Giáo trình Kỹ thuật điện tử - Nguyễn Văn Thước
Tóm tắt Giáo trình Kỹ thuật điện tử - Nguyễn Văn Thước: ...Ω sai số ±5%. Hệ số nhiệt của loại điện trở này khoảng (1ữ3)10-4 1 grad . Tụ điện màng: Tụ điện màng cấu trúc rất bình th−ờng, gồm ba lớp: kim loại - điện môi - kim loại. Điện môi th−ờng là SiO, SiO2 , oxyt tantal, oxyt nhôm. Điện dung cực đại đạt vài ngàn pF. Vỏ IC : a b c ..., do tính đối xứng lý t−ởng không tuyệt đối nên xảy ra hiện t−ợng " trôi điểm không". Nghĩa là mặc dù các đầu vào V1 và V2 không có tín hiệu vào (ví dụ đấu thông V1 và V2) nh−ng vẫn tồn tại một điện áp ra khác không (đo đ−ợc ) giữa hai colectơ T1 và T2 , là một hàm ngẫu nhiên của biến thời gia...khi hiệu ωv-ω’r không,nghỉa là ∆ϕ=0 .Nh− vậy VCO luôn thay đổi tần số để bám theo tần số đầu vào. Nếu tần số của tín hiệu vào lệch quá xa tần số củatín so sánh làm cho tần số tổng và tần số hiệu lệch ra ngoài vùng thông của bộ lọc thì sẽ không có tín hiệu điều khiển .VCO sẽ dao động tự do với ...
ng hợp điện áp vào không đổi mà trị số tải giảm nhiều (dòng qua tải thay tăng lớn),thì sẽ có sự phân phối lại lại dòng điện :dòng qua diot giảm làm cho dòng qua điện trở hầu nh− không đổi nên điện áp ra sẽ ổn định. 9.4.3.ổn áp một chiều bù tuyến tình. Mạch ổn áp tham số tuy đơn giản tiết kiệm nh−ng có nh−ợc điểm là có độ ổn định không cao,trị số của điện áp ra không thay đổi d−ợc tuy ý.Để khắc phục các IR1 + + R1 UV URA _ _ U UZ I Hình 9.13.ổn áp tham số 263 nh−ợc điểm trên ng−ời ta xây dựng các mạch ổn áp bù tuyến tính.Ôn áp bù tuyến tính có thể xây dựng theo sơ đồ song song hoặc nối tiếp nh− ở sơ đồ khối hình 9.15.Đó là một mạch tự hiệu chỉnh có hồi tiếp.Có hai cách xây dựng sơ đồ khối:hình 9.14a-sơ đồ song song ,hình 9.14b- sơ đồ nối tiếp. Trong các sơ đồ trên thì 1-phần tử hiệu chỉnh ,2- phần tử so sánh và khuếch đại, 3-phần tử lấy mẫu, 4- nguồn chuẩn . Trong sơ đồ song song phần tử hiệu chỉnh mắc song song với tải.Sơ đồ này hoạt động nh− sau:Phần tử lấy mẫu 3 đem so sánh điện áp đầu ra với nguồn chuẩn 4 ở phần tử so sánh-khuếch đại 2,sai lệch về điện áp sẽ đ−ợc khuếch đại rồi đ−a đến phần tử hiệu chỉnh 1.Phần tử này tự hiệu chỉnh dòng của nó t−ơng tự nh− diot tham số để điều chỉnh sụt áp trên điện trở R1 ,giữ cho điện áp ra không đổi.Trong sơ đồ nối tiếp hình 9.15b thì phần tử hiệu chỉnh 1 mắc nối tiếp với tải.Phần tử này tự điều chỉnh sụt áp trên nó theo tín hiệu từ đầu ra của phần tử so sánh-khuếch đại 2 để giữ cho điện áp ra ổn định. Trong hai cách xây