Giáo trình Kỹ thuật mạch điện tử - Phần 1 - Trương Văn Cập

ner. 
 394
Hệ số ổn áp G đối với điện áp một chiều cũng đồng thời là hệ số lọc đối với 
điện áp xoay chiều (ù) đ−ợc xác định nh− sau: 
ZZZ
Z
r
r
r
R
r
R
r
Rr
U
UG ≈+=+′∆
∆= 1 
Hệ số ổn áp t−ơng đối: 
r
r
Zr
r
rr
rr
U
U
r
R
U
UG
UU
UUS
′≈′=′′∆
∆=
/
/
Mạch ổn áp loại này chỉ đ−ợc dùng khi công suất ra yêu cầu là nhỏ, vì hiệu 
suất của nó thấp ( %50≈η ) và công suất tổn hao trên R và Zr lớn. Kinh nghiệm 
cho thấy, trong mạch này để đảm bảo ổn định tốt, nên chọn rr UU ′ữ= )35,1( và 
maxmin ZZZ III << 
trong đó, maxZI là dòng cực đại cho phép qua điôt và minZI t−ơng đ−ơng với min20I 
trên hình 10.10. 
Để tăng hệ số ổn áp G , có thể mắc nối tiếp hai khâu ổn áp bằng điôt Zener 
nh− trên hình 10.13. Mạch này có: 
21 .GGG = 
và 21.SSS = (khoảng 42 1010 ữ ). 
Trong đó: 21, GG và 21 , SS lần l−ợt là hệ số ổn định tuyệt đối và hệ số ổn 
định t−ơng đối của khâu ổn áp thứ nhất và thứ hai. 
 395
Mạch dùng hai điôt có tác dụng ổn áp tốt hơn mạch điện trên hình 10.12. 
Tuy nhiên xét về mặt ảnh h−ởng của tải thì hai mạch nh− nhau, vì điện trở trong 
của mạch này. 2Zi rR = 
Khi cần ổn áp trị số nhỏ có thể dùng điôt th−ờng mắc theo chiều thuận nh− 
trên hình 10.14. Với sơ đồ này, khi số điôt là ba, ta có: 
DDD
D
r
R
r
R
r
rRG
33
1
3
3 ≈+=+= (10.15) 
Và 
r
r
Dr
r
U
U
r
R
U
UGS
′=′= .
3
. 
Trong đó: Dr là điện trở thông của điôt, đ−ợc xác định theo biểu thức 
(10.16). 
D
T
D
D
D I
U
I
Ur ≈∂
∂= (10.16) 
 TU - là điện áp nhiệt. 
10.3.2. Mạch ổn áp dùng điôt Zener với mạch lặp emito ở đầu ra. 
Sơ đồ ổn áp dùng điôt Zener đã xét trong mục 10.3.1 th−ờng có công suất 
tổn hao khá lớn: ZZth UIP = . 
Khi yêu cầu dòng ra tải lớn, phải chọn điôt có dòng lớn. Điôt Zener chỉ 
thích hợp với các bộ chỉnh l−u công suất nhỏ. Có thể dùng các mạch ổn áp Zener 
có tầng ra là một mạch lặp emito để ổn áp cho các mạch chỉnh l−u công suất lớn 
hơn. 
Sơ đồ 10.15a dùng cho tr−ờng hợp điện áp ra cố định. Trong sơ đồ này, điôt 
Zener đ−ợc nối với tải qua một mạch lặp emito. Do cách mắc này, nên dòng qua 
 396
điôt Zener là ββ
tE
bo
III =≈ nhỏ hơn dòng qua tải β lần ( β là hệ số khuếch đại 
dòng điện một chiều của tranzistor khi mắc emito chung). Do đó có thể dùng điôt 
Zener có dòng nhỏ cho các bộ chỉnh l−u công suất t−ơng đối lớn. 
