Mạch chỉnh lưu và ổn áp

bài 10: Mạch chỉnh lưu và ổn áp

1 - Mạch chỉnh lưu điện xoay chiều

1.1 - Bộ nguồn trong các mạch điện tử .

Trong các mạch điện tử của các thiết bị như Radio -Cassette, amply, Ti vi mầu, Đầu VCD v v... chúng sử dụng nguồn một chiều DC ở các mức điện áp khác nhau, nhưng ở ngoài zắc cắm của các thiết bị này lại cắm trực tiếp vào nguồn điện AC 220V 50Hz, như vậy các thiết bị điện tử cần có một bộ phận để chuyển đổi từ nguồn xoay chiều ra điện áp một chiều , cung cấp cho các mạch trên, bộ phận chuyển đổi bao gồm :

• Biến áp nguồn : Hạ thế từ 220V xuống các điện áp thấp hơn như 6V, 9V, 12V, 24V v v ...


• Mạch chỉnh lưu : Đổi điện AC thành DC.


• Mạch lọc Lọc gợn xoay chiều sau chỉnh lưu cho nguồn DC phẳng hơn.


• Mạch ổn áp : Giữ một điện áp cố định cung cấp cho tải tiêu thụ

Sơ đồ tổng quát của mạch cấp nguồn.

1.2 - Mạch chỉnh lưu bán chu kỳ .

Mạch chỉnh lưu bán chu kỳ sử dụng một Diode mắc nối tiếp với tải tiêu thụ, ở chu kỳ dương => Diode được phân cực thuận do đó có dòng điện đi qua diode và đi qua tải, ở chu kỳ âm , Diode bị phân cực ngược do đó không có dòng qua tải.

Dạng điện áp đầu ra của mạch chỉnh lưu bán chu kỳ.

1.3 Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ

Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ thường dùng 4 Diode mắc theo hình cầu (còn gọi là mạch chỉnh lưu cầu) như hình dưới.

Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ .

• 
  
  Ở chu kỳ dương ( đầu dây phía trên dương, phía dưới âm) dòng điện đi qua diode D1 => qua Rtải => qua diode D4 về đầu dây âm


• 
  
  Ở chu kỳ âm, điện áp trên cuộn thứ cấp đảo chiều ( đầu dây ở trên âm, ở dưới dương) dòng điện đi qua D2 => qua Rtải => qua D3 về đầu dây âm.


• 
  
  Như vậy cả hai chu kỳ đều có dòng điện chạy qua tải.

2 - Mạch lọc và mạch chỉnh lưu bội áp

2.1 - Mạch lọc dùng tụ điện. 

Sau khi chỉnh lưu ta thu được điện áp một chiều nhấp nhô, nếu không có tụ lọc thì điện áp nhấp nhô này chưa thể dùng được vào các mạch điện tử , do đó trong các mạch nguồn, ta phải lắp thêm các tụ lọc có trị số từ vài trăm µF đến vài ngàn µF vào sau cầu Diode chỉnh lưu.

Dạng điện áp DC của mạch chỉnh lưu trong hai trường hợp có tụ và không có tụ

• 
  
  Sơ đồ trên minh hoạ các trường hợp mạch nguồn có tụ lọc và không có tụ lọc.


• 
  
  Khi công tắc K mở, mạch chỉnh lưu không có tụ lọc tham gia , vì vậy điện áp thu được có dạng nhấp nhô.


• 
  
  Khi công tắc K đóng, mạch chỉnh lưu có tụ C1 tham gia lọc nguồn , kết quả là điện áp đầu ra được lọc tương đối phẳng, nếu tụ C1 có điện dung càng lớn thì điện áp ở đầu ra càng bằng phẳng, tụ C1 trong các bộ nguồn thường có trị số khoảng vài ngàn µF .

Minh hoạ : Điện dụng của tụ lọc càng lớn thì điện áp đầu ra càng bằng phẳng.

• 
  
  Trong các mạch chỉnh lưu, nếu có tụ lọc mà không có tải hoặc tải tiêu thụ một công xuất không đáng kể so với công xuất của biến áp thì điện áp DC thu được là DC = 1,4.AC

2.2 - Mạch chỉnh lưu nhân 2 .

Sơ đồ mạch nguồn chỉnh lưu nhân 2

• 
  
  Để trở thành mạch chỉnh lưu nhân 2 ta phải dùng hai tụ hoá cùng trị số mắc nối tiếp, sau đó đấu 1 đầu của điện áp xoau chiều vào điểm giữa hai tụ => ta sẽ thu được điện áp tăng gấp 2 lần.