dựng ổn áp trên thì sơ đồ ổn áp song song có dòng tải đi qua điện trở R1 ,dẫn đến tổn hao nhiệt lớn,vì vậy sơ đồ này có hiệu suất thấp hơn .Tuy nhiên sơ đồ này lại có −u điểm là không gặp nguy hiểm khi quá tải.Sơ đồ nối tiếp cho hiệu suất cao hơn nh−ng khi dòng tải tăng quá mức (ví dụ nh− chập tải) thì phần tử hiệu chỉnh dễ bị đáng thủng.Trong thực tế th−ờng dùng sơ đồ nối tiếp có mạch bảo vệ quá tải.Các mạch ổn áp bù có hiệu suất không v−ợt quá 60%. Hình 9.16 là một mạch ổn áp bù mắc nối tiếp có cực tính âm.Khi điện áp ra thay đổi,các điện trở R1 , R2 và triết áp P lập thành bộ phân áp ,lấy mẫu điện áp ra.Điện áp này(UB2) đem so sánh với điện áp chuẩn UZ taọ bởi diot ổn áp DZ và điện trở R3.Hiệu số của chúng chính là điện áp bazơ-emitơ của Q2 ( phần tử so sánh-khuếch đại): UBE2=UB2-UZ. Điện áp này điều khiển mạch khuếch đại so sánh Q2 để lấy ra điện áp ở coléctơ điều khiền Q1.. Tranzzisto Q1 điều chỉnh mức mở để thay đổi đổi điện áp điều chỉnh UĐC để bù l−ợng biến thiên của điện áp ra là U2=U1-UĐC.. Cụ thể sơ đồ ổn áp này làm việc nh− sau.Giả sử điện áp vào tăng ,làm điện áp ra tăng tức thời nên điện áp UBE2 tăng ( trị tuyệt đối),tức là điện thế bazơ của Q2 âm R1 a) UV URA Rt b) UV Rt URA Hình9.15Sơ đồ khối của ổn áp bù tuyến tính 4 1 2 3 4 1 2 3 264 hơn.Điện áp điều khiển bazơ của Q2 là UBE2 cũng âm hơn nên Q2 thông nhiều hơn,dòng colectơ của Q2 tăng ,điện áp UCE2 giảm.Vì vậy sụt áp trên R4 tăng lên,làm cho điện thế bazơ của Q1 d−ơng lên,Q1 đóng bớt lại ;tức là điện áp UĐC=UCE1 tăng lên ,điện áp đầu ra U2 giảm về giá trị ban đầu. T−ơng tự nh− vậy,nếu dòng tải tăng làm cho điện áp ra giảm thì quá trình cũng diễn ra nh− trên .Tr−ờng hợp điện áp vào giảm thì quá trình diễn ra hoàn toàn ng−ợc lại . Có thể xác định đ−ợc hệ số ổn định của mạch hình 9.16 theo công thức sau: . KÔđ= ] )RP.(Rr αP)P](Rα)(1[R[1r rRα.R R 21b e b 4 21 4v ++ +−+++ (9.33) Trong đó α= ] )rp(Rβ.r αp)P](rα)(1[r r r1 211b 21d v ++ +−+++ -gọi là hệ số điều chỉnh,th−ờng α=1,5ữ2;RV,rb,re ,rd-t−ơng ứng là các điện trở đầu vào,điện trở khối bazơ,điện trở emitơ của Q1,rd điện trở động của DZ;còn β1 là hệ số khuếch đại dòng điện của Q1. Hệ số ổn định có thể đạt tới vài trăm. a) b) Hình 7.17 a) ổn áp dùng khuếch đại thuật toán b) ổn áp có nguồn phụ ổn định UĐC _ _ R4 Q1 R3 R1 C3 C 2 UV C1 Q2 P URA Rt DZ R2 + + Hình 9.16.