ZU
rU
R
zI
BoI
T
rU ′
ZU
rU
R
zI
T
rU ′
P
++
− −
)a )b 
Hình 10.15. Sơ đồ ổn áp dùng điôt Zener với mạch lặp emito ở đầu ra: 
a) Điện áp ra cố định; b) Điện áp ra thay đổi. 
Trong sơ đồ trên hình 10.15a, điện áp chỉnh l−u đ−ợc xác định theo biểu 
thức (10.17). 
 BEZr UUU −=′ (10.17) 
Với VU BE )7,06,0( ữ≈ . 
Điện trở trong của sơ đồ chính là điện trở ra của mạch lặp emitơ khi coi R 
và zr là điện trở phân áp bazơ. Ta có: 
1+= β
BE
i
rR 
Trong đó: BEr là điện trở vào của tranzistor 
Vì Zi rR < , nên mạch ổn áp loại này có điện áp ít phụ thuộc vào tải, do dòng 
qua điôt Zener nhỏ, nên có thể chọn trị số của điện trở R lớn để tăng hệ số ổn áp 
(xem biểu thức 10.15). Với sơ đồ 10.15b, có thể lấy ra điện áp rU ′ là một phần 
của ZU qua chiết áp P . Nếu chọn điện trở chiết áp P nhỏ hơn BEr thì điện trở 
trong của mạch tăng không đáng kể. 
 397
10.3.3. Mạch ổn áp có hồi tiếp. 
10.3.3.1. Nguyên tắc thực hiện các sơ đồ ổn áp có hồi tiếp và phân loại. 
Để thoả mãn các yêu cầu cao hơn về mặt ổn áp, ổn dòng cũng nh− công suất 
ra, ng−ời ta dùng các mạch ổn định có hồi tiếp. Nguyên tắc làm việc của các sơ 
đồ ổn định có hồi tiếp đ−ợc biểu diễn trên hình 10.16. Trong mạch này, một phần 
điện áp (dòng điện) ra đ−ợc đ−a về so sánh với một giá trị chuẩn. Kết quả so sánh 
đ−ợc khuếch đại lên và đ−a đến phần tử điều khiển. Phần tử điều khiển thay đổi 
tham số làm cho điện áp (dòng điện) ra trên nó thay đổi theo xu h−ớng tiệm cận 
dần đến giá trị chuẩn. 
Hình 10.17a và 10.17b minh hoạ ph−ơng pháp lấy tín hiệu đ−a về mạch so 
sánh khi ổn áp (a) và khi ổn dòng (b). 
Hình 10.17. Cách lấy tín hiệu đ−a về bộ so sánh 
a) Khi ổn áp ; b) Khi ổn dòng. 
Có thể thấy rằng, tất cả các nguồn áp ( iR nhỏ) và nguồn dòng ( iR lớn) đ−ợc 
thực hiện theo ph−ơng pháp hồi tiếp, đều là những mạch ổn áp hoặc ổn dòng. Tuy 
nhiên do yêu cầu về mặt công suất, nên trong các sơ đồ ổn áp và ổn dòng còn có 
thêm một bộ khuếch đại công suất mắc trong mạch hồi tiếp. 
 398
Các sơ đồ ổn định có hồi tiếp đ−ợc chia thành hai loại cơ bản: ổn định song 
song và ổn định nối tiếp. 
Nguyên tắc ổn định song song đ−ợc biểu diễn trên hình 10.18. Trong đó 
tranzistor điều khiển đ−ợc mắc song song với nguồn điện áp chỉnh l−u rU . 
Bộ khuếch đại thuật toán có hiệu điện áp vào 0=dU . Khi điện áp ra giảm thì 
điện áp bazơ-emitơ của tranzistor T 
giảm nhanh hơn. Do đó dòng emito 
giảm, hạ áp trên iR giảm làm cho điện 
áp ra tăng. Nhờ khâu hồi tiếp âm, nên 
điện áp ra rU ′ luôn luôn có trị số bằng 
điện áp chuẩn chU . Sơ đồ ổn áp song 
song chỉ đ−ợc dùng trong các bộ chỉnh 
l−u công suất bé, vì hiệu suất của nó 
thấp. 
rU′
+
−ch
U
rU +
−
T
rU ′rU
+
−
T
+
−ch
U
)a )b 
Hình 10.19. Nguyên tắc ổn áp nối tiếp 
a) Dùng mạch lặp emito ; b) Dùng mạch emito chung. 
