Tài liệu Chương 10: Mạch nguồn cung cấp pptx

diode sẽ được làm việc ở mức 80% giá trị định mức của diode để cho phép đối với các thay đổi ở điện
áp vào. Điều này được cho là đúng đối với cả mạch chỉnh lưu bán kỳ và mạch chỉnh lưu toàn kỳ,
nhưng không đúng đối với mạch chỉnh lưu cầu.
Các diode trong mạch chỉnh lưu cầu không cần phải có PIV lớn hơn so với giá trị đỉnh của cuộn thứ
cấp, như thể hiện ở mạch hình 10.10, không cần các diode có PIV cao hơn giá trị đỉnh của tín hiệu vào.
Việc sử dụng các diode có PIV thấp hơn biểu hiện một ưu điểm nữa của mạch chỉnh lưu cầu.
Câu hỏi mục 10.3:
1. Nhiệm vụ của mạch lọc trong bộ nguồn cung cấp là gì ?
2. Mạch lọc đơn giản nhất là như thế nào ?
3. Tần số gợn là gì ?
4. Tụ lọc được chọn như thế nào ?
5. Các tác động bất lợi do bổ sung mạch lọc là gì ?
10.4 Mạch ổn định (điều hoà) điện áp.
Hai yếu tố có thể làm thay đổi mức điện áp ra của nguồn cung cấp. Thứ nhất là điện áp vào của nguồn
cung cấp có thể thay đổi, dẫn đến làm tăng hay giảm về điện áp ra. Thứ hai là tải điện trở tải có thể
thay đổi, làm thay đổi về dòng yêu cầu.
Nhiều mạch điện tử được thiết kế để làm việc ở một mức điện áp nào đó, nếu điện áp thay đổi, thì hoạt
động của mạch sẽ bị ảnh hưởng, do vậy nguồn cung cấp cần phải tạo ra mức điện áp ra như nhau bất
chấp các thay đổi của tải và của điện áp vào. Để thực hiện điều này, cần phải thêm bộ ổn định điện áp
sau mạch lọc.
Có hai kiểu mạch ổn định điện áp cơ bản: mạch ổn định song song và mạch ổn định nối tiếp, tên gọi
theo phương pháp nối mạch ổn định với tải. Mạch ổn định song song được mắc song song với tải.
Mạch ổn định nối tiếp được mắc nối tiếp với tải. Các mạch ổn định nối tiếp thông dụng hơn so với các
mạch ổn định song song do có hiệu suất cao hơn và tiêu tán mức công suất thấp hơn. Mạch ổn định
song song cũng có vai trò như một dụng cụ điều khiển, bảo vệ mạch ổn định khỏi sự ngắn mạch do tải.
Hình 10.11, là mạch ổn định bằng diode zener cơ bản. Đây là mạch ổn định song song. Diode zener
được mắc nối tiếp với một điện trở. Điện áp vào DC, chưa được ổn định sẽ được đặt vào cả diode
zener và điện trở để làm cho diode zener được phân cực ngược. Điện trở cho một dòng nhỏ chảy qua
để giữ diode zener ở vùng đánh thủng zener. Điện áp vào phải cao hơn so với điện áp đánh thủng zener
của diode. Điện áp ngang qua diode zener sẽ bằng thông số điện áp của diode zener. Mức sụt áp trên
điện trở sẽ bằng độ chênh lệch giữa điện áp của diode zener và điện áp vào.
Mạch hình 10.11, sẽ cho mức điện áp ra không đổi đối với sự thay đổi ở điện áp vào. Sự thay đổi bất
kỳ về điện áp sẽ xuất hiện trên điện trở. Tổng của các sụt áp phải bằng điện áp vào. Có thể tăng hoặc
giảm điện áp ra bằng cách thay đổi diode zener ở đầu ra và điện trở nối tiếp.


Dòng chảy qua tải được quyết định bởi điện trở tải và điện áp ra. Dòng tải cộng với dòng chảy qua
diode zener sẽ bằng dòng chảy qua điện trở nối tiếp. Điện trở nối tiếp cần phải được chọn cẩn thận sao
cho dòng chảy qua zener duy trì diode zener trong vùng đánh thủng và cho dòng chảy qua.
Khi dòng tải tăng lên, dòng zener giảm xuống nên dòng tải và dòng zener tác động lẫn nhau duy trì
điện áp ra không đổi, cho phép mạch điều hoà các thay đổi về dòng ra cũng như điện áp vào.
Mạch hình 10.12, là mạch điều hoà song song. Lưu ý rằng, transistor Q
1
mắc song song với tải, sẽ bảo
vệ bộ ổn định trong trường hợp có xu hướng ngắn mạch xuất hiện trên tải.
Mạch ổn định nối tiếp thông dụng hơn so với mạch ổn định song song. Mạch ổn định nối tiếp đơn giản
nhất là một biến trở mắc nối tiếp với tải (hình 10.13). Trị số điện trở sẽ được điều chỉnh liên tục để duy
trì điện áp không đổi trên tải. Khi điện áp DC tăng lên, thì tăng trị số điện trở, nên sụt áp trên biến trở
lớn hơn, duy trì sụt áp trên tải bằng cách làm giảm lượng điện áp tăng thêm trên điện trở nối tiếp.
