Phân tích và thiết kế nguồn DC
Các mạch chỉnh lưu thông dụng Mạch chỉnh lưu có nhiệm vụ tạo điện thế DC từ nguồn AC. Chỉnh lưu một bán kỳ.Ở bán kỳ âm của tín hiệu hình sin: diode phân cực nghịch, nên ngưng dẫn,
Để tăng dòng sử dụng cho tải mà điện áp vẫn ổn
áp, ta sử dụng IC ổn áp và mắc thên một
Transistor có công suất tuỳ theo tải cần sử dụng.
Điện áp tải sử dụng được lấy từ IC ổn áp, còn
dòng cung cấp cho tải phụ thuộc vào Transistor
28 trang |
Chia sẻ: tlsuongmuoi | Lượt xem: 2220 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Phân tích và thiết kế nguồn DC, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CH NG 4:ƯƠ
PHÂN TÍCH VÀ THI T K Ế Ế
NGU N DCỒ
1. Các m ch ch nh l u thông d ngạ ỉ ư ụ
M ch ch nh l u có nhi m v t o đi n th ạ ỉ ư ệ ụ ạ ệ ế
DC t ngu n AC.ừ ồ
C 1
C 1
D 1
R L
V A C - O U T
V A C - I N
V A C - O U TV A C - I N
R L
D 1
D 2
Ch nh l u m t bán kỳ: ỉ ư ộ
bán kỳ d ng c a tín hi u hình sin: diode Ở ươ ủ ệ
phân c c thu n nên diode d n đi n, c p dùng ự ậ ẫ ệ ấ
IL qua t i RL ta có đi n th hai đ u đi n tr t i:ả ệ ấ ầ ệ ở ả
VL= iL.RL v i iL= ớ
bán kỳ âm c a tín hi u hình sin: diode phân Ở ủ ệ
c c ngh ch, nên ng ng d n, ự ị ư ẫ
IL = 0, VL=0
L
Di
R
vv −
Đi n th trung bình hay đi n th DC trên t i:ệ ế ệ ế ả
∫∫ == pipi ωωpiωpi 00 sin2
1
2
1 ttdVtdvV PLLDC
[ ] PPPLDC VVtVV
pipi
ω
pi
pi 12.
2
1cos
2
1
0 ==−=
Ch nh l u toàn kỳ ỉ ư
C 1
C 1
D 1
R L
V A C - O U T
V A C - I N
V A C - O U TV A C - I N
R L
D 1
D 2
V A C - O U TV A C - I N
- +
D 1 - 4
C 1 R L
Đi n th trung bình hay đi n th DC trên t i:ệ ế ệ ế ả
∫∫ == pipi ωωpiωpi 00 sin
11 ttdVtdvV PLLDC
[ ] PPPLDC VVtVV
pipi
ω
pi
pi 22.1cos1 0 ==−=
2. M CH N ÁP DCẠ Ổ
2.1 Gi i thi u các m ch n áp thông d ngớ ệ ạ ổ ụ
a. M ch n n i ti pạ ổ ố ế
I1
Ib
Iz
Vi
Vo
+
_
R LD 1
Q 1
R 1
_
+
+
Q 1
_
D 1
+
R 1
_
R E R L
M ch n áp n i ti p s d ng transistorạ ổ ố ế ử ụ
Xét m ch đi n nh hình v , diode zener là ph n ạ ệ ư ẽ ầ
t t o đi n th tham chi u, n đ nh. Transistor đ c ráp ử ạ ệ ế ế ổ ị ượ
khu ch đ i theo phát (C.C). ế ạ
- Các đi n th ngõ raệ ế
- Các dòng đi nệ
odcBEZ VVV += BEZLdcodc VVVV −==
1
1 R
VV
I Ziodc
−
=
L
odc
L R
VI =
βLB
I
I = BZ III −= 1