Trong sơ đồ ổn áp nối tiếp (hình 10.19) tranzistor điều khiển T đ−ợc mắc 
nối tiếp với nguồn điện áp chỉnh l−u rU . Tranzsitor T trên hình 10.19a, đ−ợc mắc 
theo kiểu mạch lặp emitơ. Điện áp vào của bộ khuếch đại thuật toán luôn luôn 
bằng không do đó điện áp ra chr UU =′ . Khi điện áp ra giảm thì điện áp bazơ tăng 
nhanh hơn làm cho điện áp ra tăng trở lại. Nếu thay mạch lặp emito bởi mạch 
emito chung nh− trên hình 10.19b thì có thể giảm đ−ợc dải biến thiên điện áp 
vào. Tuy nhiên so với sơ đồ 10.19a sơ đồ này có nh−ợc điểm là điện trở trong lớn. 
Hình 10.18.Nguyên tắc ổn định 
song song. 
iR
rU ′
+
−ch
U
dUrU
+
−
T
 399
Có thể giảm nhỏ điện trở trong bằng cách tăng hệ số khuếch đại của bộ khuếch 
đại thuật toán, nghĩa là phải dùng hai tầng khuếch đại. Vì vậy nguyên tắc này 
không thích hợp với sơ đồ ổn áp một tầng. 
10.3.3.2. Các sơ đồ ổn áp có hồi tiếp dạng đơn giản. 
Trên hình 10.20 là hai sơ đồ ổn định có hồi tiếp dạng đơn giản. Trong sơ đồ 
10.20a, 1T là phần tử điều khiển đồng thời làm nhiệm vụ khuếch đại công suất. 2T 
vừa là phần tử khuếch đại vừa mang tính chất nh− một phần tử so sánh, nó đ−ợc 
mắc theo kiểu emito chung có hồi tiếp âm về dòng điện trên zr . Khi rU ′ giảm thì 
qua bộ phân áp 21; RR điện áp bazơ 2T : 22 BEZB UUU += cũng giảm. Vì ZU 
không đổi, nên 2BEU giảm, làm cho 2CEU tăng, do đó 1BU tăng và rU ′ tăng trở lại. 
Nh− vậy, nhờ vòng hồi tiếp, điện áp ra rU ′ đ−ợc điều chỉnh sao cho (với 2R 
chọn nhỏ): 
 2
21
2
2 BEZrB UURR
RUU +=+′= (10.18) 
Vậy ZU là điện áp chuẩn. Điện áp ra đ−ợc xác định theo biểu thức (10.19) 
suy ra từ (10.18): 
 )1()(
2
1
2 R
RUUU BEZr ++=′ (10.19) 
Qua điện trở 3R có dòng colecto 2T là 2CI và dòng bazơ 1T là 31 ; RI B đ−ợc 
chọn sao cho dòng qua điôt Zener luôn luôn lớn hơn minZI để điôt zener có tác 
dụng ổn áp: 
minmax1
min
3
ZB
rr
II
UUR +
′−< 
 Khi tải thay đổi, mạch có tác dụng ổn áp khá tốt. Nh−ng khi điện áp vào rU 
thay đổi thì tác dụng ổn áp không lớn lắm ( 20≈G ), vì dòng qua 3R thay đổi theo 
điện áp vào rU . Có thể cải tiến mạch này để tăng hệ số ổn áp bằng mạch điện 
trên hình 10.20b. 
 400
3T
4R
rU ′
rU ′ rUrU 2T
1T 1T
2T
2R 2
R
1R1R
3R
3R ′1BU
1BU
zU 1zU
2Z
1Z
2BU2BU
)a )b 
Hình 10.20. Sơ đồ ổn áp có hồi tiếp dạng đơn giản. 
