sau : 
Ta có sơ đồ mạch lực như sau : 
Máy biến 
áp 
Chỉnh 
lưu 
không 
điều 
khiển 
Bộ băm 
Bộ lọc 
UR = 24 VDC 
Bộ điều 
chỉnh 
dòng 
220 V MBA 
60VDC 
+ 
C1 
L 24VDC + T1 
T2 
DB0 
C2 
Trong mạch lực như trên T1 làm việc ở chế độ bão hoà như một khoá đóng cắt , T2 
làm việc ở chế độ tuyến tính để ổn định áp ra 
1. Tính toán các thông số điện áp, dòng điện và công suất máy biến áp 
 Máy biến áp công suất cỡ vài kVA thuộc loại MBA công suất nhỏ, sụt áp trên điện 
trở tương đối lớn, khoảng 4% , sụt áp trên điện kháng ít hơn cỡ 1,5% . Điện áp sụt 
trên hai Diode nối tiếp khoảng 2 V do đó ta có điện áp chỉnh lưu lúc không tải sẽ là : 
Ud0 = 60.1,055 + 2 = 65,3 V 
Trị số hiệu dụng của điện áp pha thứ cấp MBA : 
 V
U
U d 28
63
0
2 =π= 
Tỷ số biến áp : 1270
220
28
1
2 ,
U
U
m === 
 + Dòng điện các cuộn dây: 
 - Dòng điện của cuộn thứ cấp: 
 I2 = A,I. d 66323
2 = 
 - Dòng điện của cuộn sơ cấp: 
 I1 = m.I2 =4,15 A 
Công suất của MBA : S = 3.220.4,15 = 2740 W 
 Ta tiến hành chọn máy biến áp với các thông số trên. 
2. Tính toán mạch từ MBA 
 Chọn mạch từ 3 trụ tiết diện mỗi trụ được tính theo công thức: 
fc
SKQ ba××= 
 Trong đó : 
 k: Hệ số kinh nghiệm (thường lấy K=5,8÷6,4).Với MBA khô lấy K=6. 
 c: Số trụ (c=3). 
 f: tần số (f=50 Hz). 
 Sba: Công suất biểu kiến MBA (VA). 
 Thay số vào ta có : 
 )(8,77
503
102,256 3
3
cmQ =×
××= 
 Chọn Q=78 (cm2) 
 Ta chọn mạch từ : làm bằng tôn silic ∋ 310 có bề dày là 0,35 mm 
 tỷ trọng γb=75 kg/dm3
 tổn hao p=1,3 w/kg. Bề dày lá tôn silic ∋ 310 : 0,35(mm) 
a- Tính toán chiều cao sơ bộ của trụ : 
 Dựa vào công thức kinh nghiệm: 
 β
ππ
hqT
l
×
×=
4
 Trong đó : 
 +Thq :Tiết diện hiệu quả Thq=Q. 
 +β :là hệ số quan hệ giữa chiều cao và chiều rộng của biến áp, thường 
bằng 1,15÷1,35.Ta chọn β=1,2. 
- Suy ra : 
 )(26
2,1
14,3
784
14,3 cml =
×
×= 
 b/ Tính trọng lượng của trụ: 
 Gt=c×ST×γb×l 
Trong đó : +c: Số trụ (c=3). 
 +ST: Tiết diện trụ: ST=Q=78 (cm3). 
 +γb: Tỷ trọng tôn silic (γb=7,5kg/dm3). 
 Vậy trọng lượng của trụ là : 
 GT=3×0,78×7,5×2,6=45,6 (kg). 
 c/ Tính gông: 
1 1 1 
2
l l 
b 
a
 Chọn a=9,5 cm2. 
 lG = 26x2 -9,5 = 42,5 (cm) 
 TG=Q=78 (cm2). 
 Trọng lượng gông: 
 Gg=t×TG×γb×lG
 Trong đó: 
 t: Số gông (t=2) 
 TG: Tiết diện gông. 
 γb:: Tỷ trọng tôn silic. 
 lG: Chiều dài của gông. 
 Thay số vào ta có : 
 Gg= 2×0,78×7,5×4,35=50 (kg). 
 Trọng lượng lõi thép MBA: 
 G=GT+Gg=45,6+50=95,6 (kg). 
 d/ Số lá tôn: 
 -Số lá trụ : 704
1035,05,9
783 1 =××× − (lá) 
 -Số lá chắn đầu ngắn: 470
1035,05,9
782 1 =××× − (lá). 