Ôn áp nối tiếp đơn giản T1 D Z + - + Rc R3 T1 T2 C R1 P R2 - + Up - 265 Trong mạch vừa xét tụ điện C1,C2 tăng độ lọc san bằng và khử các dao động ký sinh,C3 tăng độ ổn định cho các đại l−ợng biến đổi chậm theo thời gian. Trên cơ sở mạch ổn áp hình 9.16 có thể xây dựng các mạch phức tạp hơn để tăng độ của mạch bằng các biện pháp sau đây: -Tăng độ nhạy của mạch hồi tiếp bằng cách dùng hai hay ba tầng khuếch đại thay cho một tranzisto T2,hoặc thay nó bằng các tranzisto mắc Darlington để tăng hệ số β tới 103ữ104. -Thay cho T2 khuếch đại bình th−ờng có thể dùng khuếch đại vi sai nh− ở hình 9.17a. Tầng khuếch đại vi sai T1-T2 có độ trôi nhỏ nên độ ổn định của mạch tăng . Điện áp ở đầu ra của mạch khuếch đại vi sai lấy không đối xứng đ−a tới phần tử hiệu chỉnh. -Có thể tăng độ ổn định bằng cách dùng nguồn phụ ổn định để cấp cho mạch khuếch đại-so sánh nh− ở hình 7.17b -Dùng khuếch đại thuật toán trong khâu khuếch đại.Vì khuếch đại thuật toán có hệ số khuếch đại lớn và độ ổn định cao nên chất l−ợng của ổn áo tăng.Mạch điện hình 7.18 a sử dụng khuếch đại thuật toán àA741 trong khâu khuếch đại . -Tr−ờng hợp cần nguồn đối xứng thì xây dựng mạch nh− hình 7.18b 9.4.4.Các IC ổn áp tuyến tính. Ng−ời ta chế tạo ra các vi mạch ổn áp tuyến tính với giá thành hạ và sử dụng rất tiện lợi.Xét một số vi mạch thông dụng. Vi mạch MAA723(àA723) cho công suất ra tải 400mW với dòng tải 150 mA.Sơ đồ nguyên lý trình bày trên hình 9.19. Vi mạch này có các cách mắc trình bày trên hình 9.20 .Với một số linh kiện mắc ngoài sẽ tạo các mức điện áp khác nhau nh− ỏ các hình a,b,c,d,e : Hình 9.18 a)ổn áp dùng IC tuyến tính b)ổn áp tạo nguồn đối xứng D1 R1 R2 R3 C5 C3C2 C1 C4 D2 4 1 + 3 _ 2 6 7 5 R1 - UV -Ur + + +UV R1 R1' -UV T1 T2 R2 R2' T2' T1' C1 C1' A1 - + A2 + - R3 R3' R4 DZ R5 R6 C2' C2 R7 R8 +U r -Ur 266 a) cho Ur’=2ữ7V b) Ur’=7ữ37V c) Ur’=-(6ữ15)V d) Ur’=-(9,5ữ37)V e) Ur’<250V Các điện trở R1,R2,R3 chọn theo chỉ dẫn của hãng sản xuất,RS là điện trở hạn dòng.Dạng vỏ IC trình bày trên hình 9.20f. Vi mạch ba chân 78XX và 79XX. Họ 78XX cho điện áp ra cực tính d−ơng,79XX-cực tính âm(Hai số cuối chỉ trị số của điện áp ổn định đầu ra): 7805,7806,7808,7812,7815,7818,7824 có điện áp ra t−ơng ứng là 5v,6v,8v,12v,15v,18v và 24v 7905,7906,7908,7912,7915,7918,7924 có điện áp ra t−ơng ứng là -5v, -6v,-8v,- 12v,-15v,-18v và -24v. Dạng và cách mắc mạch trình bày trên hình9.21 Các IC này cho dòng tải cực đại khoảng 1 A.Muốn tăng dòng ta mắc thêm một tranzisto công suất nh− ở hình 9.22a,lúc này có thể cho dòng tới 5A. Muốn thay đổi điện áp ra ta mắc thêm diot zener nh− ở hình 9.22b,lúc này Ur=xx+UDZ. Vi mạch LM317.