ở đây thay 3R bằng một nguồn dòng gồm 433 ,, RRT ′ và 2Z . Dòng colecto 
3T đ−ợc xác định theo biểu thức (10.20) không phụ thuộc vào điện áp vào rU . 
3
2
3
32
3 R
U
R
UU
I ZBEZC ′≈′
−= α (10.20) 
Trong đó: α là hệ số khuếch đại dòng điện của tranzistor khi mắc bazơ 
chung. 
Với mạch này có thể đạt đ−ợc hệ số ổn áp 000.101000 ữ=G lần. Điện áp ra 
của mạch cũng đ−ợc xác định theo biểu thức (10.19). Có thể thay đổi điện áp ra 
bằng cách thay đổi 1R mà dòng colecto 2T vẫn không thay đổi do có nguồn dòng 
3T . Điện áp ra đạt đ−ợc giá trị lớn nhất khi điện áp 03 =CEU , t−ơng ứng 
2Zrr UUU −≈′ . Do đó không nên chọn 2ZU quá lớn. Ngoài ra sơ đồ còn có −u 
điểm là điện trở trong nhỏ, vì nhờ nguồn dòng 3T mà 2T có hệ số khuếch đại điện 
áp lớn hơn trong sơ đồ 10.20a. 
3T
4R
rU′
rU′ rUrU 2T
1T 1T
2T
2R
3R′1BU 2Z
)a )b
1Z
1Z 3R′
4R 1Z
3T
Hình 10.21. Sơ đồ ổn áp có hồi tiếp dạng đơn giản với điện áp ra cố định. 
 401
Cũng có thể nối tắt 1R nh− trên sơ đồ 10.21a, hoặc mắc điôt Zener 1Z vào 
bazơ 2T nh− trên sơ đồ 10.21b, lúc đó điện áp ra đ−ợc xác định theo biểu thức 
sau: 
21 BEZr UUU +=′ 
10.3.3.3. Sơ đồ ổn áp có hồi tiếp dùng khuếch đại thuật toán. 
 Nếu chỉ cần thay đổi điện áp ra trong phạm vi hẹp, có thể dùng sơ đồ 10.22. 
Sơ đồ này t−ơng đ−ơng với sơ đồ 10.20a, khi thay 2T bằng một bộ khuếch đại 
thuật toán. Tác dụng ổn áp của mạch tăng cao nhờ bộ khuếch đại thuật toán có hệ 
số khuếch đại lớn. ở đây bộ khuếch đại thuật toán đ−ợc coi nh− một bộ khuếch 
đại đảo, điện áp vào cửa đảo NU bằng điện áp Zener ZU . Điện áp ra chỉ có thể 
biến thiên trong phạm vi hẹp sao cho dòng qua điôt Zener không biến thiên quá 
nhiều. 
ở cửa vào bộ khuếch đại 
thuật toán có các điôt bảo vệ khi 
quá áp trong tr−ờng hợp đóng hoặc 
ngắt mạch. 
Muốn có điện áp ra thay đổi 
đ−ợc trong phạm vi rộng, dùng sơ 
đồ 10.23. Bộ khuếch đại thuật toán 
mắc theo kiểu sơ đồ khuếch đại 
đảo. 2T và 3T làm nhiệm vụ 
khuếch đại nhằm tăng hệ số ổn áp. 2T là tầng khuếch đại bazơ chung, vì bazơ 2T 
nối đất, nên có thể điều chỉnh điện áp ra về tới mức “0”. 321 ,, RDD làm nhiệm vụ 
bảo vệ bộ khuếch đại thuật toán. 4R để cân bằng điện áp do dòng tĩnh qua 3R gây 
ra, 34 RR ≈ . Mức ổn áp ra phụ thuộc vào mức trôi điện áp lệch “không” của bộ 
khuếch đại thuật toán oU∆ và vào độ ổn định của nguồn chuẩn chU∆ . 
)(
2
1
choor UUR
RUU ∆+∆+∆=′∆ . 