 -Số lá chắn đầu dài: 235
1035,05,9
781 1 =××× − (lá). 
3.Tính chọn các van công suất cho sơ đồ mạch lực : 
- chọn transistor công suất : 
Việc chọn van bán dẫn mạch lực được chọn theo các thông số cơ bản của van. 
Hai thông số cơ bản để chọn van là: 
+ Giá trị dòng trung bình lớn nhất của van (Itb max); đây là giá trị dòng lớn nhất 
mà van có thể chịu được ứng với chế độ làm mát tốt nhất cho van (chế độ lý tưởng). 
Trong thực tế, không đạt được điều kiện làm mát lý tưởng nên việc sử dụng van 
không được quá giá trị này. 
+ Giá trị biên độ điện áp ngược lớn nhất cho phép đặt lên van (Ungược max ); nếu 
vượt quá giá trị này thì van bị chọc thủng. 
Như đã đề cập ở phần trước, ta dùng các van bán dẫn là các tranzito công suất; 
tức là các van điều kiển hoàn toàn. Xuất phát từ đặc điểm công nghệ, ta chọn điều 
kiện làm mát là làm mát cưỡng bức bằng quạt gió, với các cơ cấu: Van + cánh tản 
nhiệt chuẩn + tốc độ gió (12 m/s). Vì vậy: 
Itb van thực= (0,4 ÷ 0,5) Itb van max. 
 Chọn tranzito công suất 
Từ biểu thức dòng trung bình qua van xác định ở trên, ta có: 
⇒ AI maxtbvan 40=
Từ biểu đồ dạng sóng điện áp đặt trên van, ta thấy điện áp ngược lớn nhất đặt 
lên van là US; tức là : 
Ung van max = US = 48V. 
Từ kết quả hai thông số tính toán được ở trên ta chọn loại tranzito công suất loại 
BUT 90 có các thông số sau: 
Mã hiệu UCE ,V UCE0 , 
V 
UCE..sat , V IC, A IB , A toff, μs ton, 
μs 
ts, μs Pm, 
W 
BUT 90 200 125 1,2 50 7 0,4 1,2 1.5 250 
 Chọn Diode (D0 ,..., D6) 
Biểu thức dòng trung bình qua các đi-ốt D0 là: ID = Id.(1-ε) ⇒ ID max thực = Id max = 
25A. Cũng từ đồ thị dạng sóng của diode ta thấy rằng điện áp ngược lớn nhất đặt lên 
các diode D1 ,...,D6 là VUUmi 696 2 == . Trị trung bình dòng chảy trong các Diode : 
A,
I
I dD 3133
40
3
=== 
Vậy ta chọn loại B50 do hãng Liên Xô cũ chế tạo B50-1 có các thông số: 
Mã hiệu Itb , A Umax , V 
B 50 50 100 
4. Thiết kế mạch trợ giúp cho Transistor. 
Thực tế là tổn hao chuyển mạch của tranzitor công suất lớn hơn rất nhiều so 
với trường hợp nó làm việc với tải xác định. Mặt khác, so với tiristor khả năng chịu 
quá tải của tranzitor kém hơn. Trong trường hợp cụ thể là tranzitor phải làm việc như 
một khoá điện tử đóng cắt mạch điện với tần số đóng cắt lớn, thì tổn thất năng lượng 
khi chuyển trạng thái là đáng kể, vì năng lượng tổn thất tỉ lệ với tần số hoạt động của 
Tranzitor. Vì vậy, để giảm nhỏ tổn thất khi chuyển mạch và tránh cho tranzitor làm 
việc quá nặng nề thì người ta sử dụng thêm các mạch ”trợ giúp”. 
Các phần tử chủ yếu của mạch trợ giúp là L2 và C2 . Chức năng của L2 là hạn 
chế sự tăng của ic trong quá trình tranzitor đóng mạch, còn tụ điện C2 có tác dụng làm 
chậm sự tăng của VCC trong quá trình tranzitor cắt mạch. 
