c7 - power supply
DESCRIPTION
Điện tử tương tựTRANSCRIPT
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
BÀI GIẢNG MÔN
ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ
Giảng viên: ThS. Nguyễn Trọng Huân
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Chương 7:
Mạch nguồn (Power supply)
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Sơ đồ khối mạch nguồn
3
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Biến áp (Transformer)
4
• Biến đổi điện áp xoay chiều ở cuộn sơ cấp thành
điện áp xoay chiều với giá trị theo yêu cầu ở
cuộn thứ cấp.
• Biến áp hạ áp
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Chỉnh lưu (Rectifier)
5
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Chỉnh lưu (Rectifier)
6
• Chỉnh lưu bội áp
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Mạch lọc (Filter)
• Ngõ ra từ bộ chỉnh lưu là tín hiệu dao động DC, điện
áp này không ổn định do nó còn các thành phần xoay
chiều. Vì vậy để có điện áp một chiều ổn định hơn
phải cho qua bộ lọc, để lọc bỏ thành phần xoay chiều.
• Mạch lọc có chức năng làm giảm biên độ dao động
đỉnh đỉnh của xung tạo bởi thành phần AC thành điện
áp có dạng gợn sóng nhẹ.
7
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Hệ số gợn sóng
Sau khi qua mạch lọc, một
lượng nhỏ tín hiệu AC vẫn còn
tồn tại. Lượng điện áp gợn
sóng (AC) này được đo thông
qua hệ số gợn sóng r
Hệ số ổn định điện áp (bộ
nguồn lý tưởng ~ 0)
8
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Hệ số gợn sóng của các mạch chỉnh lưu
mdc 0.636VV
%481000.636
0.308
100V
V%r
Vm
Vm
dc
r(rms)
mr(rms) 0.308VV
mdc 0.318VV
mr(rms) 0.385VV
121%1000.318V
0.385V
100V
V%r
m
m
dc
r(rms)
9
Half-Wave
DC output:
AC output:
Hệ số gợn sóng:
Full-Wave
DC output:
AC output:
Hệ số gợn sóng:
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Các loại mạch lọc
Mạch lọc dùng tụ
Mạch lọc RC (RC Filter)
10
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Mạch lọc dùng tụ
Giá trị của tụ càng lớn thì điện áp
gợn sóng càng nhỏ.
CR
2.4V
C
2.4I
fC34
IV
L
dcdcdcr(rms)
Điện áp gợn sóng ngõ ra bộ
chỉnh lưu
C
4.17IV
4fC
IVV dc
mdc
mdc
DC output
100RLC
2.4100
CV
2.4I100
V
V%r
dc
dc
dc
r(rms)
Hệ số gợn sóng
11
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Mạch lọc RC
Thêm các nhánh RC ở phía sau
bộ chỉnh lưu sẽ làm giảm điện áp
gợn sóng và giảm điện áp tăng
đột biến trên diode.
r(rms)C
r(rms) VR
XV
Vr(rms) = điện áp trước mạch lọc RC.
Vr(rms) = điện áp sau mạch lọc RC
R = resistor in the added RC filter
XC = điện kháng của tụ trong mạch lọc RC
100%V
VV%V
FL
FLNLR
VNL = điện áp không tải
VFL = điện áp có tải
12
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Mạch ổn áp (Voltage Regulation)
Có 3 loại mạch ổn áp được sử dụng phổ biến:
• Dùng diode
• Dùng Transistor
• Dùng IC
13
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Mạch ổn áp dùng diode zener
14
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Mạch ổn áp dùng transistor
Mạch ổn áp nối tiếp
Mạch ổn áp hạn dòng
Mạch ổn áp Shunt
15
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Mạch ổn áp nối tiếp
Các thành phần nối tiếp này sẽ điều khiển điện áp ngõ vào để tạo giá trị ngõ
ra.
Nếu điện áp ngõ ra tăng (hoặc giảm), mạch so sánh sẽ tạo ra tín hiệu điều
khiển bộ điều khiển nối tiếp giảm (hoặc tăng) trở lại giá trị điện áp ngõ ra này.