• 
  
  Ở mạch trên, khi công tắc K mở, mạch trở về dạng chỉnh lưu thông thường .


• 
  
  Khi công tắc K đóng, mạch trở thành mạch chỉnh lưu nhân 2, và kết quả là ta thu được điện áp ra tăng gấp 2 lần.

3 - Mạch ổn áp cố định

3.1 - Mạch ổn áp cố định dùng Diode Zener.

.

Mạch ổn áp tạo áp 33V cố định cung cấp cho mạch dò kênh trong Ti vi mầu

• Từ nguồn 110V không cố định thông qua điện trở hạn dòng R1 và gim trên Dz 33V để lấy ra một điện áp cố định cung cấp cho mạch dò kệnh


• Khi thiết kế một mạch ổn áp như trên ta cần tính toán điện trở hạn dòng sao cho dòng điện ngược cực đại qua Dz phải nhỏ hơn dòng mà Dz chịu được, dòng cực đại qua Dz là khi dòng qua R2 = 0


• Như sơ đồ trên thì dòng cực đại qua Dz bằng sụt áp trên R1 chia cho giá trị R1 , gọi dòng điện này là I1 ta có

I1 = (110 - 33 ) / 7500 = 77 / 7500 ~ 10mA

Thông thường ta nên để dòng ngược qua Dz ≤ 25 mA

3.2 - Mạch ổn áp cố định dùng Transistor, IC ổn áp .

Mạch ổn áp dùng Diode Zener như trên có ưu điểm là đơn giản nhưng nhược điểm là cho dòng điện nhỏ (≤ 20mA). Để
có thể tạo ra một điện áp cố định nhưng cho dòng điện mạnh hơn nhiều lần người ta mắc thêm Transistor để khuyếch đại về dòng như sơ đồ dưới đây.

Mạch ổn áp có Transistor khuyếch đại

• 
  
  Ở mạch trên điện áp tại điểm A có thể thay đổi và còn gợn xoay chiều nhưng điện áp tại điểm B không thay đổi và tương đối phẳng.


• 
  
  Nguyên lý ổn áp : Thông qua điện trở R1 và Dz gim cố định điện áp chân B của Transistor Q1, giả sử khi điện áp chân
  E đèn Q1 giảm => khi đó điện áp UBE tăng => dòng qua đèn Q1 tăng => làm điện áp chân E của đèn tăng , và ngược lại ...


• 
  
  Mạch ổn áp trên đơn giản và hiệu quả nên được sử dụng rất rộng dãi và người ta đã sản xuất các loại IC họ LA78.. để thay thế cho mạch ổn áp trên, IC LA78.. có sơ đồ mạch như phần mạch có mầu xanh của sơ đồ trên.

IC ổn áp họ LA78..                                IC ổn áp LA7805

• 
  
  LA7805 IC ổn áp 5V


• 
  
  LA7808 IC ổn áp 8V


• 
  
  LA7809 IC ổn áp 9V


• 
  
  LA7812 IC ổn áp 12V

Lưu ý :
Họ IC78.. chỉ cho dòng tiêu thụ khoảng 1A trở xuống, khi ráp IC trong mạch thì U in > Uout từ 3 đến 5V khi đó IC mới phát huy tác dụng.

3.3 - Ứng dụng của IC ổn áp họ 78..

IC ổn áp họ 78.. được dùng rộng rãi trong các bộ nguồn , như Bộ nguồn của đầu VCD, trong Ti vi mầu, trong máy tính...

Ứng dụng của IC ổn áp LA7805 và LA7808 trong bộ nguồn đầu VCD

4 - Mạch ổn áp tuyến tính (có hồi tiếp)

4.1 - Sơ đồ khối của mạch ổn áp có hồi tiếp .

Sơ đồ khối của mạch ổn áp có hồi tiếp .

* Một số đặc điểm của mạch ổn áp có hồi tiếp :

• 
  
  Cung cấp điện áp một chiều ở đầu ra không đổi trong hai trường hợp điện áp đầu vào thay đổi hoặc dòng tiêu thụ của tải thay đổi, tuy nhiên sự thay đổi này phải có giới hạn.


• 
  
  Cho điện áp một chiều đầu ra có chất lượng cao, giảm thiểu được hiện tượng gợn xoay chiều.

* Nguyên tắc hoạt động của mạch.

