Nguồn ổn áp dài rộng kiểu xung ngắt mở

Lêi nãi ®Çu Nguån æn ¸p d¶i réng ngµy nay ®­îc øng dông trong hÇu hÕt c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö nãi chung vµ trong TV nãi riªng, bëi nã cung cÊp ®­îc nhiÒu møc ®iÖn ¸p kh¸c nhau ®¸p øng yªu cÇu sö dông cña c¸c khèi chøc n¨ng trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö víi æn ®Þnh vÒ ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn rÊt ®¸ng tin cËy. Nguån æn ¸p d¶i réng víi møc vµo rÊt kh¸c nhau nªn ®­îc sö dông trªn toµn cÇu víi mçi quèc gia cã mét tiªu chuÈn ®iÖn ¸p riªng. Nguån æn ¸p d¶i réng ®¹t hiÖu suÊt cao gän nhÑ, tÝnh n¨ng tèt nªn nghiªn cøu nguån æn ¸p d¶i réng lµ ®Ò tµi trong b¸o c¸o tèt nghiÖp nµy. §Ó hoµn thµnh b¸o c¸o tèt nghiÖp, xin ch©n thµnh c¶m ¬n ThÇy Hµ Quang Thanh, ®· h­íng dÉn vµ gióp ®ì em hoµn thµnh c«ng viÖc. Do thêi gian vµ kh¶ n¨ng cã h¹n nªn trong b¸o c¸o sÏ kh«ng tr¸nh khái sai sãt. RÊt mong ®­îc sù chØ dÉn cña c¸c thÇy, c« vµ c¸c b¹n ®ång nghiÖp kh¸c ®Ó cã ®­îc kinh nghiÖm trong thiÕt kÕ sau nµy. Xin ch©n thµnh c¶m ¬n. SV thùc hiÖn: NguyÔn Ngäc Kiªn Líp: C§§T7-K2 Ch­¬ng 1: Vai trß chøc n¨ng c¸c khèi trong m¸y thu h×nh mµu Trong m¸y thu h×nh mµu bao gåm nhiÒu khèi, nhiÒu chøc n¨ng ho¹t ®éng riªng biÖt kh¸c nhau nh­ng cã liªn quan chÆt chÏ ®Õn nhau. Mçi khèi chøc n¨ng ®¶m nhiÖm mét c«ng viÖc kh¸c nhau nªn nguån cung cÊp cho tõng khèi kh¸c nhau. Song ®Ó c¸c khèi lµm viÖc æn ®Þnh th× nguån ®iÖn ¸p kh¸c nhau còng ph¶i cã nh÷ng yªu cÇu chÊt l­îng cao kh¸c nhau. H×nh vÏ trang 7 m« t¶ c¸c khèi chøc n¨ng trong m¸y thu h×nh mµu. 1.1. Khèi lÖnh NhËn tÝn hiÖu cao tÇn tõ ¨ng ten thu víi c¸c d¶i sãng: VHF(L): 45,25 103,25 MHz VHF(H): 138,25 224,25 MHz UHF: 471 863,25 MHz §­a ra trung tÇn IF: 38 Hz Nh­ vËy khèi kªnh ph¶i phèi hîp trë kh¸ng víi ¨ng ten thu ®¶m b¶o ®é nh¹y c¸c tÝn hiÖu cao tÇn sè 50-100 V. KhuÕch ®¹i cao tÇn, t¹o dao ®éng ngo¹i sai t¹i chç ®Ó ph¸ch tÇn, ®­a ra tÇn sè trung tÇn cã d¶i th«ng biªn ®é theo yªu cÇu. §Ó khèi kªnh hoµn thµnh c¸c chøc n¨ng kh¸c nhau nguån mét chiÒu ®­îc cÊp: 12V DC cÊp cho c¸c b¨ng sãng VHF, UHF, qua bé chuyÓn m¹ch. 12V cÊp cho khuÕch ®¹i cao tÇn. 0-30 V cÊp cho c¸c ®ièt varicap ®Ó dß sãng. NhËn c¸c møc ®iÖn ¸p AGC, AFC tõ trung tÇn ®­a tíi ®Ó æn ®Þnh chÕ ®é c«ng t¸c. Do vËy, ®Ó khèi kªnh lµm viÖc æn ®Þnh víi tÊt c¶ c¸c d¶i tÇn th× viÓc cÊp nguån mét chiÒu ®ßi hái chÝnh x¸c vµ æn ®Þnh cao. 1.2. M¹ch khuÕch ®¹i trung tÇn chung Khèi trung tÇn cã nhiÖm vô khuÕch ®¹i tÇn sè trung gian tõ khèi kªnh ®­a tíi. TÇn sè chung cho c¶ ®­¬ng kÝnh vµ ®­êng tiÕng lµ 38 MHz. Víi c¸c ®­êng tiÕng: HÖ SECAM: 31,5 MHz (d¶i th«ng 6,5 MHz). 30,0 MHz (d¶i th«ng 6,0 MHz). HÖ PAL: 32,5 MHz (d¶i th«ng 5,5 MHz). HÖ NTSC: 33,5 MHz (d¶i th«ng 4,5 MHz). §­a tÝn hiÖu Video ra víi møc chuÈn tõ 1-5 Vp-p §­a tÝn hiÖu Audeo ra víi møc chuÈn tõ 350-450 mv §­a ra c¸c møc ®iÖn ¸p AFC,AGC ®Ó æn ®Þnh khèi kªnh. Do vËy, ®Ó æn ®Þnh chÕ ®é c«ng t¸c cña khèi khuÕch ®¹i trung tÇn vÒ ®é lín vµ d¶i th«ng th× nguån cung cÊp còng ®­îc æn ®Þnh vµ chÝnh x¸c. Khèi nµy th­êng ®­îc cÊp nguån tõ 12V-24 VDC 1.3. Khèi xö lý tÝn hiÖu mµu TÝn hiÖu trung tÇn sau tach sãng ®­a ra tÝn hiÖu Video ®­îc ®­a tíi khèi xö lý tÝn hiÖu mµu. Khèi nµy nhËn d¹ng vµ kh«i phôc l¹i sãng mang mµu phô: PAL: 4,43 MHz SECAM: 4.40625-4,25 MHz NTSC: 3,58-4,43 MHz Qua m¹ch gi¶i m· ®­a ra 3 tÝn hiÖu s¾c ER-EY, EB -EY, EG-EY. Khèi nµy th­êng ®­îc cÊp nguån tõ 12 V-13,2 V 1.4. Khèi m¹ch ®Ìn h×nh Khèi m¹ch ®Ìn h×nh nhËn tÝn hiÖu sau khi khèi xö lý mµu ®­a ra 3 tÝn hiÖu s¾c ER-EY, EB-EY, EG-EY khuÕch ®¹i ®ñ lín ®ång thêi kÕt hîp víi tÝn hiÖu chãi EY tõ khèi xö lý ®é s¸ng ®­a tíi trén t¸ch mµu ®Ó t¹o ra 3 tÝn hiÖu mµu tõ ®µi ph¸t chuyÓn ®i ER, EB, EG. Ba tÝn hiÖu mµu nµy ®­îc ®­a vµo catèt cña ®Ìn h×nh ®Ó t¸i t¹o l¹i h×nh ¶nh vµ mµu s¾c cña c¶nh ban ®Çu. Khèi m¹ch ®Ìn h×nh lµm nhiÖm vô khuÕch ®¹i c«ng suÊt s¾c vµ ®iÒu chÕ tÝn hiÖu mµu nªn th­êng ®­îc cÊp ®iÖn ¸p mét chiÒu rÊt cao tõ 125 - 160 V ®Ó t¹o ra c«ng suÊt lín ®ång thêi t¹o ra ®iÖn thÕ gi÷a catèt vµ c¸c l­íi cña ®Ìn h×nh. Trong m¹ch khuyÕch ®¹i ®Ìn h×nh th­êng cã thªm c¸c m¹ch t¹o v¹ch, ch÷, sè. M¹ch nµy th­êng ®­îc cung cÊp nguån 12 -13,2 V. 1.5. Khèi xö lý tÝn hiÖu ®é s¸ng TÝn hiÖu vµo khèi nµy ®­a ra sau t¸ch sãng h×nh vµ ®­îc xö lý qua c¸c m¹ch khuÕch ®¹i, thùc hiÖn khuÕch ®¹i chãi tr­íc khi tíi catèt ®Ìn h×nh. TÇng khuÕch ®¹i ®Çu tiªn thùc hiÖn ®iÒu chØnh ®é mÞn ¶nh (SAHRP). TÇng khuÕch ®¹i gi÷a thùc hiÖn ®iÒu chØnh ®en tr¾ng ¶nh (PICTUER). TÇng khuÕch ®¹i cuèn thùc hiÖn ®iÒu chØnh ®é s¸ng ¶nh (BRIGHT). Trong khèi xö lý ®é s¸ng cßn cã m¹ch giíi h¹n ®é s¸ng ABL nh»m giíi h¹n ®é s¸ng cña ®Ìn h×nh vµ thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng xo¸ tia quÐt ng­îc. 1.6. Khèi t¸ch xung ®ång bé (Ph©n li ®ång bé) Khèi nµy b»ng c¸c m¹ch vi ph©n tÝch vµ tÝch ph©n d¹ng c¸c xung ®ång bé dßng, mµnh tõ ®µi ph¸t nÐn tÝn hiÖu cao tÇn, chia t¸ch ®­a sang c¸c khèi chøc n¨ng: QuÐt dßng hoÆc quÐt m¹ch 1.7 Khèi quÐt ngang Dao ®éng chuÈn th­êng ®­îc lÊy tõ c¸c dao ®éng chuÈn cña th¹ch anh qua m¹ch chia tÇn t¹o ra tÇn sè quÐt ngang: ¦h = = 15625 Hz KÕt hîp víi xung ®ång bé ngang tíi m¹ch c«ng suÊt ngang t¹o nªn ®iÖn ¸p quÐt ®­a tíi cuén l¸i ngang, l¸i tia ®iÖn tö tõ tr¸i sang ph¶i cung cÊp c¸c cung cho m¹ch xo¸ tia quÐt ng­îc gi¶i m·, nguån. Khèi nµy th­êng ®­îc cÊp nguån 90-125V. Khèi nµy còng t¹o ra c¸c ®iÖn ¸p 12 V, 24 V, 140 V vµ cao ¸p cÊp cho anèt ®Ìn h×nh, khèi c«ng suÊt quÐt ngang ®­îc coi nh­ mét nguån phô. 1.8. Khèi quÐt däc C¸c tÇn sè dao ®éng däc còng ®­îc lÊy tõ tÇn sè chuÈn cña th¹ch anh víi tõng tiªu chuÈn quÐt kh¸c nhau t¹o nªn nh÷ng tÇn sè quÐt däc kh¸c nhau. Tiªu chuÈn quÐt hÕt mét mµn h×nh la 625 dßng th× tÇn sè