Bài giảng Kỹ thuật điện tử - Nguyễn Văn Hân (Phần 6)

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật điện tử - Nguyễn Văn Hân (Phần 6)

1. 2.6. NGUỒN MỘT CHIỀU Sơ đồ khối Tải Biến áp Chỉnh Lọc ỉn áp/dịng lưu 2.6.1. Khái niệm chung • Cung cấp năng lượng một chiều cho các mạch điện tử. • Bộ nguồn một chiều thường cĩ bốn khối mạch: biến áp; chỉnh lưu; lọc; ổn áp hay ổn dịng. • Lối vào bộ nguồn một chiều thường là lưới điện xoay chiều. • Lối ra bộ nguồn một chiều là phụ tải. Biến áp và mạch chỉnh lưu đã học trước nên khơng nhắc lại ở phần này. 1
2. 2.6.2. Lọc thành phần xoay chiều* • Sau mạch chỉnh lưu dịng • Các dạng mạch lọc. điện và điện áp cĩ cực tính a. Lọc bằng tụ điện khơng đổi nhưng giá trị thay - Sơ đồ: Nối tụ điện song song đổi cĩ chu kỳ mà ta gọi là sự với tải. đập mạch. i t i o  A n sin nt  Bn cos nt n 1 n 1 • Hệ số đập mạch Kp của bộ lọc: - Hoạt động: Sự phĩng nạp của tụ điện làm giảm thành phần Biªn dé sãng hµi lín nhÊt cđa i (hayu ) Kp t t xoay chiều qua tải. Gi¸ trÞ trung binh cđa i (hayu ) 2 t t - Kết quả: Kp CRt 2
3. 2.6.2. Lọc thành phần xoay chiều • b. Lọc bằng cuộn cảm L • c1. Lọc hình chữ L • Do sức điện động tự cảm luơn • Bộ lọc kết hợp cả điện cảm cĩ xu hướng chống lại nguyên và điện dung hay điện trở với nhân gây ra nĩ nên làm giảm điện dung làm sĩng hài biến động U hay I trên Rt truyền qua được càng nhỏ. R Tác dụng lọc càng tốt. Kp t 3L 3
4. 2.6.2. Lọc thành phần xoay chiều • c2. Lọc hình chữ • d. Bộ lọc cộng hưởng. • Để tăng tác dụng lọc cĩ thể • Chọn Lk và Ck với tần số mắc nối tiếp vài mắt lọc hình cộng hưởng bằng tần số chữ với nhau. sĩng hài lớn nhất thì tác dụng ngăn chặn nĩ tác động lên tải tốt nhất. 4
5. 2.6.3. Đặc tuyến ngồi của bộ chỉnh lưu • Phương trình đặc tuyến U o Lọc C U o E o  U D I a rba Io R L Lọc hình • Trong đĩ: U là sụt áp trung bình trên LọcLC D Lọ đi ốt chỉnh lưu. c RC Ia rab là sụt áp trung bình trên cuộn thứ cấp biến áp. Io RL là sụt áp trên thần tử lọc. Io 5
6. 2.6.4. Ổn định điện áp  ỉn áp kiểu tham số: Đ Dùng đi ốt Zener đã học ở tiết trước.  Ổn áp bù dùng khuếch đại Uv S+K Ur cĩ điều khiển: - Sơ đồ khối Ech - Phân tích nhiệm vụ các khối - Ví dụ trong Work Bench • Các biện pháp nâng cao độ ổn định •Ưu điểm - Khử độ trơi do liên kết trực tiếp •Khuyết điểm - Tăng hệ số khuếch đại (So sánh+K. đại) - Dùng nguồn ổn định phụ. 6
7. IC ỔN ÁP Đ Uv 78S+K xx Rt Uv S+K Rt Ech 79 xx Ech • IC ổn áp khơng cĩ khả năng Đ cung cấp dịng tải lớn. • Muốn tăng dịng tải cần mắc thêm tranzito bổ trợ. • Giá trị điện áp ổn áp do IC quyết định. • Itải max do tranzito quyết định. 7
8. 2.6.4. Ổn định điện áp (sơ đồ ví dụ) • Hoạt động: 8
9. KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG NHANH Biên độ biến động điện áp vào 2Vx2=4V với tần số 100Hz. Điện áp ra 8,428V gần như khơng đổi. 9
10. MUỐN THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP RA THÌ ĐIỀU CHỈNH R2 R2 ở giá trị 75%-> Ura=8,4 28V. R2 ở giá trị 90%-> Ura=8,012V. Giải thích? 10
11. Bảng mạch thí nghiệm ổn định điện áp* • Nhận dạng linh kiện và phân tích hoạt động của mạch 11
12. Bảng mạch thí nghiệm ổn định điện áp* Mặt sau bảng mạch thí nghiệm 12
13. Bảng mạch thí nghiệm ổn định điện áp • Nhận dạng linh kiện và phân tích hoạt động của mạch 13
14. ỉn áp dùng IC họ 78xx và 79xx * • Nhận dạng linh kiện và phân tích hoạt động của mạch. 14
15. Ưu điểm, nhược điểm • ỉn áp bù cĩ mạch điện đơn giản, dễ lắp ráp và triển khai sử dụng. • Điện áp vào phải lớn hơn điện áp ra. Ura = Uổn định Uvào min • Nếu Uvào xấp xỉ, bằng hay thấp hơn giá trị Ura = Uổn định thì khả năng ổn áp khơng cịn. • Cơng suất tiêu hao trên Đ ( Tranzito Đ làm nĩ nĩng lên nên cần cánh tỏa nhiệt). Nhiệt độ càng cao khi dịng tải lớn và Uđc lớn. KHẮC PHỤC: DÙNG MẠCH ỔN ÁP XUNG 15