• 
  
  Mạch lấy mẫu sẽ theo dõi điện áp đầu ra thông qua một cầu phân áp tạo ra ( Ulm : áp lấy mẫu)


• 
  
  Mạch tạo áp chuẩn => gim lấy một mức điện áp cố định (Uc : áp chuẩn )


• 
  
  Mạch so sánh sẽ so sánh hai điện áp lấy mẫu Ulm và áp chuẩn Uc để tạo thành điện áp điều khiển.


• 
  
  Mạch khuếch đại sửa sai sẽ khuếch đại áp điều khiển, sau đó đưa về điều chỉnh sự hoạt động của đèn công xuất theo hướng ngược lại, nếu điện áp ra tăng => thông qua mạch hồi tiếp điều chỉnh => đèn công xuất dẫn giảm =>điện áp ra giảm xuống.  Ngược lại nếu điện áp ra giảm => thông qua mạch hồi tiếp điều chỉnh => đèn công xuất lại dẫn tăng => và điện áp ra tăng lên =>> kết quả điện áp đầu ra không thay đổi.

4.2 - Phân tích hoạt động của mạch nguồn có hồi tiếp trong Ti vi đen trắng Samsung

Điện áp đầu vào còn gợn xoay chiều Điện áp đầu ra bằng phẳng

Mạch ổn áp tuyến tính trong Ti vi Samsung đen trắng .

* Ý nghĩa các linh kiện trên sơ đồ.

• 
  
  Tụ 2200µF là tụ lọc nguồn chính, lọc điện áp sau chỉnh lưu 18V , đây cũng là điện áp đầu vào của mạch ổn áp, điện áp này có thể tăng giảm khoảng 15%.


• 
  
  Q1 là đèn công xuất nguồn cung cấp dòng điện chính cho tải , điện áp đầu ra của mạc ổn áp lấy từ chân C đèn Q1 và có giá trị 12V cố định .


• 
  
  R1 là trở phân dòng có công xuất lớn ghánh bớt một phần dòng điện đi qua đèn công xuất.


• 
  
  Cầu phân áp R5, VR1 và R6 tạo ra áp lấy mẫu đưa vào chân B đèn Q2 .


• 
  
  Diode zener Dz và R4 tạo một điện áp chuẩn cố định so với điện áp ra.


• 
  
  Q2 là đèn so sánh và khuyếch đại điện áp sai lệch => đưa về điều khiển sự hoạt động của đèn công xuất Q1.


• 
  
  R3 liên lạc giữa Q1 và Q2, R2 phân áp cho Q1

* Nguyên lý hoạt động .

• 
  
  Điện áp đầu ra sẽ có xu hướng thay đổi khi Điện áp đầu vào thay đổi, hoặc dòng tiêu thụ thay đổi.


• 
  
  Giả sử : Khi điện áp vào tăng => điện áp ra tăng => điện áp chân E đèn Q2 tăng nhiều hơn chân B ( do có Dz gim
  từ chân E đèn Q2 lên Ura, còn Ulm chỉ lấy một phần Ura ) do đó UBE giảm => đèn Q2 dẫn giảm => đèn Q1 dẫn giảm => điện áp ra giảm xuống. Tương tự khi Uvào giảm, thông qua mạch điều chỉnh => ta lại thu được Ura tăng. Thời gian điều chỉnh của vòng hồi tiếp rất nhanh khoảng vài µ giây và được các tụ lọc đầu ra loại bỏ, không làm ảnh hưởng đến chất lượng của điện áp một chiều => kết quả là điện áp đầu ra tương đối phẳng.


• 
  
  Khi điều chỉnh biến trở VR1 , điện áp lấy mẫu thay đổi, độ dẫn đèn Q2 thay đổi , độ dẫn đèn Q1 thay đổi => kết quả là điện áp ra thay đổi, VR1 dùng để điều chỉnh điẹn áp ra theo ý muốn .

4.3 - Mạch nguồn Ti vi nội địa nhật.

Sơ đồ mạch nguồn ổn áp tuyến tính trong Ti vi mầu nội địa Nhật .

• 
  
  C1 là tụ lọc nguồn chính sau cầu Diode chỉnh lưu.


• 
  
  C2 là tụ lọc đầu ra của mạch nguồn tuyến tính.


• 
  
  Cầu phân áp R4, VR1, R5 tạo ra điện áp lấy mẫu ULM


• 
  
  R2 và Dz tạo ra áp chuẩn Uc


• 
  
  R3 liên lạc giữa Q3 và Q2, R1 định thiên cho đèn công xuất Q1


• 
  
  R6 là điện trở phân dòng, là điện trở công xuất lớn .