quÐt däc lµ: ¦50 = = 50 Hz Víi tiªu chuÈn quÐt hÕt mét mµn h×nh lµ 525 dßng th× tÇn sè quÐt däc lµ: ¦60 = = 60 Hz TÇn sè däc nµy kÕt hîp víi tÝn hiÖu xung quÐt däc tõ ®µi ph¸t ®­a tíi m¹ch c«ng suÊt t¹o ra ®iÖn ¸p l¸i däc tíi cuén l¸i däc cña ®Ìn h×nh. Khèi nµy cÊp ®iÖn ¸p tõ 12 V tíi 24 V. 1.9. Khèi vi xö lý Khèi nµy lµ trung t©m ®iÒu khiÓn mäi ho¹t ®éng cña m¸y. Cã thÓ nhËn tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tõ xa b»ng cæng hång ngo¹i hoÆc b»ng phÝm bÊm. Tuú theo kiÓu m¸y cña tõng h·ng nªn c¸c chøc n¨ng cña m¸y cã Ýt hoÆc nhiÒu, song nguyªn t¾c ho¹t ®éng th­êng lµ sù biÕn ®æi tõ tÝn hiÖu sè sang tÝn hiÖu ®iÖn ¸p møc ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c chøc n¨ng ho¹t ®éng cña m¸y mµ ng­êi xö dông yªu cÇu. Nguån 5V cÊp tr­íc (M¸y t¾t chê). Nguån 5V cÊp bæ sung sau khi m¸y ®· æn ®Þnh h¬n vµ c¸c ®­êng nguån céng trõ ®èi xøng cho IC nhí hoÆc 12 VDC. 1.10. Khèi ©m tÇn Khèi nµy thùc hiÖn khuÕch ®¹i ©m tÇn ®­a ra loa vµ thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng kh¸c nh»m ®iÒu chØnh hiÖu qu¶ ©m thanh. Khèi nµy ®­îc cÊp nguån 12V hoÆc lín h¬n víi c¸c m¹ch t¹o c«ng suÊt ©m thanh lín. 1.11. Khèi nguån Khèi nµy ®ãng vai trß quan träng cung cÊp n¨ng l­îng cho toµn m¸y lµm viÖc. Ngµy nay c¸c bé nguån ®Òu ®­îc thiÐt kÕ víi nguån xung ng¾t më t¹o ra d¶i ®iÖn ¸p vµo rÊt réng tõ 90-260V. N¨ng lùc söa sai trong thêi gian ng¾n tÝnh b»ng ms nªn ®­a ra ®iÖn ¸p rÊt æn ®Þnh vµ chÝnh x¸c. Do nguån xung thiÕt kÕ víi biÕn ¸p xung nªn ®é c¸ch ly ®iÖn rÊt cao an toµn cho ng­êi sö dông vµ dÔ t¹o ra ®iÖn ¸p cÊp cho c¸c khèi chøc n¨ng kh¸c nhau theo nhu cÇu víi hiÖu suÊt cao vµ æn ®Þnh. Do vËy khèi nguån còng quyÕt ®Þnh ®Õn sù æn ®Þnh vµ chÊt l­îng cña toµn m¸y. 1.12. NhËn xÐt: Trong c¸c m¸y thu h×nh mµu t­¬ng tù ngµy nay ®¹i ®a sè ®Òu cã ®Çy ®ñ c¸c khèi trªn song tuú theo tõng nh·n hiÖu m¸y mµ kÕt cÊu cã thÓ thay ®æi Ýt nhiÒu: C¸c khèi xö lý mµu, xö lý ®é s¸ng, t¸ch xung ®ång bé th­êng ®­îc thiÕt kÕ chung mét khèi. C¸c khèi kªnh, trung tÇn còng ®­îc thiÕt kÕ chung thµnh mét khèi. HÖ thèng giao tiÕp gi÷a c¸c khèi còng ®­îc sè ho¸ mét phÇn. HÖ thèng ©m thanh víi nhiÒu chøc n¨ng m¹nh ®­îc t¨ng c­êng t¹o c¶m gi¸c cho ng­êi sö dông. HÖ thèng mµn ¶nh ph¼ng nªn cã thªm c¸c m¹ch söa mÐo. Tãm l¹i: C¸c m¸y thu h×nh d©n dông ®Òu cã c¸c khèi m¹ch c¬ b¶n trªn chØ thay ®æi kÕt cÊu theo tõng kiÓu m¸y kh¸c nhau. Ch­¬ng 2: Nguån mét chiÒu- ph­¬ng ph¸p æn ¸p trong d¶i hÑp 2.1. C¸c bé n¾n ®iÖn t¹o ®iÖn ¸p mét chiÒu 2.1.1. N¾n ®iÖn nöa chu kú (h×nh 2.1) H×nh 2.1: S¬ ®å nguyªn lý m¹ch n¾n ®iÖn nöa chu kú M¹ch cung cÊp ®iÖn cho thiÕt bÞ cã c«ng suÊt thÊp 1015W, ®é gîn sãng yªu cÇu kh«ng cao, m¹ch n¾n ®iÖn nöa chu kú cã ®Æc ®iÓm ®¬n gi¶n, chØ dïng 1 ®ièt. Tô C0 cã t¸c dông lµm cho ®iÖn ¸p sua khi n¾n ®iÖn b»ng ph¼ng h¬n. H×nh 2.2 lµ ®å thÞ ®iÖn ¸p n¾n ra theo thêi gian cã ®iÖn dung C0 vµ kh«ng cã ®iÖn dung C0. C¸c tham sè tÝnh to¸n trong m¹ch n¾n ®iÖn nöa chu kú: W = 1,21 TÇn sè trong c¸c tham sè trªn lÊy ë 50 Hz. Trong ®ã: U2, I2 : LÇn l­ît lµ ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn hiÖu dông trong m¹ch thø cÊp biÕn ¸p. Ung : lµ ®iÖn ¸p ng­îc ®Æt trªn ®ièt. W : lµ hÖ sè gîn sãng H×nh 2.2. Lµ ®å thÞ d¹ng n¾n 1/2 chu kú ®iÖn ¸p theo thêi gian H×nh 2.2. §å thÞ d¹ng n¾n 1/2 b¸n kú 2.1.2. N¾n ®iÖn 2 nöa chu kú (h×nh 2.3) H×nh 2.3. S¬ ®å nguyªn lý m¹ch n¾n ®iÖn c¶ hai b¸n kú §å thÞ n¾n ®iÖn hai n÷a chu kú (h×nh 2.4) §iÖn ¸p theo thêi gian (toµn sãng) §å thÞ n¾n ®iÖn hai nöa chu kú (h×nh 2.4) §iÖn ¸p theo thêi gian H×nh 2.4. §å thÞ n¾n ®iÖn c¶ hai b¸n kú C¸c tham sè tÝnh to¸n cho m¹ch n¾n ®iÖn ë chu kú W = 0,49 (hÖ sè gîn sãng) 0,49 ë tÇn sè 100Hz 2.1.3. M¹ch n¾n cÇu (hai nöa chu kú) M¹ch n¾n ®iÖn nµy biÕn ¸p ra kh«ng cÇn ®iÓm gi÷a. M¹ch n¾n cung cÊp dßng kh¸ lín, c«ng suÊt cña m¹ch tõ vµi chôc ®Õn vµi tr¨m W (h×nh 2.5). H×nh 2.5. S¬ ®å nguyªn lý m¹ch n¾n ®iÖn c¶ hai b¸n kú b»ng cÇu ®ièt D¹ng sãng n¾n ®iÖn (h×nh 2.6) B»ng cÇu ®ièt: §iÖn ¸p theo thêi gian H×nh 2.6. §å thÞ d¹ng n¾n ®iÖn c¶ hai b¸n kú C¸c tham sè tÝnh to¸n: TÇn sè tÝnh to¸n lµ 100Hz 2.1.4. M¹ch n¾n béi ¸p (h×nh 2.7) H×nh 2.7. S¬ ®å nguyªn lý m¹ch n¾n ®iÖn béi ¸p Th­êng dïng t¹o cao ¸p cho ®Ìn tia ©m cùc, anèt ®Ìn ®iÖn sãng, ®Ìn h×nh ti vi víi yªu cÇu dßng nhá hoÆc c¸c nguån kh«ng cÇn dïng biÕn ¸p. M¹ch ®­îc dïng trong tr­êng hîp ®Æc biÖt, VÝ dô: Khi yªu cÇu ®iÖn ¸p cao mµ dßng cì (mA). Khi dïng 1 tÇng (H×nh 27 th× t¹o ra ®iÖn ¸p 1 chiÒu U0 lín gÊp ®«i ®iÖn ¸p ®Ønh cña ®iÖn ¸p xoay chiÒu ®Çu vµo U2 v× C1, C2 ®­îc n¹p tíi gi¸ trÞ ®Ønh cña ®iÖn ¸p vµo qua D1 vµ D2 trong hai nöa chu kú ©m vµ d­¬ng. C¸c tham sè: Trªn h×nh 2.7 trong chu kú ©m cña ®iÖn ¸p U2, C1 ®­îc n¹p ®Õn gi¸ trÞ gÇn b»ng gi¸ trÞ ®Ønh cña U2 th«ng qua D1. Trong chu kú tiÕp theo C2 còng ®­îc n¹p gÇn tíi gi¸ trÞ ®Ønh cña U2. 2.1.5. M¹ch n¾n ®iÖn nh©n ¸p Dïng trong c¸c bé t¹o cao ¸p cho anèt ®Ìn h×nh, l­íi ®Ìn h×nh vµ c¸c ®iÖn ¸p cho ®Ìn hiÖn sãng cña c¸c m¸y ®o (h×nh 2.8) H×nh 2.8. S¬ ®å nguyªn lý m¹ch n¾n ®iÖn nh©n ¸p Trong m¹ch k lµ sè tÇng ghÐp; m¹ch cho dßng ®iÖn nhá cì 3¸8 mA (Trong m¹ch n¾n bé ¸p h×nh 2.7 la tr­êng hîp riªng cña m¹ch n¾n nh©n ¸p víi hÖ sè k=1). Nãi chung trong c¸c m¹ch n¾n nhan ¸p k 10. Khi m¹ch n¾n nhan ¸p víi k tÇng th× U02k U2. Trong dã U0 lµ ®iÖn ¸p ra. - §iÖn ¸p chÞu ®ùng tô thø 1 ®­îc chän - §iÖn ¸p chÞu ®ùng tô thø 2 ®­îc chän - §iÖn ¸p chÞu ®ùng tôt thø k ®­îc chän U 2.2. C¸c bé läc nguån. §Ó cã ®iÖn ¸p t­¬ng ®èi b»ng ph¼ng ngoµi ®iÖn dung t¶i C0 th­êng c¸c m¹ch t¹o mét chiÒu ®­îc m¾c thªm c¸c bé läc. §Ó ®Æc tr­ng cho tÝnh chÊt kh©u läc ng­êi ta dïng hÖ sè G: lµ tû sè ®é gîn sãng ®Çu vµo kh©u läc trªn ®é gîn sãng ®Çu ra cña kh©u läc. 2.2.1. Bé läc LC Dïng trong bé nguån cã