16. ỉn áp xung Nguyên lý chung • Biến điện áp một chiều thành dạng xung. • Thay đổi tham số xung phù hợp với sự biến động của tải hay điện áp vào Tạo So K theo ba cách: XĐK sánh – Thay đổi độ rộng xung. – Thay đổi độ trống Tạo Tạo của xung. nhịp20K U – Thay đổi đồng thời chuẩn cả độ rộng và độ rỗng của xung. Sơ đồ khối ổn áp chỉnh độ rộng xung 16
17. ỔN ÁP XUNG KIỂU SƠ CẤP • Ưu điểm: Cĩ khả năng ổn áp dải rộng và tạo ra nhiều mức điện áp ổn định khác nhau, cực tính khác nhau. • Nhiệm vụ các khối: 90- Chỉnh Chuyển Chỉnh 240 lưu, mạch VAC lưu, lọc MOS FET lọc Dao động UC3842, UPC494, MB3759 17
18. 2.7. PHẦN TỬ NHIỀU MẶT GHÉP P-N 2.7.1a. Cấu tạo tiristo • Bốn lớp bán dẫn P-N đặt xen Katơt kẽ (dấu + thể hiện nồng độ tạp chất cao hơn). Nối ra ngồi ba Gate điện cực Anơt, Katơt, Gate. • Ký hiệu trong WorkBench • Hình dạng thực tế A + + P1 N1 G + Anơt P2 + + N2 K 18
19. 2.7.1b. Đặc tuyến của tiristo A Dẫn thuận I + + P1 J1 N1 J2 G + P2 J3 + + U N2 Chắn ngược Chắn thuận K • ë miền chắn ngược tiristo tương đương như 2 đi ốt mắc ngược. • Tăng điện áp ngược đến một giá Đánh thủng trị nào đĩ tiristo bị đánh thủng. • Khi UAK đủ lớn hay cĩ xung • ë miền chắn thuận tiếp giáp J2 điện áp dương tác động vào G phân cực ngược chưa bị đánh làm đánh thủng thác lũ J2, thủng, tiristo tương đương như tiristo tương đương như hai đi đi ốt mắc ngược. ốt mắc thuận. 19
20. 2.7.2. Mạch khống chế kiểu pha xung dùng tiristo • Phải đảm bảo tiristo luơn cấm khi chưa cĩ xung dương kích thích vào cực G • Điện áp ngược cực đại của tiristo lớn hơn điện áp nguồn. • Cơng suất điều khiển được trên tải phụ thuộc giá trị dịng điện dẫn thuận cho phép của tiristo. • Xem tham số tiristo và thí nghiệm mạch điện này trong Work Bench với File: Dieu khien dung tiristo. 20
21. 2.7.3. Điac và Triac • Cấu tạo: Bốn lớp bán dẫn xếp xen kẽ nhau như hình vẽ. A2 A2 P1 P1 N1 N2 N1 N2 G P2 P2 N N 3 3 I I P3 N4 P3 N4 Dẫn Dẫn A1 A1 U U Chắn Chắn Chắn Chắn Dẫn • Đặc tuyến Dẫn 27
22. Thí nghiệm mạch điều khiển dùng tiristo và triac * Phần trên là mạch thí nghiệm tiristo (SCR). Phần dưới là mạch thí nghiệm Triac. 31
23. Thí nghiệm mạch điều khiển dùng tiristo và triac * Mặt sau bảng mạch. Phần trên là mạch thí nghiệm tiristo (SCR). Phần dưới là mạch thí nghiệm Triac. 32
24. Thí nghiệm mạch điều khiển dùng tiristo và triac • Phần trên là mạch thí nghiệm tiristo (SCR). Phần dưới là mạch thí nghiệm Triac. 33
25. Thí nghiệm mạch điều khiểndùng tiristo và triac • Phần trên là mạch thí nghiệm tiristo (SCR). Phần dưới là mạch thí nghiệm Triac. 34
26. Bảng mạch thí nghiệm ổn định điện áp* • Nhìn từ mặt sau mạch ổn áp dùng 3 tranzito. • Phân tích sơ đồ và nhận dạng vị trí linh kiện. 35
27. ỉn áp dùng IC họ 78xx và 79xx • Nhận dạng sơ đồ ở mặt sau mạch thí nghiệm. 36
28. Bảng mạch thí nghiệm ổn định điện áp • Bảng bên trái là mạch chỉnh lưu cầu cĩ lọc sơ bộ bằng tụ C. • Bảng bên phải là mạch ổn áp dùng hai tranzito. Điều chỉnh điện áp ra theo yêu cầu bằng VR1. • Tranzito làm nhiệm vụ điều chỉnh cĩ vỏ kim loại gắn cánh tản nhiệt. 37
29. Thí nghiệm mạch điều khiển tiristo * • Hai mạch chỉnh lưu cầu. IC ổn áp 7809 cấp nguồn cho mạch tạo xung điều khiển. T1 và T2 là mạch tạo xung. T3 khuếch đại đệm. Chiết áp để thay đổi pha của xung điều khiển. 38
30. • Thí nghiệm mạch điều khiển dùng triac Triac BT137 Điac • Nhận dạng linh kiện và tìm hiểu cách triển khai thí nghiệm. 39