BÀI 5 : BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘTCHIỀU
5.3 Các phương pháp điều khiển bộ biến đổi điện áp mộtchiều
Chu kỳ đóng ngắt T = T1 + T2 khơng thay đổi. Điện áp trung bình của tải được điều khiển thơng qua sự phân bố khoảng thời gian đóng T1 và ngắt cơng tắc T2 trong chu kỳ T. Đại lượng đặc trưng khả năng phân bố chính là tỉ số γ = T1 / T
Kỹ thuật điều khiển tỉ số γ có thể thực hiện dựa vào hai tín hiệu cơ bản: sóng mang
dạng răng cưa và sóng điều khiển một chiều udk.
Hai dạng sóng này được đưa vào bộ so sánh và tín hiệu ngõ ra được dùng để kích đóng cơng tắc S.
64
Sóng mang có tần số khơng đổi và bằng tần số đóng ngắt cơng tắc S. Tần số thành phần xoay chiều hài cơ bản của điện áp tải bằng tần số cố định này. Do đó, sóng điện áp tạo thành dễ lọc.
Sóng điều khiển một chiều có độ lớn tỉ lệ với điện áp trung bình trên tải . Xét bộ giảm áp (hình H5.9a,b) U Ut It T1 T2 T Hình H5.9
Gọi UpM là biên độ sóng mang dạng răng cưa, udk là độ lớn sóng điều khiển một chiều; U là điện áp nguồn một chiều khơng đổi. Từ giản đồ kích đóng S và các q trình điện áp ở chế độ dòng liên tục, ta dễ dàng xác định hệ thức tính áp tải trung bình theo áp điều khiển:
Phần thực hành
1. Mạch điều chỉnh điện áp DC dùng IC LM317
- Sơ đồ mạch điện:
IC ổn áp LM317 là 1 IC ổn áp, IC LM317 lại có ưu điểm là có thể điều chỉnh điện áp đầu ra nhờ các điển trở mắc ngoài trong mạch. Khi sử dụng IC này cần phải chú ý điện áp vào là Vin<40V và dòng tải tiêu thụ tối đa là 1.5A.Điện áp ra Vout có thể điều chỉnh được trong dải từ 1.25V đến 37V
VI 3 VO 2 A D J 1 U1 LM317L D1 LED R1 1K C1 470uF C2 1uF D2 LED R2 1K R3 330 5 0 % RV1 10k BAT1 15V Vin Vout
65
Chân 1 : Chân hồi tiếp từ chân 2 để điều chỉnh điện áp theo ý muốn ( Adjust). Chân 2 : Điện áp ra (Vout).
Chân 3 : Điện áp vào (Vin).
Các thông số của LM317
Điện áp vào Vin<= 40V
Dòng điện đầu ra tối đa là 1.5A. Công suất tiêu thụ lớn nhất là 15W.
Điện áp ra nhỏ nhất là 1.25V và lớn nhất là 37V Điện áp vào phải lớn hơn điện áp ra là 3V.
Cơng thức tính điện áp ra là : Vout = 1.25x(1+R2/R1).(Từ cơng thức trên ta có thể tính được điện trở nếu biết được Vout là bao nhiêu)
Dựa vào cơng thức trên có thể tính tốn thiết kế được điện áp đầu ra theo ý muốn và có thể chọn được giá trị điện trở phù hợp.
Các lưu ý quan trọng khi sử dụng LM317:
Điện áp vào Vin<40V.
Dịng điện khơng được vượt q 1.5A,những tải làm việc trên 0.5A nên mắc tản nhiện để làm mát IC
Điện áp ra phải nhỏ hơn điện áp vào là 3V.
Nên có 2 tụ lọc ở đầu vào và đầu ra để ngoài làm vai trị ổn áp nó cịn làm vai trị là bộ lọc thông thấp
2. Mạch điều chỉnh điện áp DC dùng Transistor:
66
Với vi được cấp từ một nguồn thay đổi bên ngồi
a/ Giải thích vắn tắt ngun lý hoạt động của mạch (khi vi và IL thay đổi)
b/ Cấp vI = +18V, đo điện thế ngõ ra vo , chỉnh VR theo hai chiều. Nhận xét và giải thích. c/ Chỉnh VR để vo=+12V, cho vi thay đổi từ +15V →+20V, đo vo, lập bảng theo mẫu sau và vẽ đồ thị V0 = f(vi). Nhận xét đồ thị vo=f(vi). Nhận xét.
d/ Cấp vi=+18V, Đo vo khi thay đổi IL (bằng cách thay đổi RL)
e/ Khơng mắc tụ C vào mạch, quan sát sóng dư ngõ ra. Lập lại thí nghiệm. Khi mắc tụ C vào mạch. Nhận xét và giải thích.
f/ Giả sử khơng mắc Co vào mạch, vo bị ảnh hưởng gì? Giải thích?
Qui trình chung thực hiện lắp mạch
- Bước 1: Lựa chọn và kiểm tra linh kiện
- Bước 2: Lắp mạch theo sơ đồ
- Bước 3: Kiểm tra và hiệu chỉnh
- Bước 4: Cấp nguồn, thử mạch
Tùy theo mỗi mạch ta lựa chọn các linh kiện điện tử khác nhau và hoạt động của mạch khác nhau
67