Các b n áp đ n gi n th ng s d ng trong các ộ ổ ơ ả ườ ử ụ
m ch tiêu th dòng nh ạ ụ ỏ
0 V
V z 7 . 2 V
C 1
2 2 0 u F
1 0 0
0 V
6 V
4 7 0
R L
+ 1 2 V 2 S D 1 3 8 O G
C 2
1 u F / 5 0 V
4 7 0
C 2
2 2 0 0 u F
C 1
0 , 0 1
V z 5 . 2 V
R L
C 3
2 2 0 0 u F
0 V
1 5 0
1 0 0+ 1 2 V
0 V
8 , 6 V
(a) Radio cassette JVC PC 47U (b) Radio cassette National CW 43F
b. M ch n áp n i ti p – h i ti pạ ổ ố ế ồ ế
Trong tr ng h p c n b đi u th c p dòng ườ ợ ầ ộ ề ế ấ
l n và đáp ng nhanh ta ph i d d ng m ch n ớ ứ ả ử ụ ạ ổ
áp n i ti p h i ti pố ế ồ ế
+
R L
_
R 3
+
V z
R 2
_
R 1
R 4
Công th c tính đi n áp ra ứ ệ
Công th c tính dòng raứ
( )BEZout VVR
RR
V +
+
=
1
21
L
out
L R
V
I =
R 2
+
R L
_
+
V z
C 1
R 3
_
R 4
R 1
M ch n áp n i ti p – h i ti pạ ổ ố ế ồ ế
Công th c cho đi n áp ra ứ ệ
V i VR3 cho b i qui t c c u chia thớ ớ ắ ầ ế
3RBEZodc VVVV ++=
odcR VRR
R
V
43
3
3 +
=
( )
++=⇒
4
3
2 1 R
R
VVV BEZodc
Đ tăng c ng dòng đi n t i mà không c n tăng ể ườ ệ ả ầ
dòng qua diode Zener ta s d ng Q1 v i transistor ử ụ ớ
Darlington theo hình sau
V R
5 0 0
3 . 9 k
0 V
Q 3
1 2 k
1 0 - 1 2 V
1 8 0
V z
+ 1 8 V
R L
0 V
2 . 7 k
Q 1
5 0 u F
3 . 3 k
Q 2
2.2 D ng t ng quát c a m ch n áp n i ti p ạ ổ ủ ạ ổ ố ế
h i ti pồ ế
a. D ng 1:ạ
0 V
V i n Q 2
R L
V z
R 3
-
+
U 1
R 1
R 2
Ta có:
Xem V- = Vz (Opamp là lý t ng): ưở
Đây cũng là cách s d ng IC opamp đ thi t ử ụ ể ế
k m ch n áp có đ chính xác cao.ế ạ ổ ộ
odcVRR
RV
21
1
+
=
−
ZZodc VR
R
V
R
RR
V
+=
+
=
1
2
1
21 1
b. D ng 2:ạ M ch n áp DC s d ng Opamp có ạ ổ ử ụ
đi u ch nhề ỉ
D z
1 N 7 5 3
V o ( 1 0 - 1 5 V )
b
C 1
5 0 u F
0 V
c
R 3
3 , 3 K
a
R 1
3 3 0
R 4
3 9 K
0 V
Q 2
P 3 K
V i n = 2 0 V
-
+
U 1
Trong tr ng h p s d ng thêm bi n tr P đ ườ ợ ử ụ ế ở ể
đi u ch nh đi n th ngõ ra Vodc theo ý mu n, ta ề ỉ ệ ế ố
có bi u th cể ứ
Z
bc
odc VPR
RPR
V
+
++
=
4
43
c. D ng 3: M ch n áp DC có m ch gi i h n ạ ạ ổ ạ ớ ạ
dòng
V i n Q 2
R 5
R 4
R 1
R 2
V z
R 3
Q 1
0 V
-
+
U 1
R L
Đi n th ra: ệ ế
Dòng đi n gi i h n: ệ ớ ạ
Zout VR
RR
V
1
21 +
=
4R
V
I BESL =
3. B NGU N DÙNG IC CHUYÊN D NGỘ Ồ Ụ
Đ có đ c các b n áp ch t l ng cao, các ể ượ ộ ổ ấ ượ
hãng đã s n xu t ra các IC n áp. Có nhi u lo i ả ấ ổ ề ạ