Biến trở cũng có thể bù các thay đổi về dòng tải. Nếu dòng tải tăng, thì sẽ có lượng sụt áp nhiều hơn
trên biến trở, dẫn đến mức sụt áp ít hơn trên điện trở tải. Nếu trị số điện trở có thể làm giảm xuống tại
cùng thời điểm để có dòng tăng lên, thì lượng sụt áp trên biến trở có thể vẫn không đổi, dẩn đến mức
điện áp ra không đổi bất chấp các thay đổi về dòng tải.
Trong thực tế, rất khó thay đổi trị số điện trở bằng tay để bù các thay đổi về áp và dòng điện, nên hiệu
quả hơn là thay thế biến trở bằng transistor (hình 10.14). Transistor sẽ được mắc để dòng chảy qua tải
cũng chảy qua transistor. Bằng cách thay đổi mức dòng base của transistor, thì BJT có thể được phân
cực để dẫn mức dòng lớn hay nhỏ. Thêm một vài linh kiện cần thiết để tạo thành mạch tự điều chỉnh
(hình 10.15), cho phép transistor bù tự động với các thay đổi ở điện áp vào hoặc dòng tải.
Hình 10.16, là mạch ổn áp nối tiếp đơn giản. Đầu vào là điện áp DC chưa ổn định, còn đầu ra là điện
áp DC thấp hơn, đã được ổn định. Transistor được mắc như một mạch lặp lại emitter, có nghĩa là
không có sự đảo pha giữa base và emitter, điện áp emitter sẽ như điện áp trên base. Tải được mắc giữa
emitter của transistor và đất. Điện áp tại base của transistor sẽ được thiết lập bởi diode zener, nên điện
áp ra sẽ bằng điện áp zener trừ sụt áp 0,7V trên tiếp giáp emitter - base của transistor.
Khi điện áp vào tăng thông qua transistor, điện áp tại đầu ra cũng sẽ tăng. Điện áp base được thiết lập
bởi diode zener, nếu emitter trở nên dương hơn so với base, thì độ dẫn điện của transistor sẽ giảm
xuống. Khi transistor dẫn kém hơn, có tác động trở lại như tác dụng của một điện trở lớn được đặt giữa
đầu vào và đầu ra. Phần lớn lượng tăng ở điện áp vào sẽ được sụt giảm trên transistor nên chỉ có một
lượng tăng nhỏ ở điện áp ra.
Nhược điểm của mạch ổn áp lặp lại emitter là diode zener cần phải có mức công suất lớn. Các diode
zener có khả năng xử lý công suất lớn có giá thành cao.
Một kiểu mạch ổn định nối tiếp thông dụng hơn là mạch ổn định có hồi tiếp, gồm có một mạch hồi tiếp
để giám sát mức điện áp ra. Nếu điện áp ra thay đổi, thì tín hiệu điều khiển sẽ được tạo ra, sẽ điều


khiển độ dẫn điện của transistor. Hình 10.17, là sơ đồ khối của bộ ổn định hồi tiếp. Điện áp DC chưa
ổn định được đặt vào đầu vào của bộ ổn định. Điện áp ra DC đã được ổn định, thấp hơn xuất hiện tại
đầu ra của bộ ổn định.
Mạch lấy mẫu mắc ngang qua hai đầu ra. Mạch lấy mẫu là mạch phân áp sẽ truyền mẫu điện áp ra đến
mạch phát hiện sai lệch. Mẫu điện áp sẽ thay đổi nếu điện áp ra thay đổi. Mạch phát hiện sai lệch sẽ so
sánh mức điện áp được lấy mẫu với mức điện áp chuẩn. Để tạo ra điện áp chuẩn cần phải sử dụng
diode zener. Độ chênh lệch giữa điện áp mẫu và điện áp chuẩn là điện áp sai lệch. Điện áp sai lệch sẽ
được khuyếch đại bởi mạch khuyếch đại sai lệch. Bộ khuyếch đại sai lệch sẽ điều khiển độ dẫn điện
của transistor nối tiếp. Transistor dẫn nhiều hay ít để bù cho các thay đổi ở mức điện áp ra.
Hình 10.18, là mạch ổn định điện áp hồi tiếp. Các điện trở R
3
, R
4
, và R
5
tạo thành mạch lấy mẫu.
Transistor Q
2
có vai trò như mạch dò sai cũng như mạch khuyếch đại sai lệch. Diode Zener D
1
và điện
trở R
1
tạo ra mức điện áp chuẩn. Transistor Q
1
là transistor điều hoà nối tiếp. Điện trở R
2
là điện trở tải
collector của transistor Q
2
và điện trở phân cực cho transistor Q
1
.
Nếu điện áp ra tăng, điện áp mẫu cũng sẽ tăng, làm tăng điện áp phân cực trên base của transistor Q
2
.