• 
  
  Q3 là đèn so sánh và khuếch đại áp dò sai


• 
  
  Khuếch đại điện áp dò sai


• 
  
  Q1 đèn công xuất nguồn


• 
  
  => Nguồn làm việc trong dải điện áp vào có thể thay đổi 10%, điện áp ra luôn luôn cố định .

Bài tập : Bạn đọc hãy phân tích nguyên lý hoạt động của mạch nguồn trên.

Nguồn: http://hocnghe.com.vn

Phân tích mạch khuyếch đại âm thanh cơ bản dùng BJT

Phân tích mạch khuyếch đại âm thanh cơ bản dùng BJT

Tên mạch : Khuyếch đại âm tần sử dụng Transistor lưỡng hạt (BJT). 

Tác dụng linh kiện : 
- C1 : Dẫn tín hiệu vào. 
- C6 : Tụ lọc nguồn chính, giá trị của C6 phụ thuộc vào dòng tải, nói cách khác phụ thuộc vào công suất hoạt động của mạch. Mạch có công suất càng lớn, ăn dòng càng lớn thì C6 phải có giá trị càng cao. Nếu không, sẽ gây hiện tượng "đập mạch" có nghĩa là điện áp trên C6 bị nhấp nhô và loa sẽ phát sinh tiếng ù_gọi là ù xoay chiều. Nếu điện áp nuôi mạch được cấp bởi biến áp 50Hz sẽ nghe tiếng ù (như còi tầm), nếu cấp bằng biến áp xung tần số cao sẽ nghe tiếng rít. 
- R5-C3 : Hợp thành mạch lọc RC ổn định nguồn cấp và chống tự kích cho tầng k/đ 2, 1. Tuy nhiên nếu mắc ở đây thì tác dụng của R5-C3 không cao. Muốn nâng cao tác dụng của nó bạn phải mắc mắt lọc này về phía cực (+) của C6. 
- R3-C2 : Mạch lọc RC ổn định nguồn, chống tự kích cho k/đ 1 (k/đ cửa vào). 
- R1-R2 : Định thiên, phân áp để ổn định phân cực tĩnh cho Q1, để Q1 ko gây méo tuyến tính khi k/d thì R1 phải được chỉnh để Q1 làm việc ở chế độ A (tương ứng Ube Q1 ~ 0.8V đối với BTJ gốc silic). Đồng thời R2 phải được chọn có giá trị bằng trở kháng ra của mạch đằng trước. Nếu tín hiệu vào là micro thì R2 có giá trị chính bằng trở kháng của micro. 
- R4 : Tải Q1, định thiên cho Q2. Trong mạch này Q1 và Q2 được ghép trực tiếp để tăng hệ số k/đ dòng điện trước khi công suất (Q2 đóng vai trò tiền k/đ công suất). Mặt khác cũng để giảm méo biên độ và méo tần số khi tần số, biên độ của tín hiệu vào thay đổi. 
- R7-C4 : Hợp thành mạch hồi tiếp âm dòng điện có tác dụng ổn định hệ số k/đ dòng điện cho Q1, giảm nhỏ hiện tượng méo biên độ. Khi đ/chỉnh giá trị của C4 sẽ thay đổi hệ số k/đ của Q1, nói cách khác đ/c C4 sẽ làm mạch kêu to_kêu nhỏ.
- Q1 : K/đại tín hiệu vào, được mắc theo kiểu E chung. 
- Q2 : Đóng vai trò k/đ tiền công suất được mắc kiểu C chung. Tín hiệu ra ở chân E cấp cho 2 BJT công suất. Ở đây, thực chất ko có tín hiệu xoay chiều nào hết, chỉ có điện áp một chiều thay đổi (lên xuống) quanh mức tĩnh ban đầu. Tín hiệu ra ở chân E Q2 được dùng kích thích (thông qua thay đổi điện áp) cho Q3, Q4. 
- Q3, Q3 : Cặp BJT công suất được mắc theo kiểu "đẩy kéo nối tiếp". Hai BJT này thay nhau đóng/mở ở từng nửa chu kỳ của tín hiệu đặt vào. Lưu ý là Q3 dùng PNP, Q4 dùng NPN nhưng phải có thông số tương đương nhau. Kiểu mắc Q2, Q3, Q4 như trên gọi là "đẩy kéo nối tiếp tự đạo pha" 
- R9, R10 : Điện trở cầu chì, bảo vệ Q3, Q4 khỏi bị chết khi có 1 trong 2 BJT bị chập. 
- D1, D2 : Ổn định nhiệt, bảo vệ tránh cho Q3, Q4 bị nóng. Cơ chế bảo vệ tôi ko giải thích ở đây, các bạn tự xem lại lý thuyết mạch BJT cơ bản. - PR1 : Điều chỉnh phân cực Q4, thông qua đó chỉnh cân bằng cho "điện áp trung điểm" 