c«ng su©t lín, hiÖu qu¶ cao. Song kÝch th­íc lín, kh«ng cã t¸c dông trong sù biÕn ®æi chËm cña dßng ®iÖn vµ b¶n th©n cuén chÆn l¹i lµ nguån can nhiÔu hoÆc g©y nªn nguån qu¸ ®é trong thiÕt bÞ lµm lÖch chÕ ®é c«ng t¸c cña thiÕt bÞ h×nh (2.9) H×nh 2.9. M¹ch läc b»ng LC Trong ®ã: DU0 lµ ®é gîn sãng ®Çu vµo cña kh©u läc DU lµ ®é gîn sãng ®Çu ra cña kh©u läc w = 2Õf (f lµ tÇn sè qua kh©u läc) L lµ trÞ sè ®iÖn c¶m cña cuén chÆn C lµ ®iÖn dung cña tô tham gia h©u läc V× ®iÖn trë mét chiÒu cña cuén c¶m nhá nªn hiÖu suÊt läc cao, Ýt phô thuéc vµo t¶i. §iÖn ¸p qua kh©u läc U = 0,8 U0 2.2.2. C¸c bé läc RC Bé läc RC cã hiÖu suÊt thÊp, tæn hao trªn R lín. Bé läc RC coi nh­ mét bé läc th«ng thÊp. H×nh 2.10 H×nh 2.10. M¹ch läc b¨ng RC HÖ sè gîn sãng G: G = w.RC Trong ®ã: R: lµ ®iÖn trë cña kh©u läc C: lµ trÞ sè ®iÖn dung cña kh©u läc w = 2pf (trong ®ã f lµ tÇn sè qua kh©u läc) Do vËy, G lu«n tØ lÖ víi f. Khi f lµ tÇn sè hµi bËc cao th× G t¨ng lªn theo tÇn sè hµi vµ tÇn sè hµi ®­îc nÐn nhiÒu h¬n mµ tÇn sè ®Þnh läc (f = 50Hz). Do tæn hao trªn R lín, do vËy ¶nh h­ëng ®Õn dßng t¶i nªn R th­êng chän nhá, bï l¹i C ®­îc chän lín cì hµng tr¨m mF, ®Ó ®¹t ®­îc G theo yªu cÇu. U = U0 - I t¶i. R 2.2.3. Bé läc b¸n dÉn Nhê néi trë nhá h¬n nªn hiÖu suÊt n¾n läc cao h¬n so víi m¹ch läc R, C hoÆc LC (h×nh 2.11) H×nh 2.11. M¹ch läc b»ng Tranzisto Cùc C cña Tranzsito m¾c nèi tiÕp R1, chän R1C1 sao cho dßng t¶i biÕn ®æi nhanh nh­ng dßng Ic kh«ng ®æi. R2 thiÕt lËp chÕ ®é lµm viÖc cña Tranzisto. Tranzsito ®­îc chän sao cho cã dßng lín Ýt nhÊt 2 lÇn dßng t¶i: ICmin ³ 2It¶i. §iÖn ¸p UCE trong m¹ch kh«ng v­ît qu¸ UCE cho phÐp ®Ìn b¸n dÉn, c«ng suÊt tiªu t¸n PCmax cña ®Ìn b¸n dÉn. R1 chän 80¸100W R2 chän hµng chôc KW C1 ³ 0,5 m lµ sè chu kú n¾n, f lµ tÇn sè trong m¹ch n¾n ®iÖn UC1 = 1,5I0R1, (I0 lµ dßng ®iÖn n¾n) 2.3. C¸c ph­¬ng ph¸p æn ®Þnh ®iÖn ¸p 2.3.1. Nguån æn ¸p dïng linh kiÖn thô ®éng Tiªu biÓu cho lo¹i nguån nµy lµ c¸c m¸y biÕn ¸p cã céng h­ëng bï cña Liªn X« hoÆc c¸c m¸y biÕn ¸p quÐt chæi than. C¸c m¸y biÕn ¸p dïng céng h­ëng bï cã ®iÖn ¸p ®Çu ra biÕn thiªn 0.5% khi ®Çu vµo biÕn thiªn 2%-3%. H×nh 2.12. m« t¶ nguyªn lý ho¹t ®éng cña mét bé biÕn ¸p céng h­ëng tÇn sè bï ®iÖn ¸p. H×nh 2.12. S¬ ®å nguyªn lý æn ¸p b»ng céng h­ëng tÇn sè Nguyªn lý ho¹t ®éng cña bé nguån æn ¸p ®¬n gi¶n nµy lµ tô C kÕt hîp víi cuén d©y L1 t¹o thµnh khung céng h­ëng cã tÇn sè gÇn tÇn sè ®iÖn l­íi th­êng dïng (cì 48 Hz). Khi ®iÖn ¸p xuèng thÊp tøc tÇn sè xuèng d­íi 48 Hz th× m¹ch céng h­ëng nµy cã trë kh¸ng thay ®æi tù thÝch øng víi ®iÖn ¸p ®Çu vµo. §iÖn trë R cì 1 MW ¸ 2 MW ®Ó b¶o vÖ. Bé nguån æn ¸p nµy Ýt ®­îc dïng v× ®iÖn ¸p kh«ng phô thuéc vµo tÇn sè nhiÒu nªn hiÖu qu¶ kÐm æn ®Þnh tèc ®é æn ¸p chËm. 2.3.3. Nguån æn ¸p d¶i hÑp dïng linh kiÖn tÝch cùc Nguån æn ¸p d¶i hÑp dïng linh kiÖn tÝch cùc trùc tiÕp biÕn ®æi dßng mét chiÒu do c¸c bé n¾n t¹o b»ng biÕn ¸p h¹ ¸p hay trùc tiÕp víi c¸c nguån AC. a. æn ¸p b»ng ®ièt Zªnr (h×nh 2.13). Uæn = UZ §Z R U0 H×nh 2.13: M¹ch æn ¸p dïng §ièt Zener vµ ®Æc tuyÕn Von ampe Khi U0 v­ît qu¸ UZ cña ®ièt th× dßng ®¸nh thñng sÏ rÊt lín, dßng nµy sÏ t¹o ra sôt ¸p trªn R sao cho Ura = U0 - Iz R = Uæn. R lµ ®iÖn trë h¹n chÕ. b. Nguån æn ¸p b»ng b¸n dÉn kiÓu bï. * S¬ ®å khèi (h×nh 2.14). H×nh 2.14: S¬ ®åi khèi cña m¹ch æn ¸p dïng b¸n dÉn. PhÇn tö ®iÒu khiÓn gièng nh­ mét ®iÖn trë t¨ng gi¶m ®­îc nhê ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn tõ phÇn tö khuyÕch ®¹i ®­a tíi. §iÖn ¸p khuÕch ®¹i ®­îc lÊy do sù so s¸nh mÉu ®iÖn ¸p chuÈn ®­a vÒ. NÕu ®iÖn ¸p lÊy mÉu lín h¬n so víi ®iÖn ¸p chuÈn: phÇn tö ®iÒu khiÓn t¨ng néi trë, ®iÖn ¸p ®­a ra sÏ nhá ®i. NÕu ®iÖn ¸p chuÈn: phÇn tö ®iÒu khiÓn t¨ng néi trë, ®iÖn ¸p ®­a ra sÏ nhá ®i. NÕu ®iÖn ¸p lÊy mÉu nhá h¬n so víi ®iÖn ¸p chuÈn: phÇn tö ®iÒu khiÓn gi¶m néi trë ®Ó ®iÖn ¸p ra t¨ng lªn ®óng yªu cÇu. * M¹ch æn ¸p ®¬n gi¶n. §¬n gi¶n nhÊt lµ c¸c IC æn ¸p nguån hä 78: NZ7805, AN7812, LM7805, M7805 mµ ruét cña nã lµ c¸c æn ¸p bï (h×nh 2.15). H×nh 2.15: M¹ch æn ¸p ®¬n gi¶n. §iÖn ¸p lÊy mÉu ®­a vµo ®ièt æn ¸p B2x85 (5,6V) so s¸nh. T võa khuÕch ®¹i võa ®iÒu khiÓn. * M¹ch nguyªn lý æn ¸p d¶i hÑp kiÓu bï (h×nh 2.16). H×nh 2.16: Nguyªn lý m¹ch æn ¸p kiÓu bï b»ng b¸n dÉn. §iÖn ¸p lÊy mÉu qua bé ph©n ¸p R1, R2. §iÖn ¸p chuÈn t¹i ®ièt Zener: U2 = UchuÈn. - PhÇn lÊy mÉu: R3, R4, VR1. §iÒu chØnh VR1 (®iÒu chØnh VR1 cña T2). - PhÇn tham chiÕu: R10 ph©n ¸p cho ®ièt Zener cã ®­îc ®iÖn ¸p mÉu UZ. - PhÇn dß sai: R7, R6, R5, T2 khi nguån bÊt æn ¸p lÊy mÉu thay ®æi dÉn tíi UC cña T2 thay ®æi, dÉn tíi UC cña T3 thay ®æi (T3 ®ãng vai trß khuyÕch ®¹i) ®iÒu khiÓn UB cña T1 dÉn tíi T1 ®ãng më cho ®óng Ur = 105U. D1, R8, R9, C4 m¾c song song víi T2 gióp cho T2 æn ®Þnh h¬n. - PhÇn khuÕch ®¹i: R11, T13, R12. - PhÇn b¶o vÖ: D2 b¶o vÖ BE cña T1 ®Ó UBE kh«ng v­ît qu¸ 0,7V. D4 b¶o vÖ BE cña T12 ®Ó UBE kh«ng v­ît qu¸ 0,7V. CÇu chia R13, R14 h¹ 140V xuèng qua R15, D3. CÇu chia R16 ®ang nèi vµo 105V vµo qua D3. Khi ch¹m hoÆc nÆng t¶i D3 th«ng. B×nh th­êng th× T4 kh«ng lµm viÖc khi D3 th«ng sÏ lµm T4 rÏ dßng gióp T3, T1 ng¾t b¶o vÖ T3, T1. 