Đây cũnglà một loại vi mạch thông dụng ba chân với điện áp ra có thể điều chỉnh đ−ợc trong khoảng 1,25 vữ25v.Sơ đồ mắc mạch có dạng hình 9.23. Điện áp chuẩn là 1,25 v.Điện áp ra tính theo công thức 9(34). . Đầu ra . Bù tần số Hạn dòng Đầu đo Đầu vào thuận Đầu vào đảo Hình 9.19 Sơ đồ nguyên lý bên trong của IC ổn áp MAA723(àA723) D1 62V 500 25K T2 T3 T4 1K T7 C1 R15 R6 R7 T6 R8 T1 T10 T9 R9 R10 R11 4 3 Uch . 5 + Ucc - T11 T12 T13 T14 7 R13 Uc T15 R12 6 9 T16 10 1 R5 . R14 2 8 +Ucc 267 a) b) c) d) e) Hình9.20 Các cách mắc của IC MAA723 7805 7905 7806 7906 1 2 7808 7908 7ữ35V 3 0,1àF 7812 7912 7815 7915 7818 7918 7824 1 3 2 7924 3 1 2 a) b) Hình 9.21 a)vỏ IC 78XX,79XX b)Cách mắc mạch 8 7 6 4 10 3 1 5 9 2 +Ur +Ur'R1 R2 R3 RS 100 10 1 2 3 4 5 9 8 1 6UZ 1 2 34 5 6789 10 8 7 UZ 4 10 3 1 5 9 2 -Ur' 470 -Ur 3,3K R1 3,3K 2,2K 8 7 UZ 4 10 3 1 5 9 2 -Ur' 470 -Ur 3,3K R 1 3,3K 2,2K Rs R2 12V:36V 8 7 6 4 10 3 1 5 9 2 +Ur +Ur'R3 R2 R1 RS 100 8 7 UZ 4 10 3 1 5 9 2 UB>3 V -Ur' 100 -Ur 3,3K R1 3,3K 2,2K 78XX 268 V) R R(,U 1 2+1251= (9.34) 9.4.5.Nguyên lý ổn áp xung. Trong các thiết bị điện tử chất l−ợng cao ng−ời ta sử dụng ổn áp xung.Trong ổn áp xung phần tử hiệu chỉnh không phải làm việc liên tục mà chỉ thông trong khoảng thời gian tồn tại của xung nên tổn hao nhiệt trên nó giảm,hiệu suất cũng nh− độ bền của mạch tăng. Xét nguyên lý trên một khoá cơ điều khiển đóng ngắt nguồn liên tục nh− ở hình 9.24a. Giá trị trung bình của xung đ−ợc xác định bằng diện tích xung h.tx trên độ dài 1 chu kỳ xung: Utb= T t.Uv X (9.35) Trong ổn áp xung ng−ời ta giữ cho giá trị trung bình Utb của xung không đổi.Từ biểu thức (9.35) ta thấy muốn giữ cho giá trị trung bình của xung không đổi cần cho tỷ số tX/T biến thiên theo chiều ng−ợc lại với chiều biến thiên của UV.Nh− vậy có thể thay đổi chu kỳ hoặc độ rộng hay độ rỗng của xung để đạt mục đích trên. Trong thực tế ng−ời ta sử dụng khoá điện tử trên tranzisro công suất thay cho khoá cơ khí K. 78xx Hình.9.22.Sơ đồ mắc 78xx,89xx a)Sơ đồ mắc tăng dòng b)Sơ đồ mắc tăng áp 78xx1 2 3 3 1 2 6O R DZ Uv Uv Ur Ur Ur LM317 5K R2 240 R1 Hình.9.23.Sơ đồ mắc LM317 Uv 1 Fà a) b) Hình 9.24 a) khoá cơ khí tạo xung b) xung điện áp trên tải Rt Rt UU K u(t) t tX h T 269 Ta xét nguyên lý xây dựng một mạch ổn áp xung theo sơ đồ khối hình 9.36. Khi thông, khoá K dẫn năng l−ợng từ nguồn một chiều đến phần tử tích luỹ năng l−ợng (là cuộn cảm và tụ điện ).Khi khoá tranzisto ngắt thì phần tử tích luỹ cung cấp năng cho mạch