Nguyên lý hoạt động: 

Chế độ tĩnh : Khi tín hiệu vào bằng 0. 
- Mạch được thiết kế để Q1, Q2 hoạt động ở chế độ A. Q3, Q4 có thể ở chế độ A hoặc AB. 
- PR1 được đ/chỉnh để Q3, Q4 có điện áp chân B bằng nhau, như vậy độ mở của Q3=Q4 và kết quả là điện áp tại điểm C bằng 1/2 điện áp nguồn cấp (theo sơ đồ mạch được cấp 15V thì điện áp điểm C là 7.V), điện áp tại điểm C gọi là "điện áp trung điểm". 
- Tụ C5 được nối vào điểm C. Điện áp ban đầu trên tụ chính bằng điện áp điểm C (7.5V) 

Khi tín hiệu vào ở bán kỳ dương (+): 
- Điện áp chân B Q1 tăng → Q1 mở thêm, dòng IcQ1 tăng → sụt áp trên R4 (UR4 = R4xIcQ1) tăng làm cho UcQ1 giảm. Độ giảm của UcQ1 tỷ lệ thuận với biên độ tín hiệu vào. 
- Vì chân CQ1 nối trực tiếp chân BQ2 nên khi UcQ1 giảm thì UbQ2 giảm theo làm cho Q2 khóa bớt, như vậy dòng IcQ2 giảm xuống dẫn đến điện áp tại điểm A(UA) và điểm B(UB) đều giảm. - Các bạn để ý : Q3 là PNP, Q4 là NPN do vậy khi UA giảm thì độ mở Q3 tăng (mở thêm), UB giảm thì độ mở Q4 giảm (khóa bớt). 
- Vì Q3 mở thêm, Q4 khóa bớt làm cho điện áp tại điểm C tăng lên dẫn tới tụ C5 (ban đầu là 7.5V) nạp, dòng nạp cho C5 đi từ (+) nguồn 15V → CEQ3 → R9 → C5 → loa → mass. Dòng nạp qua loa là đi xuống. Điện áp trên tụ C5 lúc này lớn hơn 7.5V. 

Khi tín hiệu vào ở bán kỳ âm (-) 
- Điện áp chân B Q1 giảm → Q1 khóa bớt, dòng IcQ1 giảm → sụt áp trên R4 (UR4 = R4xIcQ1) giảm làm cho UcQ1 tăng. Độ tăng của UcQ1 tỷ lệ thuận với biên độ tín hiệu vào. - Vì chân CQ1 nối trực tiếp chân BQ2 nên khi UcQ1 tăng thì UbQ2 tăng theo làm cho Q2 mở thêm, như vậy dòng IcQ2 tăng lên dẫn đến điện áp tại điểm A(UA) và điểm B(UB) đều tăng. 
- Các bạn để ý : Q3 là PNP, Q4 là NPN do vậy khi UA tăng thì độ mở Q3 giảm (khóa bớt), UB tăng thì độ mở Q4 tăng (mở thêm). 
- Vì Q3 khóa bớt, Q4 mở thêm làm cho điện áp tại điểm C giảm lên dẫn tới tụ C5 phóng, dòng phóng của C5 đi từ (+) tụ → R10 → CQ4 → mass → loa → (-)C5. Dòng phóng qua loa là đi lên. 

Kết luận : Như vậy, với cả chu kỳ của tín hiệu vào ta thu được 2 dòng điện liên tục đi xuống/đi lên ở loa, đó chính là tín hiệu xoay chiều ra loa. Cường độ 2 dòng này tỷ lệ thuận với biên độ tín hiệu xoay chiều vào mạch. Đồ thị thời gian :

Hoàng Trọng Nghĩa 

7B/20/60 Nguyễn Lương Bằng, thành phố Hải Dương. 

Mobile phone : 0963688799. 