nh ng thông d ng nh t là IC có ba ngõ (ba chân) ư ụ ấ
nh h : ư ọ 78XXX, 79XXX, LM217, LM237, LM317,
LM340, LM320… ho c các IC n áp nhi u chân ặ ổ ề
nh A723… ư
V i các IC có ba chân, đ thi t k các b c p đi n ớ ể ế ế ộ ấ ệ
n đ nh ta ch c n m c thêm vài đi n tr , t đi n ổ ị ỉ ầ ắ ệ ở ụ ệ
là có th th c hi n đ c m t m ch n áp t t.ể ự ệ ượ ộ ạ ổ ố
a. Gi i thi u vi m ch 78XX và 79XXớ ệ ạ
V i IC 78XXX m ch có:ớ ạ
và Vodc=5V
0 . 1 u F0 . 3 3 u F
V O U T
V I N
U 1 9 7 8 X X
1
2
3
V I N
GN
D V O U T
U 2 0 7 9 X X
2
1
3
V I N
GN
D V O U T
V O U T
0 . 1 u F
V I N
0 . 3 3 u F
VVidc 12=
Đ i v i IC 79XXX thì vì có Vodc<0, nên các c c ố ớ ự
c a t hoá ph i đ c m c ng c l i trên.ủ ụ ả ượ ắ ượ ạ
U 3
7 8 0 5
1
2
3
I N
G
N
D
O U T
C 2 0 . 3 3
C 3
0 . 1
C 2 0 . 3 3
+-
~
~
D 2
+ 5 V
1
2
C 3
0 . 1
U 3
7 9 0 5
2
1
3
I N
G
N
D
O U T
- 5 V
1
2
C 1
2 2 0 0 u F / 5 0 V
C 1
2 2 0 0 u F / 5 0 V
2 4 V A C
0 V
6 V
1 2 V
Đ tăng dòng s d ng cho t i mà đi n áp v n n ể ử ụ ả ệ ẫ ổ
áp, ta s d ng IC n áp và m c thên m t ử ụ ổ ắ ộ
Transistor có công su t tuỳ theo t i c n s d ng. ấ ả ầ ử ụ
Đi n áp t i s d ng đ c l y t IC n áp, còn ệ ả ử ụ ượ ấ ừ ổ
dòng cung c p cho t i ph thu c vào Transistor ấ ả ụ ộ
0 . 1 u F
Q 7
V I N
8
I R E G
I O ( M A X )
U 2 2 7 8 X X
1
2
3
V I N
G
N
D V O U T
V O U T
0 . 3 3 u F
b. Gi i thi u vi m ch LM317 và LM337ớ ệ ạ
M ch t o ngu n DC s d ng vi m ch LM317ạ ạ ồ ử ụ ạ
5 K
V I N
1
N
4
0
0
2
U 2 1 L M 3 1 7
3
1
2
U I
A
D
J U O
2 4 0
1 u F
1 0 u F
0 . 1 u F
V O U T
B ngu n n áp s d ng IC n áp LM317 có đi n ộ ồ ổ ử ụ ổ ệ
áp ra có th đi u ch nh đ c t 0 đ n 33Vể ề ỉ ượ ừ ế
v i R2 và bi n tr 5K và R1 là đi n tr 240.ớ ế ở ệ ở
2
1
21 RI
R
R
VV ADJREFout +
+=
b ngu n đ i x ng có đi u ch nh đi n th ra t 0 ộ ồ ố ứ ề ỉ ệ ế ừ
đ n 33Vế
R 1
2 4 0
C 1
2 2 0 0 u F / 5 0 V
D 1 '
D 3
V R '
5 K
D 3 '
C 2 '
0 . 1
2 4 V A C
0 V
6 V
1 2 V
D 1
- V O U T
1
2
C 3
1 u FC 2 0 . 1
U 3
L M 3 1 7
3
1
2
I N
AD
J
O U T
G N D
V R
5 K
+-
~
~
D 2
R 1 '
2 4 0
C 1
2 2 0 0 u F / 5 0 V
C 1 '
1 0 u F
C 1
1 0 u F
+ V O U T
1
2
C 3 '
1 u F
U 3
L M 3 3 7
2
1
3
I N
AD
J
O U T
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Phan tich va thiet ke nguon dc.pdf