2.4. NhËn xÐt nguån d¶i hÑp: Nguån æn ¸p d¶i hÑp võa trùc tiÕp æn ¸p võa tham gia vai trß läc nh­ mét phÇn tö tÝch cùc. HÖ thèng b¶o vÖ b»ng viÖc lÊy mÉu ®iÒu khiÓn vµ b¶o vÖ t­¬ng ®èi hoµn h¶o, nã ®¸p øng ®­îc c¸c nhu cÇu tr­íc ®©y cña c¸c thiÕt bÞ viÔn th«ng. Linh kiÖn chÕ t¹o kh«ng ®ßi hái kh¾t khe chÝnh x¸c. Song bªn c¹nh ®ã nguån d¶i hÑp cã nh÷ng ®iÓm kh«ng hîp lý: - VÒ kÝch th­íc: cång kÒnh, phøc t¹p do to¶ nhiÖt. - VÒ c«ng suÊt: HiÖu suÊt thÊp v× tæn hao rÊt lín. Pth = » 25 ¸ 30%. §é nh¹y vµ ®é æn ®Þnh kÐm do thêi gian thÝch øng chËm. Do lµm viÖc theo c¸ch m¾c nèi tiÕp kh«ng cã m¸t c¸ch ly nªn nguy hiÓm kh«ng an toµn. Khi nguån vµo ®ét ngét qu¸ cao, m¹ch kh«ng lµm viÖc kÞp dÉn ®Õn chËp nguån æn ¸p g©y nguy hiÓm cho phÇn tö sau (t¶i). Khi cÇn nhiÒu møc nguån kh¸c nhau th× nguån æn ¸p d¶i hÑp kh«ng ®¸p øng ®­îc buéc ph¶i chÕ t¹o nhiÒu bé æn ¸p kh¸c nhau. Ngµy nay c¸c bé nguån æn ¸p d¶i hÑp chØ cßn ®­îc sö dông ë nh÷ng m¹ch yªu cÇu c«ng suÊt thÊp, dßng nhá, víi c«ng nghÖ ®· ®­îc tæng hîp nh­ c¸c IC hä 78 hoÆc STR… Ch­¬ng 3: Nguyªn lý nguån æn ¸p d¶i réng Nguån æn ¸p d¶i réng kh¾c phôc ®­îc nh÷ng khuyÕt ®iÓm cña nguån æn ¸p d¶i hÑp, cho ra nhiÒu møc ®iÖn ¸p æn ®Þnh khi ®iÖn ¸p ®Çu vµo thay ®æi lín, ®¶m b¶o chÕ ®é c«ng t¸c cña c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö. Nã ®­îc dïng hÇu hÕt trong c¸c bé nguån cã c«ng suÊt nhá vµ võa ph¶i trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö ngµy nay. 3.1. C¬ së vËt lý cña nguån æn ¸p d¶i réng (nguån ng¾t më). Khi biÕn ¸p ®­îc cÊp ®iÖn mét chiÒu qua kho¸ K nh­ m¹ch vÏ (h×nh 3.1). H×nh 3.1: S¬ ®å nguyªn lý cña m¹ch ng¾t më Khi ®ãng, më kho¸ K: dßng ®iÖn ch¹y qua cuén L, trong L xuÊt hiÖn mét suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng. SuÊt ®iÖn ®éng c¶m øng nµy c¶m øng qua vËt liÖu dÉn tõ lµm s¸ng ®Ìn §1, §2. Kim ®ång hå V1, V2 ®Òu chØ thÞ. NhËn xÐt: - NÕu t¨ng nguån B lªn, ®ãng më kho¸ K th× ®Ìn §1, §2 s¸ng h¬n V1, V2 chØ lín h¬n. NÕu gi¶m B ®i th× ®Ìn tèi h¬n vµ kim v«n kÕ chØ thÊp h¬n. - NÕu gi÷ nguyªn sè vßng L, thay ®æi vßng d©y L1, L2 th× gi¸ trÞ chØ thÞ ë v«n kÕ còng kh¸c ®i. - NÕu ®ãng më K cµng nhanh th× §1, §2 cµng s¸ng vµ V1, V2 chØ lín h¬n. - NÕu thay ®æi vËt liÖu dÉn tõ th× vËt liÖu dÉn tõ sÏ cã t¸c dông phô thuéc vµo tÇn suÊt ®ãng më K. Tãm l¹i khi thùc hiÖn thao t¸c trªn th× kÕt qu¶ cho ra trªn mçi vßng d©y cã gi¸ trÞ ®iÖn ¸p: U/vßng = 2PBSf = V/vßng - m lµ ®é tõ thÈm cña lâi biÕn ¸p. - n lµ sè vßng d©y. - S lµ tiÕt diÖn cña lâi biÕn ¸p (cm2). - f lµ tÇn suÊt ®ãng më K - d lµ ®­êng kÝnh cña d©y. Nh­ vËy nguån mét chiÒu do t¸c ®éng cña K t¹o xung ®iÖn biÕn ®æi thµnh c¸c møc ®iÖn ¸p kh¸c nhau. 3.2. X©y dùng m« h×nh s¬ ®å khèi. Kho¸ K ®ãng më víi tÇn suÊt cao, do vËy nÕu K lµ c«ng t¾c c¬ khÝ th× kh«ng thÓ ®­îc. Do vËy mµ K th­êng ®­îc thay b»ng c¸c dông cô b¸n dÉn: tranzito, MOSFET, JFET, tiristo… M« h×nh ®­îc vÏ l¹i nh­ sau (h×nh 3.2). H×nh 3.2: S¬ ®å biÓu diÔn nguyªn t¾c lµm viÖc cña nguån t¾t më §Ó ®iÒu khiÓn K hay c¸c b¸n dÉn b»ng c¸c xung ng¾t më t¹o ra c«ng suÊt theo yªu cÇu, th× tr­íc khi ®iÒu khiÓn K ta ph¶i dïng bé khuÕch ®¹i ®iÒu tiÕt c¸c xung ng¾t më cã ®ñ ®é lín: biªn ®é, tÇn sè, ®é réng. §Ó ®iÒu kiÖn K hay b¸n dÉn ta ph¶i cã c¸c bé t¹o xung, c¸c xung nµy cã biªn ®é, tÇn sè, ®é réng xung thÝch hîp. C¸c bé t¹o xung thùc hiÖn b»ng c¸c m¹ch dao ®éng. §Ó æn ®Þnh vµ ®ång bé xung víi toµn bé thiÕt bÞ ng­êi ta th­êng lÊy c¸c xung tõ dao ®éng chuÈn th¹ch anh qua m¹ch vi ph©n, tÝch ph©n ®Ó t¹o ra c¸c xung, dïng c¸c xung nµy ®iÒukhiÓn bé nguån ng¾t më. Buéc bé nguån ho¹t ®éng ®ång bé víi bé thiÕt bÞ. §Ó n©ng cao tÝnh an toµn cho bé nguån, phÇn b¶o vÖ ®­îc thiÕt kÕ víi c¸c tÝnh n¨ng b¶o vÖ qu¸ dßng, b¶o vÖ qu¸ ¸p, b¶o vÖ chËp t¶i. §Ó tiÕt kiÖm n¨ng l­îng, nguån ®­îc trang bÞ nh÷ng bé qu¶n l‎ý nguån khi thiÕt bÞ ®iÖn tö ë tr¹ng th¸i chê kh«ng lµm viÖc th× trong thêi gian ng¾n nhÊt ®Þnh sÏ nhËn lÖnh tõ vi xö lý tíi ®Ó tù ®éng c¾t nguån ®­a m¸y vÒ tr¹ng th¸i chê tÝn hiÖu. §Ó thuËn tiÖn cho ng­êi sö dông, nguån sÏ ®­îc ®iÒu khiÓn tõ xa… Nh­ vËy nguån æn ¸p d¶i réng vÒ mÆt s¬ ®å khèi sÏ cã m« h×nh nh­ h×nh 3.3. M« h×nh s¬ ®å khèi cña nguån æn ¸p d¶i réng (nguån ng¾t/ më). Chèng nhiÔu N¾n läc & thÝch øng U Kho¸ K ®iÒu khiÓn U00 Chèng nhiÔu KhuÕch ®¹i Xung ®iÒu chÕ Söa sai so s¸nh Dao ®éng f = f dßng B¶o vÖ nguån §iÒu khiÓn tõ xa Qu¶n lý nguån U i U 0 V sync H sync Menu CPU LÊy mÉu U i U02 U01 C¸c møc nguån Xung tõ biÕn ¸p dßng AC in U i 90 ¸ 260V H×nh 3.3: S¬ ®å khèi cña bé nguån æn ¸p d¶i réng Ch­¬ng 4: Nguyªn lý c¸c khèi chøc n¨ng trong bé nguån æn ¸p d¶i réng 4.1. M¹ch khö tõ. Khi t¾t m¸y ®iÖn ¸p cÊp cho Anèt ®Ìn h×nh, l­íi 2 gi¶m ®ét ngét nªn th­êng t¹o ra tõ tÝnh trong l­íi läc tia ph¸t x¹ ®Ìn h×nh, do bÞ nhiÔm tõ nªn t¹o thµnh vïng tõ tÝnh kh¸c nhau ¶nh h­ëng tíi ®­êng ®i cña c¸c tia R, G, B cña ®Ìn h×nh. Nªn xung quanh mÆt ph¸t x¹ huúnh quang ®Ìn h×nh ®­îc thiÕt kÕ mét m¹ch khö tõ. Nguyªn t¾c chung cña m¹ch khö tõ gåm Rt m¾c nèi tiÕp cuén d©y Lk (h×nh 4.1). H×nh 4.1: M¹ch khö tõ vµ läc nhiÔu Khi ®ãng nguån dßng ®iÖn ®i qua Rt vµ Lk (b×nh th­êng ®iÖn trë Rt rÊt nhá cì 5-7W). Khi dßng AC ®i qua víi dßng ®iÖn rÊt lín, nhiÖt ®é lµm t¨ng Rt lªn trong kho¶ng thêi gian 2¸3 gi©y t¹o ra trong Lk mét tõ tr­êng khö toµn bé tõ bÞ nhiÔm trong mµn läc tia ®iÖn tö cña ®Ìn h×nh. §ång thêi sau hai ®Õn 3 gi©y Rt t¨ng lªn rÊt lín, dßng ®iÖn nhá dÇn ®Õn 0, kÕt thóc qu¸ tr×nh khö tõ. Trong mét sè m¸y cã mµn ¶nh cì lín dßng tõ rÊt lín ®ßi hái duy tr× mét thêi gian khö tõ chÝnh x¸c vµ tin cËy th× thêi gian khö tõ ®­îc thiÕt kÕ ®­a ta tõ mét IC tÝch hîp cã ®Õm thêi gian chuÈn x¸c (h×nh 4.2). M¹ch bao gåm IC1 ®iÒu khiÓn møc ®iÖn ¸p víi thêi gian 3s. Khi ®ãng m¹ch nguån IC1 ®­a ra møc ®iÖn ¸p cao b¸n dÉn T1 ®ãng r¬le; sau 3s, IC1 ®­a ra møc thÊp T1 ng¾t: m¹ch khö tõ hoµn thµnh nhiÖm vô. IC 1 EXP85340 13,5V AC Lk Rt TPH 1602 §­a ®i n¾n ®iÖn H×nh 4.2: M¹ch khö tõ cña m¸y thu h×nh cì lín 4.2. M¹ch läc nhiÔu. Trong bé nguån d¶i réng, ®Ó tr¸nh c¸c xung nhiÔu nh­ ®¸nh löa t¶i æ c¾m c¸c thiÕt bÞ kh¸c bªn c¹nh ®¸nh löa, sÐt ®¸nh vµo ®­êng t¶i ®iÖn,… c¸c bé nguån ®­îc thiÕt kÕ m¹ch läc nhiÔu ngay ®Çu vµo ®Ó ‏ h¹n chÕ bít nguy hiÓm cho linh kiÖn ë phÇn sau (h×nh 4.3). H×nh 4.3: M¹ch läc nhiÔu - C¸c bé läc nhiÔu tô C1; C2 ®­îc chän sao cho víi xung nhiÔu th× trë kh¸ng nhá nhÊt vµ víi tÇn sè ®iÖn l­íi 