tải.Tần số đóng mở của khoá th−ờng chọn trong khoảng 16ữ50 Khz để chánh nhiễu âm thanh.Trong dải tần số này tải là cuộn cảm có lõi là pherit là thích hợp nhất.Trong hình 9.24 khoá K mắc nối tiếp với tải.Mạch so sánh thực hiện trên khuếch đại thuật toán là mạch so sánh có trễ.Khi điện áp ra giảm đến mức U2 thì khoá K thông,nguồn một chiều cấp năng l−ợng cho mạch,cuộn cảm nạp điên,điện áp trên cuộn cảm tăng,điện áp ra tăng theo.Khi điện áp ra đạt giá trị Ur’=U1 thì khoá ngắt,cuộn cảm phóng điện cùng chiều với tải.Quá trình lặp lại có chu kỳ.Độ gợn sóng bằng hiệu hai điện áp ∆U=U1-U2 ( khoảng vài chục mV). Các mạch ổn áp xung trong thực tế th−ờng đ−ợc xây dựng theo sơ đồ khối hình 9.25 . -Mạch chỉnh l−u 1 chỉnh l−u điện áp xoay chiều của l−ới điện thành điện áp một chiều để cấp cho mạch nghịch l−u và ổn áp -Mạch nghịch l−u biến đổi dòng một chiều thành xung ngắt mở với tần số nh− trên,có thể coi là dòng xoay chiều hình sin.Năng l−ợng dòng xoay chiều này sẽ qua biến áp xung chuyển sang mạch thứ cấp. Ur’ Đặc tính thực U1 U2 Y t a) b) Hình 9.24 a)Một ph−ơng án xây dựng ổn áp xung b)Đồ thị thời gian điện áp ra Ur’và điện áp ở bộ so sánh Chỉnh l−u1 Chỉnh l−u2 Nghịch l−u- ổn áp Khuếch đại một chiều So sánh Lấy mấu điện áp Tạo điện áp chuẩn u1 u2 U= VR Hình 8.25.Sơ đồ khối mạch ổn áp xung K U r Ur' Rt Uch R3 R2 R1 L C 270 -Mạch chỉnh l−u thứ hai nắn dòng xoay chiều tần số cao,cho tần số đập mạch lớn,lấy ra cá điện áp một chiều cấp cho các mạch trong máy. -Mạch ổn áp : điện áp một chiều trên đ−ợc so sánh điện áp ra với một mức điện áp chuẩn;Sai số thông qua mạch dò sai đ−ợc dùng để điều khiển khoá ngắt mở nhanh hay chậm,tức là diều chế độ rộng của xung tuỳ theo mức điện áp ra:Mức cao thì thời gian thông của khoá ngắn và ng−ợc lại;tức là giã cho giá trị trung bình theo (9.35) là không đổi. Ta xét mạch nguồn ổn áp xung trong máy thu hình màu JVC-210 HM trên hình 8.26 làm ví dụ. Mạch nghịch l−u:Điien áp một chiều đ−ợc cầu D1-D4 chỉnh l−u thanh một chiều ,qua tụ lọc C1 dẫn đến cuộn (1)-(2) rồi đến chân 3 của IC dò sai nằm chờ .Nếu khoá K 5 thông thì mới có dòng qua nó và điện trở R1.Chính dòng điện qua nạp cho tụ C2 (dòng:+→R2→Bazo khoá K (3)→Emitơ(4)→R1→ -) mở thông khoá K lần đầu tiên,làm cho dòg coletơ qua cuộn (1d−ơng +)-(2âm - ) cảm ứng sang (3d−ơng+)- (4âm -).