16
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Mạch ổn áp nối tiếp dùng diode zener
17
Khi điện áp ngõ ra tăng:
1. Điện áp VBE của T giảm
2. T dẫn yếu
3. Điện áp ngõ ra giảm
Khi điện áp ngõ ra giảm:
1. Điện áp VBE của T tăng
2. T dẫn mạnh
3. Điện áp ngõ ra tăng
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Mạch ổn áp nối tiếp dùng transistor
Khi điện áp ngõ ra tăng:
1. Điện áp V2 và VBE của Q2 tăng
2. Q2 dẫn mạnh
3. Q1 dẫn yếu
4. Điện áp ngõ ra giảm
• R1 và R2 đóng vai trò như mạch lấy
mẫu
• Zener cung cấp điện áp tham chiếu
• Q2 điều khiển dòng Ib của Q1
• Q1 duy trì điện áp ngõ ra là hằng số
không đổi
Khi điện áp ngõ ra giảm:
1. Điện áp V2 và VBE của Q2 giảm
2. Q2 dẫn yếu
3. Q1 dẫn mạnh
4. Điện áp ngõ ra tăng
18
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Mạch ổn áp nối tiếp dùng opamp
Op-amp sẽ so sánh điện áp
trên diode zener với điện áp
ngõ ra (tại R1 và R2) để
điều khiển Q1 dẫn.
19
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Mạch ổn áp hạn dòng
Khi IL tăng:
• Điện áp trên RSC tăng
• Điện áp tăng trên RSC điều khiển Q2 dẫn
• Q2 dẫn làm giảm dòng qua Q1 và tải
20
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Điện áp ngõ ra (điện áp tải) được lấy mẫu và đưa đến bộ so sánh. Nếu
điện áp ngõ ra quá cao, mạch điều khiển sẽ tạo dòng rẽ nhánh lớn hơn
ra khỏi dòng tải.
Mạch ổn áp Shunt
Mạch ổn áp Shunt có tác
dụng rẽ nhánh bớt dòng điện
ra khỏi dòng qua tải.
21
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Khi điện áp ngõ ra tăng:
• Dòng qua Zener tăng.
• Q2 dẫn mạnh
• Điện áp rơi trên Rs tăng
• Điện áp ngõ ra giảm
Mạch ổn áp Shunt
Khi điện áp ngõ ra giảm:
• Dòng qua Zener giảm
• Q2 dẫn yếu
• Điện áp rơi trên Rs giảm
• Điện áp ngõ ra tăng
22
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Mạch ổn áp Shunt
23
Mạch ổn áp Shunt dùng opamp
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Ổn áp dùng IC
Các IC ổn áp chứa::
• Mạch so sánh
• Điện áp tham chiếu
• Mạch điều khiển
• Mạch bảo vệ quá tải
Các loại IC ổn áp
• Ổn áp tạo điện áp dương cố định
• Ổn áp tạo điện áp âm cố định
• Ổn áp có điện áp thay đổi
24
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
IC ổn áp 3 cực
Đặc tính:
• Phạm vi điện áp ngõ vào có thể được điều chỉnh đễ tạo dòng và áp có giá trị
nằm trong một phạm vi đặc biệt.
• Điều khiển tải — điện áp ngõ ra thay đổi làm thay đổi dòng trên tải.
• Điều khiển đường truyền — Điện áp ngõ ra thay đổi theo điện áp ngõ vào
25
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
Ic ổn áp điện áp dương cố định
26
VD: LM7805, 7812
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
VD: LM7905, 7912
Ic ổn áp điện áp âm cố định
27
Copyright ©2009 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All rights reserved.
Electronic Devices and Circuit Theory, 10/e
Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky
IC ổn áp có thể thay đổi điện áp
Điện áp ngõ ra thay đổi
thông qua mạch phân áp
đưa vào chân điều khiển
của IC
28