Điện áp emitter của transistor Q
2
được giữ không đổi bởi diode zener D
1
, dẫn đến transistor Q
2
dẫn
mạnh hơn nên làm tăng mức dòng chảy qua điện trở R
2
, điện áp trên collector của transistor Q
2
và base
của transistor Q
1
giảm xuống, tức làm giảm điện áp phân cực thuận của transistor Q
1
nên Q
1
dẫn yếu
hơn, dòng chảy qua Q
1
thấp hơn, làm cho sụt áp trên tải nhỏ hơn nên sẽ triệt tiêu độ tăng lên ở điện áp.
Điện áp ra có thể được điều chỉnh chính xác bằng cách thay đổi biến trở R
4
. Để tăng mức điện áp ra
của bộ ổn định, đầu trượt của biến trở R
4
phải được di chuyển về hướng âm, nên sẽ làm giảm mức điện
áp mẫu trên base của transistor Q
2
, giảm điện áp phân cực thuận, làm cho transistor Q
2
dẫn ít hơn, gây
ra mức điện áp collector của transistor Q
2
và base của transistor Q
1
tăng lên, tức làm tăng phân cực
thuận trên transistor Q
1
, làm cho Q
1
dẫn mạnh hơn. Dòng lớn hơn chảy qua tải, tức điện áp ra tăng lên.
Nhược điểm lớn nhất đối với mạch ổn định nối tiếp là do transistor mắc nối tiếp với tải. Ngắn mạch tải
sẽ dẫn đến dòng lớn chảy qua transistor, gây hỏng transistor, nên cần phải có mạch giữ mức dòng qua
transistor ở mức an toàn.
Hình 10.19, là mạch ổn định có thêm mạch giới hạn mức dòng chảy qua transistor của bộ ổn định nối
tiếp, với việc bổ sung vào mạch ổn định điện áp nối tiếp có hồi tiếp transistor Q
3
và điện trở R
6
tạo
thành mạch hạn dòng. Để transistor Q
3
dẫn điện, thì tiếp giáp base - emitter phải được phân cực thuận


tối thiểu là 0,7V. Khi đặt 0,7V giữa base và emitter, thì transistor sẽ dẫn. Nếu R
6
bằng 1 , thì mức
dòng cần thiết để tạo ra 0,7V trên base của transistor Q
3
là:
700mA0,7A
1Ω
0,7V
R
E
I

Khi mức dòng chảy qua transistor Q
3
thấp hơn 700mA, thì điện áp base - emitter của Q
3
sẽ thấp hơn
0,7V, giữ cho Q
3
ngưng dẫn, mạch đóng vai trò như không tồn tại. Khi mức dòng vượt quá 700mA, sụt
áp trên điện trở R
6
tăng lên trên 0,7V, dẫn đến Q
3
dẫn thông qua R
2
, nên sẽ làm giảm điện áp trên base
của transistor Q
1
, làm cho Q
1
dẫn kém hơn. Dòng không thể tăng lên trên 700mA. Mức dòng để có thể
được hạn chế có thể thay đổi bằng cách thay đổi trị số của điện trở R
6
. Tăng trị số của điện trở R
6
sẽ có
mức dòng giới hạn thấp hơn.
Mạch ổn định nối tiếp hồi tiếp có nhược điểm nữa là số lượng cấu kiện cần thiết nhiều, có thể khắc
phục điều này bằng cách sử dụng bộ ổn định bằng vi mạch.
Các bộ ổn định IC hiện nay có giá thành rẽ và dễ sử dụng. Phần lớn các bộ ổn định bằng IC chỉ có ba
cực (vào, ra và cực nối đất) nên có thể mắc trực tiếp vào đầu ra của mạch lọc của mạch chỉnh lưu (hình
10.20). Các IC ổn áp có thể cung cấp các mức điện áp ra khác nhau theo cả hai cực tính dương và âm.
Có các IC ổn áp có thể điều chỉnh mức điện áp ra cần thiết.
Khi lựa chọn IC ổn áp, cần phải biết mức áp và dòng cần thiết, cùng với các thông số về điện của
nguồn cung cấp chưa được ổn định. Các IC ổn áp được phân loại theo mức điện áp ra. Các bộ ổn áp cố
định có ba chân và chỉ cung cấp một mức điện áp ra, có sẳn dưới dạng cả điện áp dương và điện áp âm.
Các bộ ổn áp hai cực tính có thể cung cấp cả điện áp dương và điện áp âm. Có cả các bộ ổn định điện
áp cố định - và hai cực tính cũng như các bộ ổn định điện áp có thể điều chỉnh. Khi sử dụng bất kỳ bộ
ổn định điện áp bằng IC, cần phải tham khảo trang số liệu kỹ thuật của nhà sản xuất.