Âm ở (4) qua C3-R3 quay về bazơ đóng tranzisto lại.Khoá tắt thì dòng qua (1)-(2) giảm đột ngột về 0,tạo nên điện áp cảm ứng sang (3)-(4) ngực dấu khi tr−ớc.Xung d−ơng ở (4) lại thông khoá K và quá trình nghịch l−u tiếp tục.Năng l−ợng xoay chiều qua biến áp xung qua cuộn thứ cấp và các diot chỉnh l−u thành các điện áp một chiều t−ơng ứng cấp cho các mạch trong máy. Hình 9.26.Nguồn ổn áp xung . Dò sai VR Chỉnh mức điện áp ra +115V +15V -30V R2 C2 R3 C3 C1 R11 2 3 4 5 (1) (2) (5) (6) (3) (4) C4 C5 C6 C7 D1 D2 D4 D3 80-260 V . K D5 D6 D7 D8 Chỉnh l−u mức một Chỉnh l−u mức haiNghịch l−u-ổn áp ~ 271 Mạch ổn áp:Khi nguồn vào ở mức cao thì hạ áp trên cuộn (1)-(2) cao nên ghép sang cuộn (5)-(6) cũng cao.Diot D5 chỉnh l−u,đ−a l−ợng một chiều lớn về chân 1 IC dì sai.Mức này đ−ợc so sánh với ng−ỡng lấy ra từ triết áp VR.Kết quả so sáng đem điều khiển tranzisto khoá K thông trong thời gian rất ngắn.Vì vậy năng l−ợng chuyển sang thứ cấp vẫn ổn định.Khi nguồn thấp thì qúa trình diễn ra ng−ợc lạ. Trong mach này ,khi nguồn đã ổn địng thì ng−ời ta đ−a xung quýet dòng về c−ỡng chế mạch nghịch l−u thông -tắt heo nhịp tần số dòng .Nh− vậy dạng dao động xung ở biến áp xung có dạng nh− hình 9.27. 9.5.ổn áp xoay chiều. Các thiết bị ổn định điện áp xoay chiều,gọi tắt là ổn áp xoay chiều đ−ợc thiết kế có công suất từ vài trăm woat đến hàng chụ Kwoat đ−ợc bán rông rãng trên thị tr−ờng.Nó đ−ợc sử dụng để cấp điện áp xaoy chiều ổn định(th−ờng là 220V) cho các thiết vị dân dụng hay công nghiệp. 9.5.1.Nguyên lý ổn áp xoay chiều đơn giản a) ổn áp theo nguyên lý bão hoà từ. ổn áp theo nguyên lý bão hoà từ đ−ợc xây dựng theo sơ đồ hình 9.28a.ở đây hai cuộn dây lõi từ L1 và L2 mắc nối tiếp với cuộn L1 là cuộn không bão hoà từ,cuộn L2 là cuộn bão hoà từ.Xét nguyên lý hoạt động trên hình 9.28b.Tải Rt mắc song song với cuộn L2,tức điện áp lấy ra tải lấy trên cuộn bãi hào từ.Đặc tuyến Von-Ampe của hai cuộn trình bày trên hình 9.29.Cuộn L1 không bão hoà từ nên đặc tuyến U1(I)là đ−ờng thẳng(đ−ờng 1), cuộn L2 là cuộn bão hoà từ nên đặc tuyến U2(I)là đ−ờng cong(đ−ờng2) với đoạn ab có dòng tăng nh−ng điện áp hầu nh− không tăng. Vì mắc nối tiếp nên UV=U1+Ura.Khi điện áp vào biến động với khỏang ∆UV thì dòng điện sẽ bién thiên ∆I,điện áp trên hai cuộn biến thiên t−ơng ứng là ∆U1 và ∆U2=∆Ura.Vì cuộn L2 bão hoà nên ∆UL2<<∆U1,,nên ∆UV Xung tần số quét dòng t t Xung nghịch l−u khi mức điện ápcaoU=260V t Xung nghịch l−u khi mức điện áp vừaU=180V t Xung nghịch l−u khi mức điện áp thấpU=80V Hình9.27. a) b) Rt Rt L1 L1 L2 L2 U2 U1 UV Hình 9.28 ổn áp xoay chiều có cuộn dây với lõi bão hoà từ Hình 9.29 Đặc tuyếnn V-A ổn áp xoay chiều có cuộn