Hình 10.22. Sơ đồ ổn áp 
dùng khuếch đại thuật toán. 
rU +
−
nZ
2RR′
1R
rU′
 402
+
−
2ZU
2R
1R
rU′rU 2T
1T
1BU6R
7R
3T
5R
4R
3R
chU
1D 2D
Hình 10.23. Sơ đồ ổn áp dùng khuếch đại thuật toán có điện áp ra thay đổi. 
Các điện trở 21 ; RR phải là những điện trở chính xác. Dòng qua 1R không 
đổi và bằng 2/ RU ch . 
10.3.3.4. Sơ đồ chống quá tải. 
Ta biết rằng bán dẫn rất nhạy cảm với dòng lớn. Vì vậy, trong các mạch ổn 
áp th−ờng phải dùng thêm mạch hạn dòng để tránh quá tải cho các tranzistor mắc 
nối tiếp với tải. Điôt D trên hình 10.24 làm nhiệm vụ đó. Khi dòng colectơ 1T lớn 
tới mức hạ áp trên 5R lớn hơn 2ZU thì điôt D thông. Đó là tr−ờng hợp 
5
2
max R
UI Zt = . 
rU′2
T
2R
2ZU
4R
rU
2T
1T
6R
3T
2ZU
5R
1R
tI
D3R
Hình 10.24. Sơ đồ ổn áp có hạn dòng 
Nếu dòng qua tải tiếp tục tăng thì dòng qua 3T giảm làm cho dòng qua tải 
không tăng đ−ợc nữa. Trong tr−ờng hợp ngắn mạch, dòng qua 1T cực đại đồng 
 403
thời hạ áp trên nó là zr UU − cũng lớn . Lúc này phải chú ý sao cho công suất tổn 
hao không v−ợt quá trị số cho phép. 
Sơ đồ 10.25 cũng có tác dụng hạn dòng nh− vậy. Khi dòng tải tăng, hạ áp 
trên kR tăng. Nếu hạ áp trên kR : 
54
4
54
4
3max RR
RU
RR
RUURI rrBEkt +′>+′+≈ (10.21) 
Thì 03 >BEU và 3T dẫn. Dòng colecto 3T tạo nên hạ áp trên điện trở R để 
điều khiển cho tầng Darlington theo xu h−ớng ngắt (dòng tải giảm). Từ biểu thức 
(10.21) có thể tính đ−ợc trị số cực đại của dòng tải maxtI . Đặc biệt, khi đầu ra 
ngắn mạch, dòng qua tải nhỏ hơn trong tr−ờng hợp có tải, lúc này kBEt RUI /3max = . 
Đây là một −u điểm lớn, vì nhờ đó tranzistor không bị quá tải kể cả khi điện áp 
vào lớn. Các sơ đồ hạn dòng loại này có đặc tính ra nh− biểu diễn trên hình 
10.25b. Sở dĩ mạch có đặc tính ra nh− vậy là vì điện áp 3BEU phụ thuộc đồng thời 
vào dòng điện tải tI và điện áp ra rU ′ (thông qua 54 ;RR ). 
Hình 10.25. a) Sơ đồ ổn áp dùng khuếch đại thuật toán có hạn dòng; 
b) Đặc tuyến ra của hình a. 
10.3.3.5. Vi mạch ổn áp. 
 Mạch điện các vi mạch ổn áp bao gồm đầy đủ các phần tử của một sơ đồ ổn 
áp có hồi tiếp kể cả khâu hạn dòng. Vì vậy chỉ cần mắc thêm một vài phần tử 
 404
ngoài là mạch có thể cho điện áp ra biến thiên trong một dải khá rộng. Tr−ờng 
hợp yêu cầu dòng tải lớn, có thể mắc thêm ở mạch ngoài một tranzistor công suất. 
Bằng cách đó có thể nhận đ−ợc các bộ ổn áp có dòng tải đến A15 một cách dễ 
dàng. 
10.3.4. ổn áp xung. 