Câu hỏi mục 10.4:
1. Nhiệm vụ của bộ ổn định điện áp trong một bộ nguồn cung cấp là gì ?
2. Hai kiểu mạch ổn định điện áp cơ bản là gì ?
3. Kiểu mạch ổn định điện áp nào được sử dụng nhiều nhất ?
4. Vẽ mạch ổn định điện áp bằng diode zener đơn giản và giải thích nguyên lý hoạt động của mạch.
5. Vẽ sơ đồ khối của bộ ổn định điện áp hồi tiếp nối tiếp và giải thích nguyên lý hoạt động của mạch.
10.5 Các mạch nhân áp.
Trong tất cả các trường hợp đã xét trên, điện áp DC chỉ được giới hạn ở trị số đỉnh của tín hiệu vào
dạng sin. Khi cần mức điện áp DC cao hơn thì phải sử dụng biến thế tăng áp, tuy nhiên có thể sử dụng
mạch tạo ra các mức điện áp DC cao hơn mà không cần biến thế tăng áp, đó là các mạch nhân áp. Hai
mạch nhân áp là bộ nhân đôi điện áp và bộ nhân ba điện áp.
Mạch nhân đôi điện áp bán kỳ (hình 10.21a), sẽ cho điện áp ra DC gấp hai lần mức đỉnh của tín hiệu
vào. Hình 10.21b, là mạch ở bán kỳ âm của tín hiệu vào. Diode D
1
dẫn, dòng chảy theo chiều mũi tên


trong hình vẽ, tụ C
1
sẽ nạp đến trị số đỉnh của tín hiệu vào. Do không có đường xả, nên tụ C
1
giữ mức
điện áp đã được nạp. Hình 10.21c, là mạch ở bán kỳ dương của tín hiệu vào, lúc này tụ C
1
đã được nạp
đến mức đỉnh âm, sẽ giữ diode D
1
phân cực ngược và phân cực thuận cho diode D
2
, làm cho D
2
dẫn,
nạp điện cho tụ C
2
. Bởi vì tụ C
1
đã được nạp đến mức âm lớn nhất, nên tụ C
2
sẽ nạp đến mức hai lần trị
số đỉnh của tín hiệu vào.
Khi sóng sin thay đổi từ bán kỳ dương sang bán kỳ âm, diode D
2
sẽ ngưng dẫn, do tụ C
2
giữ diode D
2

phân cực ngược. Tụ C
2
sẽ xả qua tải, giữ mức điện áp trên tải không đổi, do vậy tụ C
2
cũng đóng vai
trò như một tụ lọc.
Tụ C
2
sẽ nạp lại chỉ trong bán kỳ dương của tín hiệu vào, tạo nên tần số gợn 50Hz (nên có tên gọi là bộ
nhân đôi điện áp bán kỳ). Bộ nhân đôi điện áp bán kỳ khó lọc do tần số gợn 50Hz. Một nhược điểm
nửa là tụ C
2
cần phải có thông số điện áp làm việc ít nhất gấp hai lần trị số đỉnh của tín hiệu vào AC.
Bộ nhân đôi điện áp toàn kỳ khắc phục các nhược điểm của bộ nhân đôi điện áp bán kỳ. Hình 10.22a,
là sơ đồ mạch của bộ nhân đôi điện áp toàn kỳ. Hình 10.22b, cho thấy rằng, ở bán kỳ dương của tín
hiệu vào, tụ C
1
sẽ nạp thông qua diode D
1
lên mức đỉnh của tín hiệu vào AC. Hình 10.22c, là mạch ở
bán kỳ âm, tụ C
2
sẽ nạp thông qua diode D
2
đến giá trị đỉnh của tín hiệu vào.
Khi tín hiệu vào AC thay đổi giữa các đỉnh của hai bán kỳ, tụ C
1
và C
2
mắc nối tiếp sẽ xả qua tải. Do
mổi tụ đã được nạp đến mức đỉnh của tín hiệu vào, nên điện áp tổng cộng trên tải bằng hai lần giá trị
đỉnh của tín hiệu vào. Tụ C
1
và C
2
được nạp giữa các mức đỉnh của tín hiệu vào, tần số gợn là 100Hz
do cả hai tụ C
1
và C
2
đều được nạp trong suốt mổi chu kỳ. Hai tụ C
1
và C
2
chia một phần mức điện áp
ra đưa đến tải, như vậy mổi tụ chịu một giá trị đỉnh của tín hiệu vào.


Hình 10.23a, là mạch nhân ba điện áp. Ở hình 10.23b, bán kỳ dương của tín hiệu vào sẽ phân cực cho
diode D
1
để D
1
dẫn, nạp điện cho tụ C
1
đến mức đỉnh của tín hiệu vào. Tụ C
1
sẽ đặt mức điện áp
dương trên diode D
2
. Hình 10.23c, là mạch ở bán kỳ âm của tín hiệu vào. Do diode D
2
, lúc này đang
được phân cực thuận, nên có dòng chảy qua tụ C
1
, qua diode D
2
và tụ C
2
, nạp điện cho C
2
đến mức gấp
hai lần giá trị đỉnh vì đã có mức điện áp tích trữ trong tụ C
1
.
Hình 10.23d, là trạng thái mạch xảy ra ở bán kỳ dương tiếp theo, mạch sẽ có độ chênh lệch điện áp
trên tụ C
2
bằng ba lần giá trị đỉnh, do phiến phía trên của tụ C
2
đã có mức điện áp đỉnh dương bằng hai
lần giá trị đỉnh, anode của diode D
3
có mức điện áp đỉnh dương bằng ba lần mức đỉnh so với đất, nên
sẽ nạp cho tụ C
3
lên mức ba lần giá trị đỉnh. Mức điện áp này sẽ được đặt vào tải.