Email : htnghiahd@gmail.com

Nguồn ổn áp tuyến tính

Bài 40: Nguồn ổn áp tuyến tính

Nội dung : Tổng quát về mạch nguồn ổn áp tuyến tính có hồi tiếp, Phân tích mạch nguồn ổn áp tuyến tính trong Ti vi đen trắng, trong Ti vi Nội địa Nhật.

1. Sơ đồ khối của mạch ổn áp có hồi tiếp .

 Sơ đồ khối của mạch ổn áp có hồi tiếp .

*  Một số đặc điểm của mạch ổn áp có hồi tiếp :

Cung cấp điện áp một chiều ở đầu ra không đổi trong hai trường hợp điện áp đầu vào thay đổi hoặc dòng tiêu thụ của tải thay đổi , tuy nhiên sự thay đổi này phải có giới hạn.

Cho điện áp một chiều đầu ra có chất lượng cao, giảm thiểu được hiện tượng gợn xoay chiều.

*   Nguyên tắc hoạt động của mạch.  

Mạch lấy mẫu sẽ theo dõi điện áp đầu ra thông qua một cầu phân áp tạo ra ( Ulm : áp lấy mẫu)

Mạch tạo áp chuẩn => gim lấy một mức điện áp cố định (Uc : áp chuẩn )

Mạch so sánh sẽ so sánh hai điện áp lấy mẫu Ulm và áp chuẩn Uc  để tạo thành điện áp điều khiển.

Mạch khuếch đại sửa sai sẽ khuếch đại áp điều khiển, sau đó đưa về điều chỉnh sự hoạt động của đèn công suất theo hướng ngược lại, nếu điện áp ra tăng => thông qua mạch hồi tiếp điều chỉnh => đèn công suất dẫn giảm =>điện áp ra giảm xuống . Ngược lại nếu điện áp ra giảm => thông qua mạch hồi tiếp điều chỉnh => đèn công suất lại dẫn tăng => và điện áp ra tăng lên   =>> kết quả điện áp đầu ra không thay đổi.

2. Phân tích hoạt động của mạch nguồn có hồi tiếp trong Ti vi đen trắng Samsung

Điện áp đầu vào còn gợn xoay chiều                   Điện áp đầu ra bằng phẳng

Mạch ổn áp tuyến tính trong Ti vi Samsung đen trắng .

* Ý nghĩa các linh kiện trên sơ đồ.  

Tụ 2200µF là tụ lọc nguồn chính, lọc điện áp sau chỉnh lưu 18V , đây cũng là điện áp đầu vào của mạch ổn áp, điện áp này có thể tăng giảm khoảng 15%.

Q1 là đèn công suất nguồn cung cấp dòng điện chính cho tải , điện áp đầu ra của mạc ổn áp lấy từ chân C đèn Q1 và có giá trị 12V cố định .

R1 là trở phân dòng có công suất lớn ghánh bớt một phần dòng điện đi qua đèn công suất.

Cầu phân áp R5, VR1 và R6 tạo ra áp lấy mẫu đưa vào chân B đèn Q2 .

Diode zener Dz và R4  tạo một điện áp chuẩn cố định so với điện áp ra.

Q2 là đèn so sánh và khuyếch đại điện áp sai lệch => đưa về điều khiển sự hoạt động của đèn công suất Q1.

R3 liên lạc giữa Q1 và Q2, R2 phân áp cho Q1

*  Nguyên lý hoạt động .    

Điện áp đầu ra sẽ có xu hướng thay đổi khi Điện áp đầu vào thay đổi, hoặc dòng tiêu thụ thay đổi.

Giả sử : Khi điện áp vào tăng => điện áp ra tăng => điện áp chân E đèn Q2 tăng nhiều hơn chân B ( do có Dz gim từ chân E đèn Q2 lên Ura, còn Ulm chỉ lấy một phần Ura ) do đó UBE giảm => đèn Q2 dẫn giảm => đèn Q1 dẫn giảm => điện áp ra giảm xuống. Tương tự khi Uvào giảm, thông qua mạch điều chỉnh => ta lại thu được Ura tăng.  Thời gian điều chỉnh của vòng hồi tiếp rất nhanh khoảng vài µ giây và được các tụ lọc đầu ra loại bỏ, không làm ảnh hưởng đến chất lượng của điện áp một chiều => kết quả là điện áp đầu ra tương đối phẳng.