Hiệu suất của mạch ổn áp liên tục (mục 10.3.3.) phụ thuộc nhiều vào công 
suất tổn hao thP của tranzistor công suất. Có thể giảm thP nếu cho tranzistor làm 
việc ở chế độ khác. Cũng giống nh− mạch ổn áp liên tục, điện áp vào mạch ổn áp 
phải luôn luôn lớn hơn điện áp một chiều ở đầu ra. 
ổn áp xung đặc biệt có ý nghĩa khi cần lấy ra điện áp nhỏ từ một điện áp 
vào lớn hơn với hiệu suất cao hoặc khi điện áp vào thay đổi nhiều (độ gợn sóng 
lớn). Khi mở, tranzistor khoá dẫn năng l−ợng từ nguồn vào đến một phần tử tích 
luỹ năng l−ợng (th−ờng là cuộn cảm và tụ điện) Trong thời gian tranzistor khoá 
ngắt thì phần tử tích luỹ cung cấp năng l−ợng cho mạch sao cho trên tải luôn luôn 
có điện áp ra. 
D L C
K
2R 1R
3R
tR
rU′rU
clU
Y
+
−
)a
rU′
1U
2U
0Y)b
t
t
0
0
Y
1U
2U
rU′ Đặc tính thực
Hình 10.26. a) Sơ đồ nguyên lý của mạch ổn áp xung; b) Đồ thị thời gian 
của điện áp trên tải rU ′ và điện áp ra bộ so sánh. 
 405
Tần số đóng mở của khoá th−ờng nằm trong phạm vi ( KHz)5016ữ để tránh 
nhiễu âm thanh. Trong khu vực tần số này dùng cuộn cảm có lõi pherit là thích 
hợp. Tần số càng cao thì phần tử tích luỹ năng l−ợng có kích th−ớc càng nhỏ, 
nh−ng hiệu suất giảm do tổn hao trong thời gian đóng mở tăng. 
Hình (10.26) biểu diễn nguyên lý làm việc của một mạch ổn áp xung có 
phần tử điều khiển mắc nối tiếp với tải. ở đây dùng mạch so sánh có trễ để so 
sánh. Khi điện áp ra giảm tới mức ng−ỡng d−ới 2U thì khoá K mở, do đó dòng 
điện qua cuộn cảm tăng đồng thời điện áp ra tăng theo, cuộn cảm tích luỹ năng 
l−ợng. Nếu 1UU r =′ thì K ngắt, cuộn cảm phóng điện cùng chiều với tải. Quá 
trình đó lặp đi lặp lại có chu kỳ. Độ gợn sóng của của điện áp ra đ−ợc xác định 
bởi hiệu các điện áp ng−ỡng 21 UU − (khoảng vài chục mV ). Độ ổn định của các 
mức ng−ỡng 1U và 2U cũng liên quan đến độ chính xác của điện áp ra. Để tăng 
hiệu suất của mạch phải dùng tranzistor có thời gian đóng mở ngắn. 
ổn áp xung cho hiệu suất cao và có dải ổn định điện áp rộng, nh−ng tốc độ 
điều khiển thấp, điện áp ra có độ gợn sóng lớn (vài ooo đến vài oo ). 
10.4 Chỉnh l−u đảo. 
Chỉnh l−u đảo là quá trình biến đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay 
chiều, th−ờng đ−ợc dùng trong các bộ biến đổi điện áp một chiều hoặc trong các 
bộ nguồn không dùng biến áp. Tr−ớc đây vài thập kỷ, quá trình chỉnh l−u đảo 
đ−ợc thực hiện bởi ph−ơng pháp cơ khí (hình 10.27). 
~rU
~rUvU
~
+−
Cuộn dây Công tắc cơ khí
Hình 10.27. Mạch chỉnh l−u dùng công tắc cơ khí. 
 406
Điện áp một chiều ở đầu vào lần l−ợt đ−ợc nối với nửa trên hoặc nửa d−ới 
của cuộn biến áp nhờ sụ đóng mở của một công tắc cơ khí. Do đó trên cuộn thứ 
cấp của biến áp hình thành một điện áp xoay chiều. 