Câu hỏi mục 10.5:
1. Chức năng của mạch nhân áp là gì ?
2. Vẽ mạch nhân đôi điện áp bán kỳ và giải thích nguyên lý hoạt động của mạch.
3. Vẽ mạch nhân đôi điện áp toàn kỳ và giải thích nguyên lý hoạt động của mạch.
4. Vẽ mạch nhân ba điện áp.
5. Các tụ sử dụng trong mạch nhân đôi và nhân ba điện áp cần phải có yêu cầu nào ?
10.6 Các dụng cụ bảo vệ mạch.
Để bảo vệ tải khỏi hư hỏng do nguồn cung cấp cần phải sử dụng mạch bảo vệ quá điện áp.
Hình 10.24, là mạch bảo vệ quá áp gọi là mạch bẩy [crowbar]. Một SCR được mắc song song với tải,
bình thường SCR ngắt (không dẫn). Nếu điện áp ra tăng lên trên mức quy định trước, thì SCR sẽ
chuyển sang dẫn nên sẽ đặt một ngắn mạch qua tải, lúc này dòng chảy qua tải rất nhỏ, bảo vệ tải một
cách đầy đủ. Việc ngắn mạch ngang qua tải làm cho đầu ra của nguồn cung cấp bị ngắn mạch, nên sẽ
làm nổ cầu chì của nguồn cung cấp. Diode zener sẽ thiết lập mức điện áp làm cho SCR dẫn. Mạch sẽ
bảo vệ tải ở mức điện áp lớn hơn điện áp zener. Với điều kiện điện áp của nguồn cung cấp nhỏ hơn
mức điện áp của diode zener thì diode sẽ không dẫn, giữ cho SCR ngưng dẫn. Nếu điện áp nguồn tăng
lên trên mức điện áp zener do sự cố, diode zener sẽ dẫn, làm tăng dòng cổng đến SCR nên SCR sẽ dẫn
và ngắn mạch tải. Cần phải lưu ý là, SCR phải đủ lớn để có thể chịu đựng mức dòng ngắn mạch cao.
Một dụng cụ bảo vệ khác là cầu chì. Cầu chì sẽ đứt khi quá tải xảy ra. Cầu chì thường được mắc nối
tiếp với cuộn sơ cấp của biến áp nguồn cung cấp. Dòng lớn chảy trong nguồn cung cấp sẽ làm đứt dây
chì do quá nhiệt và nóng chảy, làm hở mạch điện để không có mức dòng lớn hơn có thể chảy qua. Cầu
chì có hai loại là loại thông thường và loại nổ chậm. Cầu chì thường sẽ hở mạch ngay khi dòng chảy
qua bị vượt quá, đây là ưu điểm trong một số mạch do nó loại bỏ sự quá tải rất nhanh. Cầu chì nổ chậm
có thể chịu sự quá tải trong một khoảng thời gian ngắn trước khi nổ, do dây chì nóng chảy chậm hơn.
Nếu có quá tải lâu hơn vài giây, cầu chỉ sẽ nổ. Cầu chì nổ chậm có thể có một lò xo để kéo dây chì
tách ra khi cầu chì nóng chảy. Một số mạch có thể chịu dòng xung, nên ở đó cầu chì nổ chậm có thể
dùng thích hợp hơn cầu chì thông thường.
Cầu chì luôn được mắc sau chuyển mạch ở dây nóng (dây pha) của nguồn cung cấp AC, để ngắt mạch
biến áp ra khỏi nguồn cung cấp AC khi cầu chì đứt. Bằng cách lắp sau chuyển mạch, có thể tháo cầu
chì ra khỏi nguồn cung cấp để giúp an toàn khi lắp lại một cầu chì bị nổ. [Chú ý: Cầu chì bị nổ, không
nên lắp lại khi nguyên nhân hư hõng chưa được xác định và sửa chữa]. Nhược điểm của cầu chì là cần
phải thay dây chì cứ mổi lần cầu chì đứt. Một bộ ngắt mạch sẽ thực hiện cùng một công việc nhưng
không cần phải thay dây chì mổi lần xuất hiện quá tải, mà thay vào đó là bộ ngắt mạch có thể đặt lại
bằng tay sau khi quá tải xảy ra (hình 10.25). Các bộ ngắt mạch mắc vào mạch tương tự như cách mắc
các cầu chì.


Câu hỏi mục 10.6:
1. Việc bảo vệ bằng mạch bẩy quá điện áp hoạt động như thế nào ?
2. Cầu chì hoạt động như thế nào khi sử dụng trong mạch ?
3. Có các loại cầu chì khác nhau nào ?
4. Cầu chì của thiết bị bảo vệ mạch bất kỳ được lắp ở đâu trong mạch ?
5. Ưu điểm của bộ ngắt mạch so với cầu chì là gì ?