Sơ đồ mạch trợ giúp như sau: 
R1
1k
D2
DIODE
D1 
DIODE R21k
L1
1uH
Q1
NPN
C1
1uF
TẢI CẢM 
Khi biểu diễn mạch lực trên sơ đồ nguyên lý ta không đưa thêm các mạch trợ 
giúp vào nhằm đơn giản hoá mạch nhưng thực tế mỗi tranzitor sử dụng đều thiết kế 
mạch trợ giúp đi kèm. 
5.Tính lọc : 
áp ra sau bộ băm có dạng như sau : 
T1 
T 
T1 
U 
U (V) 
t (s) 
Phân tích theo chuỗi Fourier ta có: 
....)t.
T
cos().sin(
U
)t.
T
cos().sin(
U
)t.
T
cos()..sin(
U
U.)t(Ud +ππεπ+
ππεπ+
ππεπ+ε=
66
3
44
2
22 
Để độ đập mạch của điện áp kđm ≤ 0,01 ta có bộ lọc phải thoả mãn những yêu cầu 
sau : 
- ta dùng bộ lọc loại k như sau : 
 sơ đồ mạch : 
C/2 C/2 
L 
Ta có thể sử dụng sơ đồ trên , tần số cắt của bộ lọc như sau : 
LC
C
2=ω 
từ (0 ÷ ωC ) là giải thông còn từ (ωC ÷ ∝) là giải chắn 
 ta giả thiết đối với sóng hài tần số thấp mà XL >> XC thì dòng xoay chiều chảy qua L 
và C sẽ quyết định bởi XL và có : 
L..n
UA
Im ω=
22 
điện áp nhấp nhô : 
LC)n(
U..A
C..n
I
U m 2
22
ω=ω=Δ 
tỷ số nhấp nhô : 
LC)n(
A
U
U
k 2
22 ω
=Δ= 
ta lấy A = ).sin(U πεπ 2 và n = 1 với tần số 10 kHz . Từ đó ta có 
 LC = 823 1041010102
5860 −=π .,..).(
, 
Chọn L =0,14 mH ta có C = 100μF 
CHƯƠNG 4 
MẠCH ĐIỀU KHIỂN 
 Mạch điều khiển ở đây là mạch tự động điều chỉnh để ổn định điện áp ra theo sự 
thay đổi của tải và điện áp vào . Mạch hoạt động dựa trên nguyên tắc lấy sự thay đổi 
của dòng điện tải phản hồi về và lấy sự thay đồi của áp lưới để thay đổi độ rộng xung 
điều khiển đặt lên Transistor . 
Nguyên tắc hoạt động của mạch điều khiển như sau : khi dòng tải nhỏ ta điều chỉnh tỉ 
số băm ε để cho áp ra bằng 24 V, khi tải tăng lên kéo theo sụt áp trên van Transistor 
điều dòng giảm đồng thời sụt áp trên MBA và các van tăng lên làm cho áp ra thay đổi 
do vậy ta phải thay đổi tỉ số băm để giữ cho áp ra không đổi ) và khi áp vào thay đổi 
kéo theo sự thay đổi của áp ra ta phải thay đổi tỉ số băm để giữ cho áp ra không đổi . 
Trong mạch điều khiển có những khối chính sau : khối tạo dao động làm nhiệm vụ 
tạo ra xung dao động chuẩn . Khối tạo xung răng cưa tạo ra dạng xung răng cưa 
chuẩn để tạo ra xung điều khiển . Khối lấy điện áp sai lệch có nhiệm vụ phát hiện sự 
thay đổi của điện áp lưới và lấy sai lệch so với điện áp chuẩn . Khối phản hồi áp lấy 
sự sai lệch của áp rơi trên van điều dòng về để thay đổi độ rộng xung điều khiển 
nhằm mục đích giữ áp ra không đổi . Khối so sánh làm nhiệm vụ so sánh tín hiệu 
chuẩn với các tín hiệu đặt và tín hiệu phản hồi để có xung điều khiển . Khối khuếch 
đại làm nhiệm vụ khuếch đại xung điều khiển để có xung có độ rộng đủ lớn . 
