Bài 3: MẠCH ĐIỆN TỬ NÂNG CAO
1. Nguồn ổn áp kỹ thuật cao
1.2 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng IC
Trong mạch dùng 2 tầng đảo trong IC 4069 để tạo ra tín hiệu có dạng xung vuông, tín hiệu này qua sự khuếch đại của một tầng đảo, cho kích vào chân B của transistor TR1 và lại qua một tầng đảo khác (cũng lấy trong IC 4069) cho kích vào chân B của TR2, như vậy sẽ tạo ra được hai tín hiệu có tính đảo pha cho tác động vào tầng cầu kéo đẩy. Nghĩa là khi TR1 dẫn điện thì TR2 sẽ phải ngưng dẫn và ngược lại. Tín hiệu lấy ra trên chân C của hai transistor TR1 và TR2 cho tác động vào cầu kéo đẩy với 4 transistor đóng mở nhanh dạng MOSFET, một bên là transistor MOSFET hỗ bổ TR3, TR4 và một bên khác là với TR5, TR6. Dòng điện kéo đẩy sẽ luôn cho đổi chiều qua cuộn sơ cấp trong biến áp T1, cuộn sơ cấp quấn ít vòng với dây đồng to, làm việc với cường độ dòng điện lớn, đây là một biến áp xung công suất lớn, tần thấp, trên cuộn thứ quấn nhiều vòng hơn cuộn sơ nên cho ra mức áp AC cao, ở đây, người ta tính số vòng quấn để lấy ra mức áp AC 100V
V
iD iV
L R
E C
0
0
tx T 2T
t
t E uL
Imax
Imin I
iL
iV iD
(a)
(b)
iL
-Ut
28
và 110V (Dĩ nhiên nếu Bạn muốn lấy ra mức áp 220V, Bạn phải tăng số vòng quấn ở cuộn thứ lên gắp đôi).
Hình 3.4: Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng Mosfet
Tầng công suất làm việc với mức nguồn lấy trên một ắc-qui 12V DC, ở đây dùng F1 làm cầu chì bảo vệ, phòng khi trong mạch có linh kiện bị chạm làm ngắn mạch, cầu chì sẽ đứt để tránh làm hư nguồn DC. Tụ C4 có tác dụng lọc và người ta dùng IC ổn áp họ 78xx (7805) để có mức nguồn 5V DC có độ ổn định tốt để cấp cho tầng dao động với IC 4069, điều này sẽ giữ cho biên độ tín hiệu và tần số được ổn định. Dùng 2 tụ nhỏ C2 và C3 cho công dụng lọc bỏ các tín hiệu nhiễu tần số cao và giữ cho IC 7805 không bị hiện tượng dao dộng tự kích.
Trong mạch tần số tín hiệu của tầng dao động phụ thuộc vào trị số của R2, biến trở VR1 và tụ C1, ở đây VR1 có tác dụng chỉnh tần. Điện trở R1 dùng để sửa dạng xung, tăng hiễu suất kích thích cho tầng kéo đẩy.
+ Nguyên lý hoạt động của mạch dao động tạo xung, cấp tín hiệu cho tầng kéo đẩy.
Mạch dùng 2 tầng đảo trong IC 4069 ráp thành mạch khuếch đại đảo pha, tín hiệu lấy trên ngả ra cho qua tụ C1 (10uF) và R1 tạo hồi tiếp thuận về ngả vào, và dùng điện trở định thời với R2 (2.2K), biến trở chỉnh tần VR1 (2K) để xác định tần số dao động.
Trong mạch này, mạch định tần gồm có tụ C1 và trở R2+VR1, điện trở R1 có tác dụng sửa dạng xung ra làm tăng hiệu quả kích thích ở tầng kéo đẩy.
Tần số của mạch dao động, tính theo hệ thức: f = 1/(2.2)xC1X(R2+VR1).
Như vậy, khi
* Chỉnh VR1 = 0, chúng ta tính ra tần số dao động là: f = 93.9Hz
* Chỉnh VR1 = 2K, chúng ta tính ra tần số dao động là: f = 49.2Hz
Ta có thể dùng máy đo tần, đo tần số tín hiệu ở ngả ra và chỉnh nhẹ biến trở VR1 để có tần số điện nhà đèn là 50Hz (hay 60Hz) cho phù hợp với các thiết bị công nghiệp.
+ Hạt động của tầng thúc và tầng công suất kéo đẩy.
Tầng thúc dùng transistor loại bipolar quen thuộc: 2SC1815. Tín hiệu cho vào chân B và lấy ra trên chân C, nên nó có tác dụng làm tăng biên độ và đồng thời cho vuông hóa tín hiệu, mạch khuếch đại vào B ra C có tính đảo pha.
Tầng công suất ráp theo dạng cầu kéo đẩy cân bằng với 4 transistor đóng mở nhanh MOSFET loại công suất lớn. Khi tín hiệu vào trên chân cổng (Gate) của TR3, TR4 ở mức áp thấp (Low) thì TR3 dẫn điện và TR4 tắt, khi tín hiệu vào trên chân cổng (Gate) TR5, TR6 ở mức áp cao (high), thì TR6 sẽ dẫn điện và TR5 tắt. Ngược lại, tín hiệu đảo pha cho vào cực cổng làm cho TR4 và TR5 dẫn điện thì lúc này TR3, TR6 tắt. Điều này sẽ luôn tạo ra dòng điện đảo chiều chảy qua cuộn sơ cấp của biến áp xung, ở ngả ra trên cuộn dây thứ cấp sẽ có điện áp volt cao xuất hiện. Mức áp ra tùy thuộc vào số vòng quấn của cuộn thứ cấp. Công suất ra tùy thuộc vào kích thước của biến áp. Với tầng kéo đẩy cân bằng, biên độ tín hiệu ở ngả ra sẽ có tính đối xứng cân bằng tốt.
30
Hình 3.5: Nguyên lý hoạt động của tầng đẩy kéo