Tóm tắt nội dụng chƣơng 10:
- Mục đích chính của nguồn cung cấp là biến đổi AC thành DC.
- Các biến áp sử dụng trong bộ nguồn cung cấp để cách ly và tăng áp hay giảm áp.
- Mạch chỉnh lưu sẽ biến đổi điện áp AC ở đầu vào thành điện áp DC dạng xung.
- Các mạch chỉnh lưu cơ bản là mạch chỉnh lưu bán kỳ, toàn kỳ, và chỉnh lưu cầu.
- Mạch chỉnh lưu bán kỳ đơn giản hơn và rẻ hơn so với mạch chỉnh lưu toàn kỳ hoặc mạch chỉnh lưu
cầu.
- Mạch chỉnh lưu toàn kỳ có hiệu suất cao hơn so với mạch chỉnh lưu bán kỳ.
- Mạch chỉnh lưu cầu có thể làm việc mà không cần biến áp.
- Để biến đổi điện áp DC dạng xung thành điện áp DC bằng phẳng, cần phải có mạch lọc sau mạch
chỉnh lưu.
- Tụ điện mắc song song với tải là một mạch lọc hiệu quả.
- Bộ ổn định điện áp sẽ cung cấp điện áp ra không đổi bất chấp các thay đổi của tải và điện áp vào.
- Bộ ổn định điện áp được mắc sau mạch lọc trong mạch.
- Hai kiểu mạch ổn định điện áp là mạch ổn định song song và mạch ổn định nối tiếp.
- Mạch ổn định nối tiếp hiệu quả hơn và vì vậy thông dụng hơn mạch ổn định song song.
- Các mạch nhân áp là mạch có khả năng cho các mức điện áp DC cao hơn mức điện áp vào mà không
cần biến áp.
- Các bộ nhân đôi điện áp và nhân ba điện áp là các mạch nhân áp.
- Một mạch bẩy áp là mạch được thiết kế để bảo vệ quá điện áp.
- Cầu chì sẽ bảo vệ mạch khỏi sự quá tải về dòng điện.
- Các cầu chì được phân loại thành cầu chì thông thường và cầu chì nổ chậm.
- Các bộ ngắt điện sẽ thực hiện bảo vệ mạch như các cầu chì nhưng không phải thay dây chì sau mổi
lần có quá tải.
Câu hỏi chƣơng 10:
1. Bốn vấn đề khi chọn biến áp cho một bộ nguồn là gì ?
2. Chức năng của biến áp trong một bộ nguồn cung cấp là gì ?
3. Chức năng của bộ chỉnh lưu sử dụng trong bộ nguồn cung cấp là gì ?
4. Có các ưu, nhược điểm nào giữa bộ chỉnh lưu toàn kỳ và bộ chỉnh lưu bán kỳ ?
5. Giải thích quá trình một tụ lọc biến đổi điện áp DC dạng đập mạch thành điện áp DC phẳng như thế
nào.
6. Khi chọn tụ lọc dựa trên cơ sở nào ?
7. Bộ ổn định nối tiếp duy trì điện áp ra ở mức không đổi như thế nào ?
8. Các thông số của mạch cần phải biết khi khi chọn mạch ổn định là gì ?
9. Các mạch nhân áp thích hợp với thực tế sử dụng nào ?
10. Mạch nhân đôi điện áp toàn kỳ có các ưu điểm nào so với mạch nhân đôi điện áp bán kỳ ?
11. Có các loại mạch nào dùng để bảo vệ quá điện áp ?
12. Có các loại dụng cụ nào dùng để bảo vệ quá dòng điện ?


Nội dung chính của chƣơng bao gồm:
- Mô tả chức năng của một bộ khuyếch đại.
- Ba cấu hình cơ bản của mạch khuyếch đại bằng BJT.
- Các chế độ làm việc của bộ khuyếch đại.
- Nguyên lý hoạt động của bộ khuyếch đại ghép trực tiếp, bộ khuyếch đại audio, bộ khuyếch đại video,
bộ khuyếch đại RF, bộ khuyếch đại IF, và bộ khuyếch đại thuật toán.
- Sơ đồ khối của các kiểu mạch khuyếch đại khác nhau.
Các bộ khuyếch đại là các mạch điện tử được sử dụng để làm tăng biên độ của tín hiệu điện tử. Mạch
được thiết kế để chuyển đổi mức điện áp thấp thành mức điện áp cao hơn thì được gọi là bộ khuyếch
đại điện áp. Một mạch được thiết kế để chuyển đổi mức dòng thấp thành mức dòng cao hơn thì gọi là
bộ khuyếch đại dòng điện.
11.1 Các kiểu mạch khuyếch đại.
Để có một BJT cho sự khuyếch đại, thì transsistor phải có khả năng nhận tín hiệu vào và tạo ra tín
hiệu ở đầu ra có biên độ lớn hơn so với biên độ tín hiệu vào.
Tín hiệu vào sẽ điều khiển dòng điện chảy trong transistor, tức là điều khiển mức điện áp trên tải.