50 ¸ 60 Hz th× trë kh¸ng max (th­êng chän C = 0,01mF) R b¶o vÖ chän cì 2 ¸ 3MW; Uc tõ 350 ¸ 450V. - C¸c cuén chÆn L ®­îc quÊn trªn lâi ferÝt sao cho ®èi xøng nhau vµ cã c¸c tô ký sinh nhá kh«ng ®ñ ®Ó b·o hoµ tõ. Víi tÇn sè dßng ®iÖn tiªu thô 50 ¸ 60Hz th× ZL nhá nhÊt ®Ó sôt ¸p Ýt nhÊt víi c¸c xung nhiÔu XL rÊt lín cã t¸c dông chÆn, gi¶m nhá xung nhiÔu ®Ó h¹n chÕ møc ®é nguy hiÓm cho phÇn sau. 4.3. M¹ch chuyÓn ®æi ph­¬ng thøc chiØnh l­u. Nguyªn lý chung cña m¹ch lµ gi¸m s¸t biªn ®é ®Ó ®o kiÓm ®iÖn ¸p m¹ng lín h¬n mét trÞ sè nµo ®ã (vÝ dô ë 160V) lµm cho ngußn lµm viÖc theo ph­¬ng thøc chØnh l­u béi ¸p. ViÖc chuyÓn ®æi ph­¬ng thøc trªn sÏ t¹o ®ñ ®iÖn ¸p cho bé nguån ho¹t ®éng b×nh th­êng víi d¶i réng tõ 90 ¸ 260V. §Ó thùc hiÖn cã nhiÒu c¸ch (dïng ®iÖn ¸p ra ®o kiÓm ®Ó ®ãng më R¬le tiÕp ®iÓm, dïng ®iÖn ¸p ra ®Ó ®ãng më Tranzitor tù ®éng ®Ó chuyÓn ph­¬ng thøc): XÐt m¹ch chuyÓn nguyªn lý sau (h×nh 4.4). H×nh 4.4. Bé chuyÓn ®æi ph­¬ng thøc läc chØnh l­u Khi ®ãng nguån ®iÖn R4, D2, C3 thùc hiÖn m¹ch chØnh l­u nöa sãng lÊy mÉu t¹i ®iÓm (A): VP < V < A biÕn ®æi theo ®iÖn ¸p m¹ng. §iÖn ¸p nµy sau khi ®i qua R5, R6 ph©n ¸p vµ ®i qua D1 gi¸m s¸t biªn ®é ®iÖn ¸p vµo ®Ó khèng chÕ tr¹ng th¸i lµm viÖc cña T1. §iÓm lµm viÖc nµy do R5, R6 quyÕt ®Þnh. Khi ®iÖn ¸p vµo lín h¬n 160V th× t¹i ®iÓm A: VP < V < A ®ñ cao ®Ó sau khi ph©n ¸p qua R5, R6 D1 th«ng d©n ®Õn T1 th«ng b·o hoµ cùc Colect¬ cã møc thÊp, cùc Baz¬ B kh«ng cã ®iÖn ¸p, dßng T = C cña T2 = 0. Tri¾c kh«ng cã IX kÝch thÝch: Tri¾c ng¾t. §iÓm B trªn s¬ ®å coi nh­ ng¾t khái m¹ng (§Æc tuyÕn Von-Ampe cña Tri¾c nh­ h×nh 4.5). Dßng ng­îc l (nm) Dßng thuËn DÉn ®iÖn thuËn §iÖn ¸p thuËn Ng¾t ®iÖn thuËn Dßng ng­îc Ng¾t ®iÖn ng­îc §iÖn ¸p ng­îc H×nh 4.5: §Æc tuyÕn Von - Ampe cña SCR Lóc nµy m¹ch n¾n läc b×nh th­êng. NghÜa lµ ®iÖn ¸p ®­îc n¾n läc b»ng c¸c cÇu chØnh l­u D vµ C1C2. Khi ®iÖn ¸p vµo thÊp h¬n ®iÖn ¸p chuÈn £ 160V. §iÖn ¸p t¹i ®iÓm A còng gi¶m, ph©n ¸p R5, R6 kh«ng ®ñ ®Ó D1 th«ng do vËy ICT1 = 0; UCT1 cao ®ång thêi b»ng ®iÖn ¸p t¹i A th«ng qua ph©n ¸p cho R7, R8D3 th«ng dÉn ®Õn T2 thong t¹o ra dßng xóc ph¸t kÝch thÝch cho Triac th«ng trong thêi gian ng¾n 1 ¸ 2s vµ sôt ¸p trªn Triac rÊt nhá cì 0,2 ¸ 0,5V. §iÖn ¸p sôt trªn R9 chÝnh lµ ®iÖn ¸p kÝch thÝch cho SCR. V× sôt ¸p kh«ng ®¸ng kÓ cña SCR nªn ®iÓm B coi nh­ chËp D hay ®­îc nèi t¾t víi nguån AC. M¹ch ®iÖn lóc ®ã nh­ mét bé n¾n béi ¸p, (h×nh 4.6). Ng­êi ta cßn cã thÓ dïng tiristo ®Ó ®iÒu khiÓn ph­¬ng thøc chuyÓn ®æi ®iÖn, nguyªn lý t­¬ng tù víi SCR. ë chu kú d­¬ng cña Vi, Vi qua L1 qua R1 qua D2 cña cÇu n¾n D qua C1 n¹p cho C1: 1 ¸p = UC1, qua ®iÓm B ® D, qua R2 ® L2 vÒ ©m cña nguån Vi. ë nöa chu kú ©m Vi qua L2 ® R2 ® D ® B qua C2 qua D1 qua R1 vÒ nguån ®iÖn ¸p trªn C2 th«ng UC2. §iÖn ¸p tõ V0 = UC1 = UC2 = 2U1 = 2U2 ®­a sang bé ng¾t më. H×nh 4.6: Bé n¾n läc béi ¸p khi ®iÖn ¸p vµo thÊp Trong viÖc n¾n béi ¸p th× viÖc ®¶m b¶o an toµn cho m¹ch lµ vÊn ®Ò quan träng ch¼ng h¹n khi Vi vµo qu¸ cao mµ m¹ch vÉn chØnh l­u béi ¸p th× V0 ra rÊt cao, rÊt dÔ g©y ra háng m¹ch sau n¾n läc. Trong m¹ch b¶o vÖ ®­îc thiÕt kÕ D4, T3 cÇu ch× F1; Bé ph©n ¸p R10, R11. §iÖn ¸p trªn C2 ®­îc ph©n ¸p qua R10, R11 ®Õn cÊp cho D4. NÕu Vi vµo > 160V mµ m¹ch vÉn lµm viÖc theo ph­¬ng thøc béi ¸p th× D4 dÉn dßng qua R12, D4 lµ ®iÖn ¸p xóc ph¸t cho T4 më dßng rÊt lín trong thêi gian ng¾n nhÊt lµm ch¸y cÇu ch× F2 b¶o vÖ toµn bé m¸y. 4.4. Xung vµ c¸c m¹ch t¹o xung. 4.4.1. C¸c tham sè cña xung. a. §Þnh nghÜa vÒ xung. Xung ®iÖn lµ nh÷ng ®iÖn ¸p hoÆc dßng ®iÖn tån t¹i trong nh÷ng kho¶ng thêi gian rÊt ng¾n cã thÓ so s¸nh víi qu¸ tr×nh qu¸ ®é trong m¹ch ®iÖn mµ chóng t¸c dông. b. C¸c tham sè vÒ mét d·y xung. Mét d·y xung th­êng cã c¸c tham sè sau. - Chu kú lÆp l¹i TX. - TÇn sè lÆp l¹i FX. - §é réng QX. - HÖ sè ®Çy n. C¸c tham sè nµy ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ sau. - §é réng cña mét d·y xung lµ tØ sè gi÷a chu kú lÆp l¹i TX víi ®é réng cña mét xung tX. QX = TX/tiÕp xóc. - TrÞ sè nghÞch ®¶o Qx ®­îc coi lµ hÖ sè ®Çy cña xung n = tx/Tx. - TÇn sè lÆp l¹i cña xung liªn hÖ víi ®é rçng QX. Fx = 1/Qxtx = 1/Fx H×nh 4.7: Minh ho¹ cho ®Þnh nghÜa trªn. U,i t tx Tx H×nh 4.7: §å thÞ d·y xung c. C¸c tham sè cña mét xung. §Ó ®Æc tr­ng cho mét xung ng­êi ta dïng c¸c tham sè sau (h×nh 4.8). H×nh 4.8: §å thÞ cña mét xung. - §é réng cña s­ên tr­íc tS1 lµ kho¶ng thêi gian gia t¨ng cña biªn ®é xung - §é réng cña s­ên sau tS2 lµ kho¶ng thêi gian gi¶m cña biªn ®é xung. §«i khi ®é dèc cña s­ên xung tr­íc ®­îc coi lµ tØ sè gi÷a biªn ®é cùc ®¹i so víi ®é réng cña s­ên tr­íc: SS1 = Um/tS1; SS2 = Um/tS2. §é sôt ®Ønh xung Du cña xung ®iÖn ¸p lµ ®é gi¶m biªn ®é xung ë phÇn ®Ønh. §é sôt ®Ønh t­¬ng ®èi du = Du/Dm. 4.4.2. M¹ch chän xung. Chän xung ®ång bé dßng hay ®ång bé mµnh dùa trªn ®é réng xung vµ tÇn sè lÆp l¹i cña xung theo ph­¬ng ph¸p vi ph©n hoÆc tÝch ph©n. a. M¹ch vi ph©n (h×nh 4.9). H×nh 4.9: M¹ch vi ph©n - Víi m¹ch vi ph©n khi mµ cho xung ch÷ nhËt vµo khi ra xung nhän nÕu RC>t Víi m¹ch vi ph©n khi mµ cho xung ch÷ nhËt vµo th× khi ra xung vu«ng nÕu RC < t. - NÕu xung vµo cã ®é réng kh¸c nhau th× xung ra cã biªn ®é kh¸c nhau (h×nh 4.10). Ta lîi dông ®iÒu ®ã ®Ó chän xung. H×nh 4.10: §å thÞ cña mét xung vu«ng khi ®i qua m¹ch vi ph©n b. M¹ch tÝch ph©n (h×nh 4.11). Khi xung vµo m¹ch tÝch ph©n cho ra xung r¨ng c­a hoÆc xung vu«ng còng tuú thuéc vµo h»ng sè thêi gian RC. NÕu nh­ RC << t th× ®é réng xung lín sÏ biÕn thµnh biªn ®é lín. (h×nh 4.12). Nh­ vËy lîi dông tõ viÖc ®é réng xung biÕn thµnh biªn ®é xung ®Ó t¸ch xung. V× xung ®ång bé dßng cã ®é réng 0,04 Td, ®é réng cña xung quÐt mµnh lµ 0,043Td. 4.4.3. Hä ®Æc tuyÕn Von-Ampe cña dông cô b¸n dÉn trong chÕ ®é xung. a. §Æc tuyÕn. §Æc tuyÕn ra IC = f(Uce) (h×nh 4.13). …………… Ibn Ib2 Ib1 Uce 2 3 Ic Ib Ib 1 H×nh 4.13: §Æc tuyÕn Von-Ampe cña Tranzisto §Ó tiÖn tÝnh to¸n th× hä ®Æc tuyÕn Von - Ampe ®­îc tuyÕn tÝnh ho¸ (h×nh 4.14). H×nh 4.14: §Æc tuyÕn Von - Ampe ®· tuyÕn tÝnh ho¸ Vïng 1: Vïng Tranzisto n»m trong chÕ ®é khuÕch ®¹i. Vïng 2: Tranzisto trong chÕ ®é c¾t dßng. Vïng 3: Tranzisto b·o hoµ b. C¸c tham sè tÝnh to¸n ë chÕ ®é kho¸. TiÕp gi¸p CE cã thÓ coi lµ kho¸ ®iÖn tö, sôt ¸p trªn CE cì 0,1 ¸ 0,2V. Dßng t¾t tõ 1 ¸ 10mA, cßn dßng th«ng rÊt lín tíi hµng tr¨m mA ®èi víi tranzisto c«ng suÊt nhá vµ hµng ngh×n mA ®èi víi c¸c Tranzisto c«ng suÊt lín. Cã thÓ x¸c ®Þnh trªn ®Æc tuyÕn tÝnh 4.14. Dßng ®iÖn Ich b·o hoµ cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc v× nguån ®iÖn cÊp cho m¹ch lµm viÖc tr­íc vµ ®iÖn trë Rg nªn thùc tÕ th×: Ich = Ecc/Rg Ich £ Ichp (dßng b·o hoµ cho phÐp). V× Ich lín sôt ¸p trªn EC nhá nªn tranzisto cã thÓ coi lµ mét ®iÓm trong chÕ ®é kho¸ (h×nh 4.15). H×nh 4.15: Tranzisto ë chÕ ®é kho¸ HÖ sè khuÕch ®¹i trong m¹ch kho¸ biÓu thÞ dßng colect¬ ý lín h¬n dßng baz¬ bao nhiªu. B = HÖ sè b·o hoµ: ®Ó tranzisto cã c¸c tham sè kh«ng thay ®æi vÉn ®¶m b¶o ch¾c ch¾n cho tranzisto b·o hoµ ë tr¹ng th¸i th«ng trong m¹ch kho¸ lu«n chän dßng baz¬ Ib lín h¬n dßng baz¬ b·o hoµ Ibh. Tö sè gi÷a dßng gèc lµm viÖc cña Tranzisto ë tr¹ng th¸i th«ng víi dßng baz¬ b·o hoµ gäi lµ hÖ sè b·o hoµ. Kbh = Kbh th­êng ®­îc chän b»ng tõ 2 ¸ 3 lÇn. §iÖn trë b·o hoµ cùc colect¬: Rch = §èi víi tranzisto Silic Rch hµng tr¨m «m. §iÖn ¸p cña cùc baz¬ b·o hoµ so víi cùc emit¬ b·o hoµ Ubh ®­îc x¸c ®Þnh khi Ib = Ibh. ë tranzisto silic 0,7V; v× Ubh; Uch rÊt nhá nªn tranzisto ë tr¹ng th¸i th«ng cã thÓ coi lµ mét ®iÓm. 4.4.4. M¹ch dao ®éng ®a hµi. H×nh 4.16. lµ m« h×nh cña m¹ch nµy. H×nh 4.16: Dao ®éng ®a hµi a. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch dao ®éng. Khi míi ®ãng nguån c¶ hai ®Ìn ®Òu ®­îc cÊp ¸p UB > 0 qua Rb1 vµ Rb2 nªn c¶ hai ®Ìn ®Òu th«ng. V× mét lý do g× ®ã mét trong hai ®Ìn cã biÕn ®æi (do kh«ng c©n, tôt ¸p tõng ®Ìn…). Ch¼ng h¹n dßng IC1 t¨ng mét l­îng lµ DiC1 th× cùc C gi¶m ®i mét l­îng lµ DUC1 ®­a biÕn ®æi nµy qua tô C1 lµm cho cùc baz¬ T2 gi¶m ®i mét l­îng lµ DUB2, dßng IC2 t¨ng lªn DUC2 ®­a biÕn ®æi nµy tíi BT1 cµng lµm t¨ng IC1. Sù biÕn ®æi nµy trong thêi gian rÊt ng¾n. + DIC1 ® -DUC1 ® -DUB2 ®+ DIC2 ® -DUC2 ® -DUB1 ® +DIC1 Qu¸ tr×nh nµy tiÕp tôc cho ®Õn khi T1 th«ng, T2 t¾t h¼n: Khi T1 t¾t tô C2 ®­îc n¹p ®iÖn: +B1 ® C2 ® RBET1 Þ -B. §iÖn ¸p C2 lµm cho UB1 gi¶m dÇn, C2 n¹p còng lµ qóa tr×nh thiÕt lËp trªn C2, møc ®iÖn ¸p b»ng nguån B+. §ång thêi víi qu¸ tr×nh C2 n¹p th× tô C1 phãng: -C ® Rb2 ® +B ® -B ® RCE1 ® +C. U b1 + C1 phãng U b1 U b1 C1 n¹p T2 T1 t U C t + E C U b2 t C 2 phãng t Uc 2 +E Ec - IcRc C 2 n¹p C1 phãng g©y ra trªn B2 mét ®iÖn ¸p ©m nhá h¬n UB02 (®iÖn ¸p c¾t T2), T2 t¾t trong kho¶ng thêi gian ng¾n. C1 gi¶m dÇn lµm cho UB2 bít ©m dÇn. Khi baz¬ T2 ®¹t ®Õn ®iÖn ¸p c¾t T2 th«ng, qu¸ tr×nh trªn l¹i xuÊt hiÖn: +DIC2 ® -DUC2 ® -DUB1 ® -DIC1 ® +DUB2 ® +DUB2 ® +DIC2 Cho tíi khi T2 th«ng vµ T1 t¾t, C2 l¹i b¾t ®Çu phãng ®iÖn. T¹i thêi ®iÓm cùc gèc cã ®iÖn ¸p gèc b»ng 0, chóng sÏ chuyÓn qu¸ ®é tõ tr¹ng th¸i nµy sang tr¹ng th¸i kh¸c. H×nh 4.17. lµ s¬ ®å ®iÖn ¸p gèc - ph¸t cña bé dao ®éng. b. §iÒu khiÓn ®Ó m¹ch dao dao ®éng M¹ch dao ®éng khi cã håi tiÕp d­¬ng, tøc lµ Kb>1, víi: K hÖ sè khuÕch ®¹i tÇng, b lµ hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn. Khi cã hai ®Ìn th× ®Ìn nä lµ håi tiÕp cña ®Ìn kia nªn K1K2>1 V× 2 ®Ìn chän cã trÞ sè gièng nhau nªn K1K2=K2>1 hay K >1 Nãi chung lµ m¹ch dÔ dao ®éng. Khi mµ T1 hoÆc T2 th«ng b·o hoµ th× ®iÒu kiÖn cÇn: Rb1 £ b.RC1 vµ Rb2 £ b.RC2 c. C¸c tham sè Khi coi IC0 = 0; q = 0 th×: T1 = 0,7Rb1.C1 T2 = 0,7Rb2.C1 NÕu m¹ch hoµn toµn ®èi xøng: TX = 1,4Rb.C1 QX = 1+0,23b Nh­ vËy tÇn sè dao ®éng chØ phô thuéc vµo C vµ Rb mµ kh«ng phô thuéc vµo t¶i RC nªn dÔ dµng ®iÒu khiÓn ®­îc tÇn sè nµy b»ng c¸ch thay ®æi UB (h×nh 4.18) H×nh 4.18. M¹ch dao ®éng ®a hµi cã ®iÒu chØnh tÇn sè d. §ång bé tÝn hiÖu dao ®éng Trong thiÕt bÞ ®iÖn tö vÊn ®Ò ®ång bé cã tÇm quan träng ®Æc biÖt v× khi sai ®ång bé tõng bé phËn sÏ tÝch luü n¨ng l­îng rÊt lín dÉn tíi nguy hiÓm. §Ó ®ång bé cïng dao ®éng, lµ c¸c bé th¹ch anh chuÈn t¹o tÝn hiÖu chuÈn ®­îc lÊy tõ bé chuÈn qua m¹ch tÝch ph©n hoÆc vi ph©n…®Ó t¹o ra c¸c xung ®ång bé, thèng nhÊt trong toµn m¸y. H×nh 4.19 lµ s¬ ®å nguyªn lý cña mét m¹ch dao ®éng ®a hµi ®îi víi c¸c xung ®ång bé d­¬ng. T1 Rc1 Rb1 R Rb2 Rc2 T2 U håi tiÕp Ra T=0,7RbC Xung ®ång bé +E R3 Rb H×nh 4.19. M¹ch dao ®éng ®a hµi cã ®ång bé Tranzisto T1 t¾t ë tr¹ng th¸i æn ®Þnh, tranzisto T2 th«ng. Khi cã xung kÝch thÝch vu«ng th«ng qua ®ièt trë thµnh xung d­¬ng nhän. Bé dao ®éng chuyÓn ngay tr¹ng th¸i tr¹ng th¸i tõ T1 t¾t sang T1 th«ng; T2 th«ng sang T2 t¾t. Sau ®ã m¹ch sÏ chuyÓn sang tr¹ng th¸i ban ®Çu vµ chê xung tiÕp theo. Trªn RR2 cã xung cã ®é réng T=0,7RbC; R lµ ®iÖn trë ph©n ¸p thuËn ®ièt; ®iÖn ¸p håi tiÕp d­¬ng lÊy trªn R3 ®­a vÒ E cña T1. 