Ngày nay thay vào công tắc cơ khí, ng−ời ta dùng bán dẫn (tranzistor hoặc 
thyristor). Hiệu suất của các mạch chỉnh l−u đảo dùng bán dẫn nằm trong phạm 
vi từ )%9580( ữ . Công suất của nó phụ thuộc vào các tham số giới hạn của bán 
dẫn ( maxmax , CEC UI ). Dùng thyristor có thể đạt đ−ợc công suất lớn. Mạch chỉnh l−u 
đảo thực chất là mạch tạo dao động tự kích. Tần số dao động th−ờng nằm trong 
phạm vi KHz . Do đó có thể dùng cuộn biến áp kích th−ớc nhỏ và vấn đề lọc đơn 
giản hơn, vì RC hoặc LC nhỏ hơn. Hình (10.28) cho hai ví dụ về mạch điện bộ 
chỉnh l−u đảo. 
~
~
−
−
rU− rU+0
rU− rU+
vU =
+
−
)a
~U
~
−
t
0
1U
+
−vU
vU
1U
C
vU ~UL
2U
1U
Hình 10.28. Mạch chỉnh l−u đảo; a)Dùng tranzitor; b) Dùng thyristor 
Sơ đồ (10.28a) dùng tranzistor để tạo dao động. Đó là sơ đồ tạo dao động 
ghép biến áp mắc theo kiểu đẩy kéo. 
Sơ đồ (10.28b) dùng thyristor, nguyên tắc làm việc của nó giống nh− sơ đồ 
chỉnh l−u đảo dùng chuyển mạch cơ khí trên hình (10.27). Bằng cách đặt vào các 
điện áp điều khiển thích hợp thyristor thay nhau mở. Quá trình ngắt của thyristor 
đ−ợc thực hiện nhờ tụ điện C . 
 407
10.5. Biến đổi điện áp một chiều và bộ nguồn không 
dùng biến áp nguồn. 
10.5.1. Biến đổi điện áp một chiều 
Đây là quá trình biến đổi một điện áp một chiều VU từ giá trị này sang giá 
trị khác thấp hơn hoặc cao hơn, hoặc biến đổi một điện áp một chiều thành một 
điện áp một chiều khác có dấu ng−ợc lại. Nó th−ờng đ−ợc dùng để tạo cao áp 
một chiều công suất nhỏ trong các thiết bị điện tử l−u động. Quá trình biến đổi 
điện áp đ−ợc chia làm hai giai đoạn: 
1. Biến đổi điện áp một chiều VU thành điện áp xoay chiều hình sin hoặc 
xung chữ nhật nhờ mạch chỉnh l−u đảo và biến áp. 
2. Chỉnh l−u điện áp xoay chiều và lọc. 
Th−ờng dùng điôt công suất để chỉnh l−u. Khi điện áp chỉnh l−u nhỏ hơn vài 
trăm vôn, có thể dùng điôt Schottky. Nếu dòng lớn hơn A10 thì điện áp thông của 
nó nhỏ hơn điện áp thông của điôt Silic thông dụng. 
Nếu điện áp một chiều ở đầu ra chỉ lớn hơn điện áp vào ( 32ữ ) lần thì có thể bỏ 
biến áp. Hình (10.29) cho thấy có thể dùng mạch bội áp bậc hai để tạo ra điện áp 
một chiều lớn gấp hai lần điện áp vào. ở đây, bộ tạo dao động dùng mạch di pha 
RC trong mạch hồi tiếp gồm 3 khâu di pha và 2321 .,, TTTT và 3T dùng tranzistor 
bù làm việc ở chế độ khoá. Khi 2T thông, điện thế tại điểm VA UUA =: khi 3T 
thông, điện thế 0≈AU . Vậy ở điểm A ta có một dãy xung chữ nhật. Khi 
20,AU C= đ−ợc nạp điện qua 1D , do đó: 
 VCEbhDVBC UUUUUU ≈−−== 312 
Trong đó: 1DU là điện áp thông của điôt 1D ; 
 3bhCEU là điện áp colecto - emito của 3T khi làm việc ở trạng 
thái bão hoà. 