Mạch transistor được thiết kế để nhận điện áp từ nguồn cung cấp ngoài (V
CC
) và tạo mức sụt áp trên
điện trở tải (R
L
) dưới dạng điện áp ra. Điện áp ra sẽ được điều khiển bằng mức điện áp vào nhỏ.
Transistor được sử dụng chính như một dụng cụ khuyếch đại. Tuy nhiên, có nhiều cách để nhận được
sự khuyếch đại. Transistor có thể được mắc theo ba cấu hình mạch khác nhau đó là: mạch base
chung, mạch emitter chung, và mạch collector chung. Ở mỗi cấu hình mạch, một trong ba điện cực
của transistor được sử dụng như điểm chung còn hai cực còn lại được dùng như đầu vào và đầu ra, và
có thể được lắp hoặc bằng transistor NPN, hoặc là transistor PNP. Trong mỗi cấu hình khuyếch đại,
tiếp giáp emitter - base của transistor được phân cực thuận, còn tiếp giáp collector - base được phân
cực nghịch, và thường có các ưu - nhược điểm riêng.
Ở mạch chung base (hình 11.1a), tín hiệu vào sẽ được đưa vào mạch emitter - base, còn tín hiệu ra
được lấy ra từ mạch collector - base. Cực base là phần tử chung cho cả mạch vào và mạch ra.
Ở mạch chung emitter (hình 11.1b), tín hiệu vào được đưa vào mạch base - emitter, còn tín hiệu ra
được lấy ra từ mạch collector - emitter. Cực emitter là chung cho cả mạch vào và mạch ra. Đây là
phương pháp mắc mạch transistor thông dụng nhất.
Kiểu mắc mạch thứ ba là mạch chung collector (hình 11.1b). Ở cấu hình này, tín hiệu vào được đưa
vào mạch base - collector, còn tín hiệu ra được lấy ra từ mạch emitter - collector. Ở đây, collector là
cực chung cho cả mạch vào và mạch ra. Mạch collector chung thường được sử dụng như một mạch
phối hợp trở kháng.
Bảng 11.1, cho biết các đặc tính của ba cấu hình mạch khuyếch đại gồm điện trở vào và ra, các hệ số
khuyếch đại điện áp, dòng điện, và công suất. Hình 11.2, là quan hệ về pha của dạng sóng vào và ra
cho ba cấu hình mạch. Chú ý rằng, cấu hình emitter chung cho sự đảo pha giữa tín hiệu vào và ra.
Bảng 11.1: Các đặc tính của mạch khuyếch đại.
KIỂU MẠCH
ĐIỆN TRỞ VÀO
ĐIỆN TRỞ RA
HỆ SỐ KHUYẾCH
ĐẠI ĐIỆN ÁP
HỆ SỐ KHUYẾCH
ĐẠI DÒNG ĐIỆN
HỆ SỐ KHUYẾCH
ĐẠI CÔNG SUẤT
BASE CHUNG
Thấp
Cao
Cao
Thấp hơn 1
Trung bình
EMITTER CHUNG
Trung bình
Trung bình
Trung bình
Trung bình
Cao
COLLECTOR CHUNG
Cao
Thấp
Thấp hơn 1
Trung bình
Trung bình



Câu hỏi mục 11.1:
1. Vẽ sơ đồ mạch của ba cấu hình mạch khuyếch đại cơ bản bằng transistor.
2. Liệt kê các đặc tính của:
a. mạch base chung, b. mạch emitter chung, c. mạch collector chung.
3. Lập bảng thể hiện quan hệ về pha giữa tín hiệu vào và ra của ba cấu hình mạch transistor.
4. Lập bảng thể hiện điện trở vào và ra của ba cấu hình mạch transistor.
5. Lập bảng thể hiện hệ số khuyếch đại điện áp, dòng điện, và công suất của ba kiểu mạch BJT.
11.2 Phân cực cho mạch khuyếch đại.
Các cấu hình cơ bản của mạch khuyếch đại bằng transistor là base chung, emitter chung và collector
chung. Tất cả đều yêu cầu hai mức điện áp để phân cực thích hợp. Tiếp giáp base - emitter phải được
phân cực thuận và tiếp giáp base - collector phải được phân cực nghịch. Tuy nhiên, cả hai mức điện áp
phân cực có thể được cung cấp từ một nguồn đơn.
Bởi vì kiểu mạch emitter chung thường được sử dụng nhiều nhất, nên sẽ được mô tả chi tiết ở đây.
Cùng một nguyên tắc áp dụng cho mạch base chung và collector chung.
Mạch khuyếch đại emitter chung sử dụng nguồn điện áp đơn (hình 11.3a), hay được vẽ đơn giản như ở
hình 11.3b. Nguồn điện áp ký hiệu là + V
CC
. Ký hiệu mức đất là đầu âm của nguồn điện áp V
CC
. Nguồn
điện áp đơn sẽ cung cấp phân cực thích hợp cho hai tiếp giáp base - emitter và base - collector. Hai
điện trở (R
B
và R
L
) dùng để phân bố mức điện áp làm việc thích hợp. Điện trở R
L
, là điện trở tải
collector, mắc nối tiếp với cực collector. Khi có dòng collector chảy qua transistor, sẽ có sụt áp trên
điện trở R
L
và sụt áp ngang qua tiếp giáp collector - emitter của transistor phải cộng với nhau để bằng
tổng điện áp đặt vào.