4.4.5. M¹ch t¹o xung b»ng dao ®éng nghÑt M¹ch t¹o xung b»ng dao ®éng nghÑt lµ m¹ch giao ®éng ghÐp biÕn ¸p. M¹ch t¹o ra xung nhá ®Õn kho¶ng 1ms. Chu kú cña xung cã thÓ biÕn ®æi trong giíi h¹n hµng tr¨m KHz (h×nh 4.20) H×nh 4.20. M¹ch t¹o dao ®éng nghÑt a. Nguyªn lý BiÕn ¸p trong m¹ch t¹o xung b»ng dao ®éng nghÑt ®­îc chÕ t¹o ®¹t tiªu chuÈn cao, ghÐp chÆt chÏ, ®óng chiÒu. Dßng Ib xuÊt hiÖn khi ë thêi ®iÓm b¾t ®Çu cã xung d­¬ng t¹i cuén II, cña biÕn ¸p Tp sÏ n¹p cho tô C1. Nhê cã phÇn ©m cña xung n¹p cho tô víi h»ng sè thêi gian rÊt lín nªn tranzisto ng¾t. §Ìn b¾t ®Çu th«ng khi tô C1 phãng qua cuén II, ®iÖn ¸p phãng ®­îc gi¶m tíi møc UC0 khi ®ã IC b¾t ®Çu xuÊt hiÖn t¹o ra xung ®iÖn ¸p ë cuén I, xung xuÊt hiÖn cuén II më th«ng hoµn toµn tranzisto, vµ t¹i cuén II l¹i cã xung d­¬ng n¹p cho tô C1… Qu¸ tr×nh nµy lÆp ®i lÆp l¹i t¹o ra xung rÊt hÑp. TÇn sè xung biÕn ®æi nhê VR1, ®é réng xung biÕn ®æi b»ng tô C1. H×nh 4.2.1. lµ ®å thÞ cña d¹ng sãng m¹ch dao ®éng nghÑt. Nhê cuén c¶m III cã thÓ lÊy xung tíi c¸c phÇn kh¸c. Dßng IC chØ qua tranzisto khi thêi gian ph¸t xung do vËy víi hÖ sè ®Çy cña xung lín, c«ng suÊt tiªu thô kh«ng lín ta vÉn cã thÓ lÊy xung cã c«ng suÊt lín. H×nh 4.21. §å thÞ d¹ng sãng cña m¹ch dao ®éng nghÑt b. §iÒu kiÖn ®Ó m¹ch dao ®éng - ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n m¹ch dao ®éng nghÑt XÐt m¹ch dao ®éng (h×nh 4.22) H×nh 4.22. M¹ch dao ®éng ghÐp biÕn ¸p - §iÒu kiÖn pha ta kh«ng xÐt ®Õn bëi v× b»ng c¸ch quÊn biÕn ¸p ta cã thÓ t¹o ®­îc sù ®ång pha gi÷a ®iÖn ¸p vµ ®iÖn ¸p vµo (M<0). - §iÒu kiÖn biªn ®é: K = -SZc Trong ®ã: S lµ ®é hç dÉn cña tranzisto; Zc trë kh¸ng gi÷a C vµ ®Êt Rtd lµ ®é trë kh¸ng khung t¹i tÇn sè dao ®éng n lµ hÖ sè ph¶n ¶nh L lµ ®iÖn c¶m khung céng h­ëng M lµ hÖ sè hç c¶m cña c¸c cuén d©y. LËp tÝch KKht³1 vµ gi¶i bÊt ph­¬ng tr×nh nµy ta cã (Z tÝnh b»ng Rtd//Zt) M¹ch dao ®éng khi n1 £ n £ n2 T¹i n=n1; n=n2 m¹ch x¸c lËp dao ®éng. TÇn sè dao ®éng c. C¸c tham sè tÝnh to¸n trong m¹ch dao ®éng nghÑt - X¸c ®Þnh thêi gian s­ên xung tS: tS1 »2,3t1 t1 = tb/K0: tb lµ ®é t¨ng cña s­ên xung do nhµ s¶n xuÊt chÕ t¹o tb < rCC0, K0 lµ hÖ sè gia t¨ng dßng cùc gèc = (Dib)1/(Dib)0 - X¸c ®Þnh ®Ých xung tX: tX = bBL/nR’v n=Wb/Wc (thø cÊp/ s¬ cÊp) L=Lb/n2 (Lb lµ ®é tù c¶m B) R’v= trë kh¸ng håi tiÕp - X¸c ®Þnh thêi gian håi phôc thp d. §ång bé dao ®éng nghÑt (h×nh 4.23) H×nh 4.23. M¹ch ®ång bé dao ®éng nghÑt - Xung ®ßng bé kÝch thÝch vµo cuén d©y riªng L1 (kh«ng ®ßi hái dÊu) - Xung kÝch thÝch cùc colect¬ ®­a vµo C qua Cp (xung d­¬ng) Khi cã xung tranzisto th«ng, dßng IC t¨ng nhanh, UC vÒ 0 v­ît qua UA cña ®ièt D lµm cho D c¾t dßng c¸ch ly xung kÝch thÝch víi m¹ch dao ®éng. 4.4.6. M¹ch t¹o xung ®iÒu réng b»ng c¸c m¹ch tÝch hîp kh¸c Ngµy nay cµng ngµy c«ng nghÖ b¸n dÉn cµng ph¸t triÓn, do vËy mµ c¸c m¹ch t¹o xung b»ng m¹ch tÝch hîp cµng nhiÒu, cã ®é æn ®Þnh cao víi tÇm ®iÒu chØnh xung réng nªn ®­îc dïng réng r·i víi c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö vµo nh÷ng n¨m gÇn ®©y. a. M¹ch t¹o xung ®iÒu réng b»ng IC KA 2842 ( h×nh 4.24) H×nh 4.24. CÊu tróc ICK 3842 NhiÖm vô cña c¸c ch©n IC KA3842, nã ®­îc m« t¶ nh­ sau: - Ch©n (1): Ngâ vµo bé so s¸nh - Ch©n (2): FB håi tiÕp khèng chÕ tÇn sè dao ®éng - Ch©n (3): Senso c¶m nhËn vÒ dßng b¶o vÖ qu¸ dßng - Ch©n (4): M¾c RC ngoµi, ®Þnh h»ng tÇn sè dao ®éng - Ch©n (5): GND ®Êu ®Êt - Ch©n (6): Ngâ ra khung ®iÒu réng ®­a ®i kÝch thÝch ®Ìn c«ng suÊt - Ch©n (7): §iÖn ¸p cÊp cho m¹ch dao ®éng - Ch©n (8): T¹o ¸p chuÈn. b. T¹o xung ®iÒu réng b»ng tæ hîp IC STR 55717 (h×nh 4.25) H×nh 4.25. CÊu tróc IC STR 55717 NhiÖm vô c¸c ch©n cña IC lµ nh­ sau: - Ch©n (1): CÊp ®iÖn ¸p mét chiÒu sau bé n¾n nguån, xung ra 230Vpp/18,6ms - Ch©n (2): GND - Ch©n (3): Cùc C tranzisto c«ng suÊt - Ch©n (4): TiÕp nhËn xung håi tiÕp - Ch©n (5): B¶o vÖ qu¸ dßng - Ch©n (6): Xung ®ång bé d­¬ng tõ biÕn ¸p dßng vÒ f=fH - Ch©n (7): Dß sai - Ch©n (8): Xung kÝch thÝch cho tranzisto c«ng suÊt Pout - Ch©n (9): CÊp VCC in kho¶ng 10V cho IC måi dao ®éng 4.5. M¹ch ®iÒu chÕ xung Cã ba ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ xung: - §iÒu chÕ biªn ®é xung: Cè ®Þnh tÇn sè vµ ®é réng xung, biªn dé xung thay ®æi. - §iÒu chÕ tÇn sè xung: Gi÷ cè ®Þnh biªn ®é vµ ®é réng xung, tÇn sè thay ®æi - §iÒu chÕ ®é réng xung: Gi÷ cè ®Þnh biªn ®é vµ tÇn sè, ®é réng xung thay ®æi XÐt lÇn l­ît c¸c ph­¬ng ph¸p 4.5.1. §iÒu chÕ biªn ®é xung (h×nh 4.26) H×nh 4.26. M¹ch ®iÒu chØnh biªn ®é xung §Ó thay ®æi biªn ®é xung ra tõ khèi dao ®éng ta cã thÓ ®iÒu chØnh ph©n ¸p cho khèi OSC b»ng VR1 hoÆc ®iÒu chØnh ®é khuÕch ®¹i cña Tranzisto T1 b»ng VR2 ®Ó thay ®æi biªn ®é xung ra ( h×nh 4.27) tx = t'x Tx = T'x Um = U'm H×nh 4.27. §å thÞ m¹ch ®iÒu chØnh biªn ®é xung §Ó ®iÒu chØnh néi trë hay hÖ sè khuÕch ®¹i cña Tranzisto T1, ng­êi ta thay thÕ viÖc ®iÒu chØnh VR1, VR2 b»ng ®iÖn ¸p dß sai V0 so víi Vi ë ®Çu vµo. V i V 0 PFM Tx Um Um Tx ®iÒu chÕ H×nh 4.28. Nguyªn t¾c ®iÒu chÕ tÇn sè Um’ = Um vµ Tx’ > Tx Nguyªn t¾c: Khi chu kú t¨ng th× tÇn sè gi¶m vµ ng­îc l¹i NÕu V0 (Vi) t¨ng dÉn ®Õn chu kú t¨ng b»ng TX Þ TX<TX’ Þ tÇn sè gi¶m. NÕu V0 (Vi) gi¶m dÉn ®Õn chu kú t¨ng lªn b»ng TX gi¶m Þ tÇn sè t¨ng lªn. Trªn thùc tÕ ng­êi ta ®iÒu chØnh tÇn sè b»ng c¸ch khèng chÕ dao ®éng XÐt m¹ch dao ®éng ®a hµi kh«ng ®èi xøng sau (h×nh 4.29) H×nh 4.29. M¹ch ®iÒu chÕ tÇn sè Khi ®ãng nguån T1 t¾t, C1 ®­îc n¹p qua VR1 vµ phãng vµo cùc B cña T2, T2 dÉn Þ UC2 thÊp k Þ T3 dÉn Þ VC3 cao Þ UC3 ®­îc n¹p qua VR5 sau ®ã phãng vµo cùc baz¬ cña T1 lµm T1 dÉn Þ UCT1 thÊp Þ T2 t¾t Þ T3 t¾t Þ T1 t¾t vµ VCT1 l¹i cao, C1 l¹i n¹p ®iÖn cho chu kú tiÕp theo. Thêi gian t¾t nhanh hay chËm hoµn toµn phô thuéc vµo t = C1. R1 vµ t2 = C3.VR5. Do vËy khi ®iÒu chØnh VR1, VR5 còng dÉn ®Õn thay ®æi tÇn sè cña m¹ch dao ®éng. 4.5.3. §iÒu chÕ ®é réng xung Nguyªn t¾c chung nh­ h×nh 4.30 H×nh 4.30. Nguyªn t¾c ®iÒu chÕ biªn ®é Biªn ®é Um - Um’, ®é réng tX < tX’, chu kú T=T’ M¹ch thùc hiÖn h×nh 4.31. lµ ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®é réng xung theo kiÓu analog H×nh 4.31. M¹ch ®iÒu chÕ ®é réng xung Xung r¨ng c­a Vi cã tÇn sè cè ®Þnh ®­îc t¹o bëi bé dao ®éng ®Æt vµo ngâ d­¬ng cña m¹ch thuËt to¸n. §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn V0 lÊy ë m¹ch so s¸nh sai sè ®­a vÒ ngâ ©m cña m¹ch thuËt to¸n. M¹ch cho ra ®é réng xung thay ®æi theo V0. M¹ch h×nh 4.32 lµ ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®é réng xung theo kiÓu digital H×nh 4.32. M¹ch ®iÒu chÕ ®é réng xung b»ng ph­¬ng ph¸p digital Nguyªn lý: Xung tõ dao ®éng OSC t¹o ra ®­îc m¹ch Trigger Schimit söa vu«ng t¹o thµnh Vi, xung vu«ng Vi nµy qua m¹ch MN t¹o thµnh xung vu«ng chuÈn lµm tham chiÕu vµ so s¸nh víi xung ®­a vµo t¹i ngâ kh¸c cña m¹ch EXOR. EXOR cã U0 ra møc thÊp nÕu hai ®Çu vµo cã cïng møc logic, U0 møc cao khi hai ®Çu vµo kh¸c nhau møc logic. M¹ch t¹o dao ®éng OSC lu«n bÞ khèng chÕ bëi khèi PFM sao cho khi V0 t¨ng th× tÇn sè cña Vi còng t¨ng vµ ng­îc l¹i. V0 ®­îc lÊy tõ khèi nguån nhËn biÕt qua bé lçi ER. 4.6. C¸c m¹ch ngo¹i vi kh¸c 4.6.1. C¸c m¹ch b¶o vÖ Bao gåm c¸c m¹ch b¶o vÖ qu¸ ¸p ®Çu vµo AC, chËp t¶i sau bé nguån d¶i réng, m¹ch b¶o vÖ khi tÇn sè sai kh¸c biÖt qu¸ xa so víi dao ®éng chuÈn. VÒ ph­¬ng ph¸p sÏ cã nhiÒu c¸ch: - B¶o vÖ qu¸ ¸p ghÐp song song - B¶o vÖ qu¸ ¸p ghÐp nèi tiÕp - B¶o vÖ qu¸ dßng, qóa nhiÖt - B¶o vÖ ghÐp trùc tiÕp - B¶o vÖ ghÐp gi¸n tiÕp a. M¹ch b¶o vÖ qóa ¸p ®Çu vµo ghÐp song song S¬ ®å khèi: H×nh 4.33 M¹ch æn ¸p Dß sai §iÖn ¸p ra UCung cÊp cho t¶i Ui H×nh 4.33. S¬ ®å khèi cña m¹ch b¶o vÖ qóa ¸p ®Çu vµo M¹ch cô thÓ nh­ sau (h×nh 4.34) Nguyªn lý lµm viÖc cña m¹ch ghÐp song song: T4, L1, L2 t¹o thµnh dao déng nghÑt. Trë kh¸ng cña toµn bé T2, T3, R7, R8 quyÕt ®Þnh tÇn sè dao ®éng (®ãng vai trß nh­ mét tæng trë ph©n ¸p cã trë kh¸ng thay ®æi khi ®iÖn ¸p ®­a vÒ: - R8, D3 Gi¸m s¸t ®iÖn ¸p vµo vµ ra: - §­a ®iÖn ¸p ®Çu vµo bé ph©n ¸p T2, T3 - §­a ®iÖn ¸p ra tõ cuén L2 vÒ khi m¹ch qu¸ t¶i. L3, C1, D2 t¹o ra ®iÖn ¸p cÊp cho phÇn b¶o vÖ R1, R2, R3 ®iÖn ¸p lÊy mÉu Gi¶ sö khi Ung vµo t¨ng lªn, ®iÖn ¸p qua R8, D3 lín, trë kh¸ng bé ph©n ¸p gi¶m do IC2, IC3 t¨ng lªn. Khi dao ®éng nghÑt t¨ng ®iÖn ¸p trªn cuén L3 t¨ng, UCT1 gi¶m, UBT2 vµ UBT3 t¨ng: Trë kh¸ng cña bé T2, T3 gi¶m, m¹ch lµm viÖc yÕu ®i, ¸p ra ®­îc gi¶m, nghÜa lµ m¹ch ®­îc b¶o vÖ. H×nh 4.34. M¹ch b¶o vÖ vµ ®iÒu khiÓn dao ®éng b. M¹ch b¶o vÖ ghÐp gi¸n tiÕp + M¹ch ghÐp quang §ièt quang (opto) - H×nh 4.35 (4N25) H×nh 4.35. CÊu tróc cña m¹ch ghÐp quang - Khi cã dßng ®iÖn qua, ®ièt ph¸t quang: ®ièt ph¸t tia hång ngo¹i lµm thay ®æi trë kh¸ng cña tranzisto, hoÆc lµ ®ièt nhËn quang lµm tranzisto dÉn. - GhÐp quang hay ®­îc dïng v× nã cã thÓ truyÒn ®¹t tÝn hiÖu mét chiÒu vµ xoay chiÒu ®Õn vµi GHz. M¹ch c¸ch ®iÖn vµi KV. TÝnh chèng nhiÔu vµ chÞu ®­îc nhiÖt ®é cao. + M¹ch b¶o vÖ gi¸n tiÕp (c¸ch ly) øng dông cña ghÐp quang víi nh÷ng ®Æc tÝnh chØ sù thay ®æi dßng nhá cña ®ièt ph¸t quang còng g©y ra biÕn ®æi dßng lín cña tranzisto. H×nh 4.36 lµ nguyªn lý cña mét m¹ch cô thÓ. H×nh 4.36. M¹ch b¶o vÖ ghÐp quang Trong bé nguån d¶i réng ng¾t më (dao déng nghÑt ghÐp biÕn ¸p) nµy, diÖn ¸p håi tiÕp d­¬ng lÊy tõ L2 ®­a vÒ cùc gèc T1. T2 ®ãng vai trß b¶o vÖ; ®iÖn ¸p dß sai lÊy tõ R4 cua T1 ®­a vÒ khèng chÕ T2 khi T2 ch¹y qu¸ dßng hoÆc lµ nÆng t¶i. B¶o vÖ qu¸ ¸p ®­îc ghÐp qua IC HA 17431 vµ opto 4N35. Nguyªn lý lµm viÖc cña nã nh­ sau: Khi ®iÖn ¸p ra v­ît qu¸ 115V; qua bé ph©n ¸p R6R7R8. §iÖn ¸p mÉu ®­îc ®­a vÒ so víi bé ®iÖn ¸p chuÈn do ®ièt æn ¸p trong IC HA 17431, ®­a ra ®iÖn ¸p dß sai. §iÖn ¸p dß sai ®­îc ®­a qua bé ghÐp quang 4N35, c¶m nhËn thay ®æi ®iÖn ¸p chuyÓn thµnh thay ®æi dßng trong tranzisto; lµm trë kh¸ng tranzisto thay ®æi khiÕn ®iÖn ¸p ë cùc gèc T2 thay ®æi. KÕt qu¶ lµ lµm thay ®æi trë kh¸ng T2. §ã chÝnh lµ lµm thay ®æi trë kh¸ng T1 lµm cho T1 ho¹t ®éng t¨ng lªn hay gi¶m ®i sao cho ë ®Çu ra lu«n cã ®iÖn ¸p oán ®Þnh 115V. 4.6.2. C¸c m¹ch b¶o vÖ trong IC tæ hîp t¹o xung ®Òi réng Trong m¹ch t¹o xung b»ng IC b¶o vÖ qu¸ dßng th× ®iÖn ¸p b¶o vÖ ®­îc lÊy ngay t¹i tranzisto c«ng suÊt nguån (h×nh 4.37) H×nh 4.37. M¹ch b¶o vÖ qu¸ dßng trong c¸c tæ hîp IC ®iÒu réng §iÖn ¸p Ub¶o vÖ = US = IDSRS. V× mét lý do nµo ®ã khiÕn tranzisto lµm viÖc víi dßng qu¸ lín dÉn ®Õn dßng Id t¨ng do vËy mµ US t¨ng. §iÖn ¸p nµy ®­îc ®­a vÒ ch©n 3 IC KA 3842. IC ®iÒu chØnh ®é réng xung t­¬ng øng sao cho m¹ch lµm viÖc ®óng yªu cÇu cÇn thiÕt kÕ. Trong m¹ch tæ hîp IC cã tÇm ®iÒu chØnh xung réng nh­ IC STR 55717 ®· nãi ë trªn cßn cã c¸c m¹ch æn ®Þnh côc bé. M¹ch TSD (Themal sensor directo) b¶o vÖ qu¸ nhiÖt. M¹ch OVP (Over Volt Protector) b¶o vÖ qu¸ ¸p… 4.6.3. M¹ch qu¶n lý nguån Trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö nãi chung vµ trong c¸c TV vµ Monitor m¸y tÝnh nãi riªng. Khi kh«ng cã tÝn hiÖu-hay kh«ng cã xung ®ång bé trong mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh m¸y sÏ tù ®éng ng¾t nguån nh»m ®¶m b¶o an toµn vµ tiÕt kiÖm ®iÖn. NhËn xö lý tÝn hiÖu xung KA3842 Sync.H Sync.V 6 4 C R M« h×nh nguyªn lý (h×nh 4.38) H×nh 4.38-S¬ ®å khèi m¹ch qu¶n lý nguån Xung ®ång bé dßng fH vµ xung ®ång bé tõ khèi thÞ tÇn hoÆc CPU m¸y tÝnh ®­a tíi khèi nh¹n d¹ng xung vµ biÕt tÝn hiÖu xung thµnh tÝn hiÖu mét chiÒu ®Ó ®iÒu khiÓn nguån switching. S¬ ®å thùc tÕ thùc hiÖn bé nguån (h×nh 4.39) Nguyªn lý ho¹t ®éng cña bé qu¶n lý nguån: NÕu khong cã xung HSync hoÆc VSync hoÆc thiÕu c¶ 2 LED quang trong U504 t¾t. M¹ch cÊp ®iÖn cho bé t¹o xung bÞ ng¾t. Khi cã xung LED trong U504 ph¸t s¸ng, tranzisto quang trong U504 dÉn cã dßng qua Q4, Q5 dÉn ®iÖn t¹o ®iÖn ban ®Çu cho bé OSC lµm viÖc, khi ®ã th× ®Ìn LED2 b¸o s¸ng. H×nh 4.39. M¹ch nguyªn lý qu¶n lý nguån 4.6.4. M¹ch ®iÒu khiÓn tõ xa S¬ ®å (H×nh 4.40) Nguyªn lý ho¹t ®éng: - Khi Vi xö lý ®­a lÖnh më nguån POWER ON, ch©n BQ2 cã møc thÊp, Q2 vµ IC2 dÉn Þ Q1 t¾t. Do D1 dÉn nªn bé dao ®éng ®­îc cÊp nguån, m¹ch æn ¸p lµm viÖc (D2 dÉn). - Khi Vi xö lý ®­a lÖnh më nguån POWER OFF, ch©n BQ2 cã møc cao, Q2 vµ Q1 t¾t Þ D1 t¾t. Q3 dÉn nèi m¸t dao ®éng tõ IC3 Þ D2 t¾t dÉn ®Õn bé dao ®éng kh«ng lµm viÖc hay chÝnh bé nguån d¶i réng kh«ng lµm viÖc. H×nh 4.40. M¹ch nhËn tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tõ xa ®ãng më nguån Môc lôc Trang