Cụ thể phần điều khiển gồm có các khối chính sau : 
1. Mạch tạo dao động: 
+12V
 R1R1 
2k 1 
Gnd2 Trg3 Out4 Rst 5Ctl
6Thr
7Dis
8Vcc555
R2
Để tạo được xung vuông với tần số 10 kHz ta sử dụng vi mạch tạo dao động 
Timer555 với các thông số cho như trên: 
Q :Trạng thái (mức logic)dầu ra tại thời điểm t,là đầu ra đảo của FF trong vi 
mạch 
Nguyên lý hoạt động: 
Khi Q=1 thì Transistor dẫn bão hoà ,tụ dẫn điện qua Transistor nên điện áp trên 
tụ Uc giảm U 
t1 t2 
T 
t 
t 
Biểu đồ dạng sóng của Timer555 ở chế độ 
đa hài phiếm định 
Khi tụ Uc giảm tới Uc= ε−Vcc
3
1 thì 
Q=0. 
Khi Uc tăng tới Uc= ε+Vcc
3
2 thì 
Q=1 Transistor lại dẫn bão hoà. 
Khoảng thời gian t1 phụ thuộc vào 
τnạp,với τnạp=(R1+R2)C 
Khoảng thời gian t2 phụ thuộc vào τphóng ,với τphóng=R2C 
Qua tính toán ta được 
 t1=(R1+R2)Cln2 
 Ta có với C = 0,04808 μF ta có R2 = 100 Ω (thời gian phóng càng nhỏ càng tốt) 
Từ đó ta có R1 = 3 kΩ 
2. Khâu tạo điện áp răng cưa 
 a/ Nguyên lý hoạt động 
 Điện áp của bộ phát xung chủ đạo được đưa vào cửa đảo của khâu tạo điện áp 
răng cưa. Do điện áp ra của khuếch đại tuyến tính phụ thuộc vào quan hệ: 
 Ura= K0 . (-UII + U+) 
 Trong đó: U+ là điện áp đặt ở cửa không đảo; 
 K0 là hệ số khuếch đại của bản thân OP2 và K0 là rất lớn. 
C1
DZ
OP2
+E
-E
R4
R5
D3
RX2
R6
+E
( II )
( III )
Mạch tạo xung răng cưa 
 Khi UII 0 
 Suy ra UIII > 0 và tụ C1 được nạp thông qua R5 và D3 về OP1 với dòng nạp: 
 IC= I′2 - I2
Trong đó: IC , I′2 , I2 , được kí hiệu như trên hình vẽ. 
2424
2
15
xx RRRR
EI +=+= 
55
3'
2
5,130
RR
UU
I DII =Δ+−= ; 
 Với: ΔUD3 là điện áp rơi trên D3. Chọn bằng 0,5 V 
 UdII= (E- 2)= 13 V 
Điện áp UIII chính là điện áp trên tụ C1 
 Ur = UC = ∫ ∫ +−= dtRRRCdtIC XC )
155,13(.1.1
24511
 Ur = UC = 
1245
).155,13(
C
t
RRR X+
− 
- Diot ổn áp DZ có nhiệm vụ không cho điện áp trên tụ nạp quá UDZ. Chọn loại Diod có 
 UDZ = 15V 
Nếu gọi tn là thời gian nạp của tụ thì ta có phương trình sau: 
 UZ = 
1245
).155,13(
C
t
RRR
n
X+
− 
Khi UII >0 → D3 khoá → Ura = 0 → tụ C sẽ phóng điện về âm nguồn của OP2 
Với dòng điện phóng Ip = 
24 XRR
E
+ 
Điện áp trên tụ giảm dần theo hàm : 
 Ur = UZp = DZ
X
DZ
X
U
CRR
tUdt
CRR∫ ++−=++− 124124 ).(
15
).(
15 
Gọi tp là thời gian phóng của tụ điện ta có : 
 Ur = DZ
X
p U
CRR
t ++
−
124 )(
15
 (2) 
với UDZ =10V và tp=9,5ms như đã chọn, từ (2) ta có: 
 DZ
X
p U
CRR
t =+ 124 )(
15
 ⇔ 10
)(
10.5,9.15
124
3
=+
−
CRR X
 ⇒ (R4 + RX2)C1 = 14,25.10-3 (3) 
từ (1) ta có: 
 1010.5,0).
)(
15
.
5,13( 3
12415
=+−
−
CRRCR X
thay (3) vào (1) ta có: 
 1010.5,0).
10.25,14
15
.
5,13( 33
15
=− −−CR 
 ⇔ 3
15
10.20
.