Điện trở R
B
, được mắc giữa cực base và nguồn điện áp, sẽ điều khiển mức dòng chảy qua cực base.
Dòng base chảy qua điện trở R
B
sẽ tạo ra sụt áp trên điện trở. Phần lớn mức điện áp từ nguồn cung cấp
là được sụt giảm trên điện trở R
B
. Một lượng nhỏ sụt áp trên tiếp giáp base - emitter của transistor, để
tạo nên mức phân cực thuận thích hợp.
Nguồn điện áp đơn có thể cung cấp các điện áp phân cực thuận và phân cực ngược cần thiết. Đối với
transistor NPN, collector và base của transistor cần phải dương hơn so với emitter, nên nguồn điện áp


có thể được nối đến base và collector qua các điện trở R
B
và R
L
, tạo thành mạch phân cực base, do
dòng base được điều chỉnh bởi điện trở R
B
và nguồn điện áp.
Tín hiệu vào được đưa vào giữa base và emitter của transistor hay giữa đầu vào và đất. Tín hiệu vào
hoặc làm tăng hoặc làm giảm mức điện áp phân cực thuận trên tiếp giáp emitter, làm thay đổi dòng
collector, tức là làm cho điện áp trên R
L
thay đổi. Tín hiệu ra sẽ được lấy giữa đầu ra và đất.
Mạch hình 11.3a, thường không ổn định do mạch không thể bù các thay đổi ở dòng phân cực khi chưa
có tín hiệu đặt vào. Sự biến thiên về nhiệt độ sẽ làm cho điện trở nội của transistor thay đổi, nên sẽ làm
thay đổi các dòng phân cực, tức là làm dịch chuyển điểm làm việc của transistor, dẫn đến làm giảm hệ
số khuyếch đại của transistor. Quá trình này được gọi là tính không ổn định do nhiệt.
Có thể bù các thay đổi nhiệt độ trong mạch khuyếch đại bằng transistor, nếu lấy một phần tín hiệu ra
không cần thiết để cung cấp trở lại đầu vào của mạch, tín hiệu sẽ làm giảm sự thay đổi nên được gọi là
hồi tiếp âm (hình 11.4a). Bằng cách sử dụng mạch hồi tiếp âm trong mạch là điện trở base R
B
được
mắc trực tiếp vào cực collector của transistor, dòng chảy qua điện trở R
B
được quyết định bởi điện áp
tại collector. Nếu nhiệt độ tăng, làm cho dòng collector tăng, nên sụt áp trên R
L
tăng, sụt áp giữa
collector - emitter sẽ giảm xuống, làm giảm điện áp đưa đến R
B
, tức làm giảm dòng base, nên làm cho
dòng collector giảm. Mạch phân cực như vậy được gọi là mạch hồi tiếp collector.
Hình 11.4b, là một kiểu khác của mạch hồi tiếp. Mạch tương tự mạch ở hình 11.3b, ngoại trừ điện trở
(R
E
) được mắc nối tiếp với cực emitter. Các điện trở R
B
, R
E
, và tiếp giáp emitter - base của transistor
được mắc nối tiếp với điện áp nguồn V
CC
.
Khi nhiệt độ tăng sẽ làm tăng dòng collector, dòng emitter cũng tăng theo, làm cho sụt áp trên điện trở
R
E
tăng lên nên sụt áp trên R
B
giảm xuống, làm giảm dòng base mà sẽ giảm cả dòng collector và dòng
emitter. Do hồi tiếp được tạo ra tại emitter của transistor, nên mạch được gọi là mạch hồi tiếp emitter.
Nhược điểm đối với kiểu mạch hồi tiếp emitter là do tín hiệu vào ac sụt giảm trên điện trở R
E
cũng như
điện trở tải R
L
và transistor, làm sụt giảm hệ số khuyếch đại chung của mạch. Bằng cách bổ sung tụ
ngang qua điện trở R
E
(hình 11.5), tín hiệu ac sẽ được rẽ mạch qua điện trở R
E
. Tụ được gọi là tụ rẽ
mạch [bypass capacitor].
Tụ rẽ mạch sẽ ngăn chặn các thay đổi điện áp đột ngột bất kỳ không xuất hiện trên điện trở R
E
do có
trở kháng thấp đối với tín hiệu ac. Tụ rẽ mạch sẽ duy ổn định điện áp trên điện trở R
E
đồng thời không
làm ảnh hưởng đến tác dụng hồi tiếp được cho bởi điện trở R
E
.
Mạch hồi tiếp phân áp (hình 11.6) còn cho độ ổn định cao hơn và là mạch thông dụng nhất. Điện trở
R
B
được thay bằng hai điện trở R
1
và R
2
, được mắc nối tiếp với điện áp nguồn V
CC
, sẽ chia điện áp

Xem chi tiết: Tài liệu Chương 10: Mạch nguồn cung cấp pptx