2) MẠCH LẶP LẠI THẾ
XI.2 CÁC ỔN ÁP MẮC SHUNT
Độ ổn định lưới và độ ổn định tải của một bộ nguồn khơng ổn áp là quá cao đối với hầu hết các ứng dụng. Bằng cách sử dụng bộ ổn áp (Voltage Regulator) giữa bộ nguồn và tải chúng ta cĩ thể cải thiện một cách đáng kể độ ổn định lưới và độ ổn định tải.
Một bộ ổn áp thế kiểu tuyến tính dùng các linh kiện trong vùng tuyến tính để giữ thế trên tải là hằng số. Cĩ 2 loại ổn áp tuyến tính:
Ổn áp tuyến tính mắc shunt Ổn áp tuyến tính mắc nối tiếp
Trong phần này chúng ta xét ổn áp tuyến tính mắc shunt, một loại ổn áp mà mạch ổn áp mắc song song với tải.
ỔN ÁP ZENER
Ổn áp mắc shunt đơn giản nhất là mạch diode Zener như hình 11-2.
Hình 11-2
Trong mạch này diode Zener hoạt động trong vùng đánh thủng. Khi dịng tải thay đổi, dịng qua Zener tăng hoặc giảm một cách tương ứng để giữ cho thế tải khơng đổi. Trên hình 11-2, dịng qua RS bằng
IS=(Vin-Vout)/ RS
Thế trên tải bằng Vout = VZ
Khi thế vào là khơng đổi, dịng vào gần như khơng đổi khi dịng tải thay đổi. Dịng trên tải
Dịng tải cĩ giá trị tối đa bằng dịng vào và khi dịng qua Zener bằng 0.
Khi dịng tải lớn, mạch hình 11-2 cĩ độ ổn định tải kém vì sự thay đổi của dịng qua điện trở Zener cĩ thể làm thay đổi thế ra đáng kể. Một cách để cải thiện độ ổn định tải khi dịng tải lớn là thêm một transistor như hình 11-3.
Hình 11-3 Với mạch này thế ra bằng
Vout = VZ + VBE (11-5)
Nếu thế ra tăng, thế phản hồi về base của transistor tăng làm cho sụt thế qua RS tăng. Kết qủa là thế ra lại giảm.
THẾ RA CAO HƠN
Hình 11-4 cho thấy một mạch ổn áp cĩ thế ra cao mặc dù sử dụng Zener cĩ thế đánh thủng thấp.
Mạch dùng phản hồi âm. Mọi thay đổi trên thế lối ra được phản hồi về base của transistor.
Thế base của transistor cho bởi cơng thức VB = R1Vout / (R1+R2) Do đĩ thế ra bằng Vout = (R1+R2)VB/R1 Trên hình 11-4, thế cực base bằng VB= VZ+VBE Vậy Vout = (R1+R2) (VZ+VBE )/ R1 (11-6)
Một cách để loại trừ ảnh hưởng của VBE vào thế ra thay transistor bằng OP AMP. Với OP AMP cĩ hệ số khuyếch đại lớn, thế ra cho bởi
Vout = (R1+R2)VZ/ R1 (11-7) BẢO VỆ NGẮN MẠCH
Ưu điểm của các mạch ổn áp mắc shunt là tự bảo vệ ngắn mạch. Khi ngắn mạch dịng qua RS là tối đa và bằng
Vin / RS
Hiệu suất của ổn áp Hiệu suất