5,13 =
CR
 ⇔ R5C1 = 0,675.10-3
chọn C7 = 0,47μF → R5 = 1,43(KΩ) , chọn R5 = 1,5(KΩ) 
từ (3) chọn R4 = 10(KΩ) 
 ta có: (10.103 + RX2) = 30,3(KΩ) → RX2 = 20,3(KΩ) 
 → điều chỉnh biến trở để có RX2 = 20,3(KΩ) 
-Dòng qua Diod D3: I2’ = 668
1051
513513
3
5
,
.,
,
R
, == (mA) 
Chọn linh kiện : 
 OP2 : μA741 có các thông số: 
 Ung= ±3÷22V; UnF= ±15 V; UdF= ±30 V; Ko=5.106; P1=100 mW; 
 [t]=55÷1250C; Ira=±25 mA; En=±15 V; Zra=60 Ω; Zvào=300 KΩ; 
 5,0=
dt
du V. 
 D3 : D-1001 có các thông số : 
 I = 1A ; Ung = 200V ; ΔU = 0,5V 
3. Khâu so sánh. 
-E
+E
( IV )
R6 
R7
RX3 
+E 
( III ) 
OP3
Upa2 
Uref 
a/ Nguyên lý hoạt động 
 Điện áp răng cưa được đưa vào cửa đảo của OP3. 
- Khi UD = (Udk2-UIII) > 0 thì UIV= (E-2) (V) 
- Khi UD=(Udk2-UIII) < 0 thì UIV= - (E - 2) V 
 Kết quả là ở đầu ra của khuếch đại thuật toán OP3 có một dãy xung vuông liên tiếp. 
Uphd là tín hiệu lấy từ bộ phản hồi dương dòng được chuyển thành tín hiệu áp đưa về 
. 
Upha là tín hiệu lấy từ sự thay đổi của áp lưới qua bộ phân áp đưa đến . 
Chỉnh RX3 sao cho áp chuẩn Uref = 3 V 
4.Khâu lấy áp sai lệch : 
Để lấy sự thay đổi của điện áp lưới ta làm như sau: 
UĐK 
T 
T1 
t 
U 
t 
15 V 
Ura 
+E 
-E 
Khi áp vào chuẩn là 220VAC ta có áp chỉnh lưu ra chuẩn là 60 VDC và có áp sai lệch 
u = 0 V ; khi áp vào thay đổi ( biến động 10% ) ta có sai lệch khác 0 
-E
+E
R1 
R5
RX3
+E 
OP3
Bộ phân áp 
R3 
R2 
Uref 
R4
áp từ đầu vào đưa đến 
Đầu vào của bộ phân áp ta nối vào mạch lực . Nguyên tắc hoạt động của khâu này 
như sau : khi áp vào là 220V chuẩn thì khâu này cho áp ra bằng 0V khi áp vào tăng 
lên nó cho áp ra âm đủ lớn để bù lại áp điều khiển sao cho áp ra không đổi . 
Ta chọn các thông số : với R1 và R2 ta chọn sao cho khi áp vào là 220V thì có áp ra 
bằng 6V , ta chọn R1, R2 khá lớn để hạn chế dòng điện cụ thể : chọn R1 = 900k ; 
R2 = 100k ; con trượt trên RX3 đặt ở vị trí sao cho Uref = 6 V (với E = 15 V) 
Khi áp vào là 220V+10% thì áp vào bộ băm là 66V do đó để đảm bảo áp ra bằng 24V 
ta phải có hệ số băm lúc này là : 36360
66
24
,==ε hay áp điều khiển lúc này là 
 uđk = ε.15 = 5,45 V 
Tương tự ta có lúc áp lưới giảm 10% thì : 
V,.u
,
dk 55615
440
54
24
=ε=
==ε
Vậy bộ lấy áp sai lệch phải thoả mãn : khi áp vào tăng lên 66V thì có áp ra bằng 
 u = - (6 – 5,45 ) = - 0,55V 
và khi áp vào bằng 54 V thì : u = - (6 – 6,67) = 0,55V 
Từ sơ đồ bộ phân ta có : khi áp vào bằng 66V thì áp ra của bộ phân áp là : 
 V,u 66
10
66 == 
khi đó áp ra phải bằng – 0,55 V do đó ta có tỉ số ==
660
550
3
4
,
,
R
R 0,83 
chọn R4 = 55 K ta có R3 = 66 K . 
chọn R5 = 10 K (điện trở hạn chế dòng ) . 