dây với lõi bão hoà từ UV U2 U1 U 3 2 1 a b ∆UV ∆ ∆U1 Ura I∆ I 272 ≈∆U1,tức điện áp ra hầu nh− không đổi(nếu chọn chế độ là việc trong đoạn ab của đặc tuyến cuộn L2) b) ổn áp theo nguyên lý cộng h−ởng dòng điện. Trong sơ đồ hình 9.30a có hai cuộn L1 và LK là hai cuộn không bão hoà từ,cùng cuốn trên một lõi từ;cuộn L2 là cuộn bão hoà từ ,cùng với C tạo thành một mạch cộng h−ởng song song (cộng h−ởng dòng điện )ở tần số của điện áp nguồn UV.Khi cộng h−ởng nh− vậy thì dòng qua L2 lớn hơn nhiều so với dòng trong mạch chính.Đặc tuyến Von-Ampe của cuộn L1 và cuộn LK là đ−ờng 1và 2 có dạng nh− nhau-cùng tuyến tính , của cuộn bão hoà L2 là đ−ờng 3.Từ mạch ta có UV= U1+U2 (9.36) Ur=Ut= U2+Uk (9.37) Theo (9.36) sẽ cộng hai đồ thị 1và 3 theo trục tung sẽ đ−ợc đ−ờng 4. Theo (9.37) sẽ trừ đồ thị 3 và đồ thị 2 theo trục tung sẽ đ−ợc đ−ờng 5. Từ đồ thị ta thấy điện áp ở đầu re biến thiên một l−ợng ∆Ut<<UK, nghĩa là điện áp ra tải sẽ đ−ợc ổn định. b) ổn áp theo nguyên lý cộng h−ởng điện áp. Mạch hình 9.31a làm việc ở chế độ cộng hửng điện áp tại tần số của nguồn tác động UV.Khi cộng h−ởng điện áp trên L lớn hơn nhiều lần điện áp tác động .Cuộn L cũng là việc ở chế độ bào hoà từ. Đặc tuyến Von -Ampe của tụ điện C là qua hệ tuyến tính theo đ−ờng 1,đặc tuyến của cuộn bào hoà t−ơng từ L là đ−ờng hai. Vì điện áp trê C và L là ng−ợc pha nên lấy đồ thỵi 1 trừ đi đồ thị 2 theo trục tung sẽ đ−ợc đồ thị 3 là sự phụ thuộc của điện áp tác động vào dòng điện trọng mạch.Với cách là viêch nh− vậy sẽ cho điện áp ra tải ổn định với ∆Ut<<∆UV. L1 L2 U2UV Hình 9.30 ổn áp xoay chiều có cộng h−ởng dòng điện Ura UKU1 U 3 2 1 I 4 5 ∆ ∆ ∆ UV Ut UK a) b) C LUV Hình 9.31 ổn áp xoay chiều có cộng h−ởng dòng điện Ura UKUC U 2 3 I 1 3 ∆ ∆ ∆ UC Ut UV a) b) 273 9.5.1.Nguyên lý ổn áp xoay chiều có động cơ tự hiệu chỉnh. Các mạch ổn áp xaoy chiều htrình bày trên th−ờng có hiệu quả ổn áp thấp,không cấp đ−ợc công suất lớn.Để khắc phục nh−ợc đm này ng−ời ta thiết kế các máy ổn áp có động cơ tự động hiệu chỉnh điện áp. a)Nguyên lý chung. Nguyên lý hoạt động của mạch đ−ợc trình bày trên sơ đồ khối hình 9.32. bao gồm các khối 1.Máy biến áp 2.Bộ biến đổi 3.Mạch so sánh 4. Mạch tạo tín hiệu chuẩn 5.Mạch khuếch đại sai lệch 6.