Khi điều chỉnh biến trở VR1 , điện áp lấy mẫu thay đổi, độ dẫn đèn Q2 thay đổi , độ dẫn đèn Q1 thay đổi => kết quả là điện áp ra thay đổi, VR1 dùng để điều chỉnh điẹn áp ra theo ý muốn .

3. Mạch nguồn Ti vi nội địa nhật.

Sơ đồ mạch nguồn ổn áp tuyến tính  trong Ti vi màu nội địa Nhật .
C1 là tụ lọc nguồn chính sau cầu Diode chỉnh lưu.

C2 là tụ lọc đầu ra của mạch nguồn tuyến tính.

Cầu phân áp R4, VR1, R5 tạo ra điện áp lấy mẫu  ULM

R2 và Dz tạo ra áp chuẩn Uc

R3 liên lạc giữa Q3 và Q2, R1 định thiên cho đèn công suất Q1

R6 là điện trở phân dòng, là điện trở công suất lớn .

Q3 là đèn so sánh và khuếch đại áp dò sai

Khuếch đại điện áp dò sai

Q1 đèn công suất nguồn

=> Nguồn làm việc trong dải điện áp vào có thể thay đổi 10%, điện áp ra luôn luôn cố định .

Bài tập : Bạn đọc hãy phân tích nguyên
lý hoạt động của mạch nguồn trên.

Tầng khuếch đại công suất âm thanh – Audio Amplifier

Bài 49: Tầng khuếch đại công suất âm thanh – Audio Amplifier

---

Nội dung : Tầng khuếch đại công suất dùng Transistor, Phân tích nguyên lý hoạt động, Tầng khuếch đại công suất sử dụng IC, Đặc điểm về trở kháng và điện áp trên các chân IC, Phương pháp xác định IC và các chân quan trọng, Phương pháp đo kiểm tra loa và tầng khuếch đại công suất.

1. Tầng khuyếch đại công suất dùng Transistor

Sơ đồ tầng khuyếch đại công suất sử dụng Transistor:

Tầng khuyếch đại công suất dùng Transistor

Nhiệm vụ của các linh kiện :     

Q3 : là Transistor tiền khuếch đại và đảo pha tín hiệu.
Q4 : là Transistor công suất khuếch đại bán chu kỳ âm
Q5 : là Transistor công suất khuếch đại bán chu kỳ dương
Volume : là chiết áp điều chỉnh âm lượng
C8 : là tụ nối tầng cho tín hiệu âm tần qua, ngăn áp một chiều lại
C9 : là tụ ra loa
R9 và R10 là điện trở định thiên cho đèn Q3, đồng thời là mạch hồi tiếp âm, hồi tiếp tín hiệu đầu ra trở lại đầu vào, nhằm tăng cường tính ổn định cho mạch công suất
R8 là điện trở gánh của đèn Q3 , đồng thời định thiên cho đèn công suất Q5
C7 : là tụ lọc nguồn cho tầng công suất
C6 : là tụ lọc nguồn cho các tầng phía sau
R7 : là điện trở cấp nguồn cho các tầng phía sau
D1 và D2 được phân cực thuận để tạo ra sự sụt áp khoảng 1,2V phân cực cho hai đèn công suất

Phân tích nguyên lý hoạt động của tầng công suất:

Tín hiệu âm tần ra khỏi mạch Equalizer được đưa vào đầu chiết áp Volume, tín hiệu lấy ra ở điểm giữa chiếc  áp có biên độ thay đổi tùy theo mức độ điều chỉnh của người sử dụng => tín hiệu  được đưa qua tụ C8 đi vào đèn Q3 khuếch đại, Q3 là đèn khuếch đại về biên độ điện áp, Q3  được định thiên sao cho UCE của Q3 -->  0,5 Vcc ( để đạt được giá trị này người ta điều chỉnh R10 )

Hai đèn công suất được mắc đẩy kéo để khuếch đại cho hai nửa chu kỳ của tín hiệu, tín hiệu vào B ra E do đó hai đèn công suất khuếch đại về cường độ dòng điện

Tín hiệu lấy ra từ chân E của hai đèn công suất có cường độ đủ mạnh được ghép qua tụ C9 đưa ra loa

Nguồn nuôi của mạch trên có thể thay đổi từ 6V đến 12V, khi thay đổi nguồn nuôi ta chỉ việc thay đổi R10 để thu được UCE của hai đèn công suất cân bằng.

Các bạn  có thể lắp mạch trên theo các thông số ghi trong phần tự lắp Cassette.