5. Khâu phản hồi dòng điện 
 dòng điện được lấy qua các điện trở hạn chế dòng sau đó đưa vào đầu vào của 
Transistor điều chỉnh dòng. Nguyên tắc hoạt động của nó như sau : khi dòng tải tăng 
lên dòng phản hồi về tăng được đưa vào cực cổng của Transistor dòng làm cho T2 
làm cho nó mở lớn hơn và cho dòng qua lớn hơn . 
khâu này bao gồm các điện trở phân dòng được xác định như sau : 
Các điện trở được mắc song song với tải và được xác định : 
Uv 
IB2 
Dòng tải 
R1 
R2 
T2 Rd
D814 
T0 IB0 
 Khi dòng tải nhỏ cỡ 2A thì dòng I2 phải đủ lớn để cho T2 làm việc ở vùng tuyến tính 
và khi dòng tải lớn ( = 40A) thì dòng I2 phải không lớn hơn giá trị dòng bão hoà để T2 
không rơi vào chế độ bão hoà . Cụ thể với Transistor được chọn ta có dòng bão hoà 
Ibh = 5 A và có hệ số khuếch đại dòng β2 = 10 
Khi phụtải thay đổi thì dòng điện tải thay đổi do đó dòng IB2 thay đổi 
2
2 β=
t
B
I
I 
Các điện trở được tính : 
 Ω=−=−≤ 188
411
2460
11
1
2
,
.,I.,
UU
R
maxB
RV 
chọn R1 = 8 Ω 
dòng điện lớn nhất qua đèn T0 là 
 A,
R
UU
I RVmaxT 5410
=−= 
6.Khâu phản hồi áp : 
 Khi dòng tải càng lớn làm cho T2 càng dẫn và sụt áp trên van này càng giảm do đó 
khi áp vào không thay đổi thì áp ra sẽ tăng lên do vậy ta phải thay đổi giá trị áp vào để 
giữ cho áp ra không đổi . 
R2 
R1 
URa =24VDC 
Uph 
Khi áp ra bằng 24 ta chọn Uph = 3V do đó điện trở R1 lấy bằng 23 K và R2 = 1K 
7. Khâu khuyếch đại : 
Sử dụng khuyếch thuật toán không đảo TL084 với sơ đồ như sau: 
+V15V
+ TL084
+V-15V
R1 
R2 
Uvào Ura 
Bộ khuếch đại 
Với khuyếch thuật toán trên ta dễ dàng tính được hệ số khuyếch đại của mạch 
 K=
2
21
R
RR + 
8. Khối nguồn điện áp chuẩn: 
Ngoài điện áp chuẩn +15 V ta còn phải tạo ra áp chuẩn –15 V cung cấp cho bộ so 
sánh và bộ khuếch đại. 
 C3 = 100nF 
 C2 = 330nF 
 C1 = 1000μF 
Điện áp u2 được lấy từ lưới vào qua biến áp phụ (Có thể ghép chung với biến áp 
chính ) sau đó qua bộ chỉnh lưu công suất nhỏ và đưa vào đầu vào của vi mạch ổn áp 
LM78L15CH với các tụ lọc như sau : 
Thay đổi các thông số R1 và R2 của mạch ta sẽ có tương ứng với 1 điện áp đầu 
vào sẽ có một điện áp đầu ra có độ lớn gấp K (tuỳ ý)lần điện áp đầu vào . 
u2 
C1 
C2 C3 
- 
+ 15V 
3
2 1 
LM78L15CH
u2 
C2 C3 
- 
- 15V 
2
3 1 
C1 
LM78L15CH
L 
R 
Tải 
220 V MBA 
60VDC 
C 
L T1 24VDC 
D0 
- 
+ 
Phân 
áp 
R1 
R2 
C 
T2 
R1 
R2 
T0 
Rd
R3 
R4 
D1 D3 D5 
D6 D4 D2 
B B
B
R4
+15V 
1 Gnd
2 Trg
3 Out4 Rst 5 Ctl
6 Thr 
7 Dis 
8 Vcc 555
+
CT
+ 
C1 
R1
R2
R1 
2k 
C1 
DZ 
OP2 
+E 
-E 
R4
R5
D3
RX2
R6 
+E -E
+E
R6
R7
RX3+E
OP3
Upa2 Uref
-E
+E
R5
RX3
OP3
R3
Uref

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_nguon_on_ap_mot_chieu.pdf
Ebook liên quan