Động cơ chấp hành. Nguyên lý hoạt động của sơ đồ nh− sau: Khi điện áp vào thay đổi thì điên áp ở đầu ra của biến áp 1 sẽ thay đổi.L−ợng thay đổi này đ−ợc chuyển thành đại l−ợng UX ở mạch 2 để so sánh với tín hiệu chuẩn UCHtạo ra từ mạch 4 để so sánh ở mạch3 . Đầu ra của mạch so sánh là l−ợng sai lệch ∆U=∆UCH-∆UX.Nếu l−ợng sai lêch ∆U bằng 0 thì toàn mạch đang ở trạng thái chuẩn ,cho điện áp ra là giá trị danh định.Khi ∆U≠0 thì l−ợng sai lệch này sẽ đ−ợc khuếch đại lên ở 5 để làm tăng độ nhạy của sơ đồ ,rồi l−ợng này căn cứ vào trị số và dấu của nó tác động lên mạch điều khiển động cơ 6 để động cơ điều khiển các chấu của bíên áp(thanh quét) ,cho điện áp ra về giá trị danh định. b)Sơ đồ nguyên lý. Sơ đồ nguyên lý trình bày trên mạch hình 9.34 là của ổn áp Lioa 1000 BW,có các khối và hoạt động theo nguyên lý trên.Biến áp cấu tạo lõi hình xuyến chịu mức điện áp vào đến 250V.Biến áp tạo các mức điện áp ra 100V,110V,220V; von kế V đo điện áp ra ,ampe kế A đong dòng ra tải.Mạch điều khiển motơ điều khiển chổi than quét trên các vòng dây của biến áp để dừng ở vị trí thích hợp,nh− vậy biến áp tự ngẫu sẽ cho điện áp ra danh định. Motơ dùng loại 12 V DC quay theo hai chiều tuỳ theo dấu của 1 2 3 4 56 Mach điều khiển động cơ Hình 9.33 Sơ đồ khối ổn áp có động cơ tự động hiệu chỉnh điện áp. Điện áp vào Hình 9.34 Sơ đồ ổn áp có động cơ tự động hiệu chỉnh điện áp. 0 100 110 220V Mạch điều khiển động cơ Động cơ (150-250) V A 274 điện áp điều khiển. Nh− vậy chỉ cần xét mạch điều khiển động cơ trên hình 9.35.có thể thấy rõ nguyên lý làm việc của ổn áp . 22V AN7812 9 10 8 7 6 5 4 3 2 1 _ + _ + B A 6 2 0 9 9 1 2 3 4 5 6 7 81011121314 + _ + _ + _ + _ Motơ Motơ HA17324 R8 27K R9 27K R4 100K R2 4K R3 22K R1 1K R7 200K R6 62K D2 D4 D1 D3 C2 C1 470 + _ + _ 470 Fà Fà D6 D5 C3+ _ 50 FàR5 470 Hình 9.35 Mạch điều khiển Motơ của ổn áp Lioa 1000BW Nguồn một chiều cấp cho khối điều khiển trích từ một cuộn của biến áp mức 22V,qua cầu nắn D1-D4 ,qua R1 cấp nguồn cho IC HA17324 và tạo nguồn chuẩn trên cặp diot ổn áp D5-D6.Mức điện áp chuẩn 6 V DC đ−ợc đ−a vào các chân 2,6,9 và 12 để làm các mức ng−ỡng cho các khuếch đại thuật toán t−ơng ứng.Mặt khác nguồn đ−ợc cấp cho IC ổn áp AN7812 ,lối ra IC này cho 12 VDC ổn định cấp cho IC khuếch đại công suất BA6209.Điện áp lấy mẫu cũng là các thành phần một chiều qua phân áp R2,R3,R4,R5,R6,R7 đ−a vào các chân 3,5,10,13 là các đầu vào đảo của khuếch đại thuật toán để thực hiện so sánh.Kết quả so sánh đ−a ra các chân 1 và 14 tới IC khuếch đại công suất rồi đ−a ra ở các chân 2 và 10 của IC này để điều khiển Motơ.Motơ quay sẽ đặt chổi than vào vị trí t−ơng ứng của biến áp tự ngẫu,cho điện áp ra danh định.
File đính kèm:
- giao_trinh_ky_thuat_dien_tu_nguyen_van_thuoc.pdf