Khi 2T thông, điểm A nối với VU và BU tăng lên đến giá trị: 
 VCVB UUUU 22 ≈+= 
Sau đó tụ 3C đ−ợc nạp qua 2D đến trị số Vr UU 2≈ . 
 408
Nếu mắc thêm phần mạch gồm 5443 ,,, CCDD ở đầu ra, ta có: Vr UU 4≈ . 
Thực tế rU nhỏ hơn chút ít, do hạ áp trên điôt. 
VU+
à250
1c
K1
K7,4 K7,4 K7,4
K5
à1,0 à1,0 à1,0 à250
4c
à250
5c
1D
2D
B
à250
2c
à250
3c
A
1T
2T
Hình 10.29. Mạch biến đổi điện áp một chiều không dùng biến áp. 
10.5.2. Bộ nguồn không dùng biến áp nguồn. 
Nguyên tắc làm việc của bộ nguồn không dùng biến áp đ−ợc minh hoạ trên 
hình 10.30. Điện áp từ mạng điện công nghiệp đ−ợc đ−a trực tiếp đến bộ chỉnh 
l−u, điện dung tải tC của bộ chỉnh l−u làm giảm độ gợn sóng của điện áp ra rồi 
đ−a vào mạch biến đổi điện áp một chiều vừa làm nhiệm vụ cách điện vừa tạo ra 
điện áp một chiều có trị số mong muốn. 
−u điểm cơ bản của bộ nguồn không dùng biến áp nguồn là kích th−ớc và 
trọng l−ợng nhỏ (giảm 25% đến 40% so với bộ nguồn thông th−ờng) đơn giản, 
không cần dùng các phần tử toả nhiệt, hiệu suất cao. 
Trong bộ nguồn này th−ờng dùng mạch ổn áp xung, trong đó tranzistor 
khoá phải có điện áp ng−ợc cho phép lớn (cỡ vài trăm vôn đến 1 KV). Tụ lọc 
nguồn phải là tụ đặc biệt có điện trở trong rất nhỏ. 
rU
Hình 10.30. Sơ đồ khối minh hoạ 
nguyên lý làm việc của bộ nguồn không dùng biến áp. 
 409
Với công nghệ tiên tiến có thể chế tạo các tranzistor có điện áp ng−ợc cho 
phép lớn và các điôt có thời gian đóng mở ngắn thì bộ nguồn không dùng biến áp 
ngày càng đ−ợc dùng nhiều và trở thành một trong những xu h−ớng đ−ợc quan 
tâm trong lĩnh vực cung cấp nguồn. 
 410
Tài liệu tham khảo 
 1. Phạm Minh Hà . Kỹ thuật mạch điện tử 
 Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2004. 
 2. Nguyễn Duy Chuyên, Trần Khánh Lân. 
 Thiết bị Thu vô tuyến điện - Học viện Kỹ thuật Quân sự 1979. 
 3. Tr−ơng Văn Cập, Tạ Quang Vinh 
 Thiết bị phát vô tuyến - Học viện Kỹ thuật Quân sự 1977. 
 4. Vũ Quang Trình, Luyện Quang Minh 
 Thiết bị phát siêu cao tần - Học viện Kỹ thuật Quân sự 1980. 
 5. Nguyễn Duy Chuyên, Trần Hữu Vị. 
 Thiết kế thiết bị thu - Học viện Kỹ thuật Quân sự 1980. 
 6. Tr−ơng Văn Cập, Tạ Quang Vinh. 
Thiết kế máy phát vô tuyến điện - Học viện Kỹ thuật Quân sự 1982. 
 7. Đỗ Xuân Thụ, Kỹ thuật điện tử 
 Nhà xuất bản giáo dục 2000.