2. Tầng khuếch đại công suất dùng IC :

Khái niệm về IC công suất :  IC là viết tắt của từ Intergated Circuit  nghĩa là mạch tích hợp : là mạch điện tử gồm nhiều linh kiện tích hợp trong một khối duy nhất để thực hiện một hay nhiều chức năng , thí dụ IC công suất âm tần thì làm chức năng khuếch đại công suất âm tần, IC tổng trong Ti vi mầu có thể thực hiện hàng chục các chức năng khác nhau.

IC khuếch đại công suất âm tần trong Cassette

Với mạch sử dụng IC khuếch đại công suất ta cần nắm được các điểm chính sau :
Chân cấp nguồn Vcc cho IC

Chân nhận tín hiệu vào  Audio in

Chân đưa tín hiệu ra loa  Audio out

Đặc điểm về điện áp và trở kháng của các chân IC  :

IC công suất âm tần thực chất là một tổ hợp Transistor được mắc theo kiểu trực tiếp, trong đó hai đèn công suất được mắc đẩy kéo vì vậy điện áp đầu ra loa ( Chân số 2) luôn  có giá trị = 1/2 Vcc

Nếu ta đo trở kháng ( bằng thang x1W)  giữa chân cấp nguồn với Mass thì chiều đo thuận ( que đen vào +Vcc, que đỏ vào mass) phải có trở kháng lớn , khi đảo lại => có trở kháng nhỏ.

Khi cấp nguồn, nếu dùng tay cầm Tua-vít chạm vào chân Audio in phải có tiếng ù ở loa.

=> Trái với các đặc điểm trên là dấu hiệu của IC công suất bị hỏng

Phương pháp xác định IC công suất và các chân quan trọng :
IC công suất là IC có toả nhiệt .

Là IC có đường liên lạc ra loa.

Chân cấp nguồn Vcc là chân nối với cực dương của tụ lọc nguồn (tụ hoá to nhất ở khu vực công suất )

Chân ra loa : để xác định chân ra loa, ta phải dò ngược từ Loa về qua tụ ra loa .

Chân Audio in : Ta có thể xác định chân này bằng cách dò từ điểm giữa của triết áp Volume qua tụ đi vào chân Audio in của IC

           

IC khuếch đại công suất âm tần

Phương pháp kiểm tra loa và tầng khuếch đại công suất:

Hỏng loa : Biểu hiện của hỏng loa là không có tiếng  hoặc tiếng bị rè.

Kiểm tra : Để đồng hồ thang x1W  quẹt quẹt  vào hai đầu mối hàn trên loa, nếu có tiếng sột sột và đo thấy trở kháng báo từ 4W – 8W  là loa còn tốt  .
Trường hợp loa bị rè => thường do loa bị chạm côn, ta thử bằng cách ấn nhẹ tay lên màng loa, nếu loa bị chạm côn thì nghe có tiếng sát cốt..

Hỏng IC công suất : IC công suất thường hỏng ở hai trường hợp :
Chập chân cấp nguồn ( có thể làm hỏng theo bộ nguồn )

Điện áp chân ra loa bị lệch.( thông thường chân ra loa = 1/2 Vcc )

Biểu hiện => Mất tiếng ra loa hoặc tiếng bị nghẹt mũi.

Các bước kiểm tra tầng công suất : 
Xác định đúng IC công suất (là IC duy nhất có tỏa nhiệt trong máy)

Xác định đúng chân cấp nguồn Vcc cho IC công suất ( dựa vào tụ lọc to nhất cạnh IC công suất, điện áp Vcc đi qua cực dương của tụ lọc.

Để đồng hồ thang x1w, đo trở kháng giữa chân Vcc với mass, nếu cả hai chiều đo kim đồng hồ lên = 0 Ohm  là IC bị chập.

Nếu chiều đo thuận (que đen vào dương , que đỏ vào mass) kim lên một chút, đảo chiều que đo, kim không lên => là IC có trở kháng bình thường.

Nếu IC có trở kháng bình thường thì cấp nguồn và kiểm tra điện áp.

Đo chân Vcc so với mass phải có 9 – 12V ( bằng điện áp quy định của máy ), nếu chân Vcc không có điện thì kiểm tra lại nguồn, chuyển mạch Function, công tắc SW trên bộ cơ.

Nếu chân Vcc đã có đủ điện áp, ta kiểm tra chân ra loa ( tại IC ) phải có điện áp = 50% Vcc, thí dụ Vcc = 12V thì chân ra loa phải có 6V, nếu điện áp này lệch quá 10% là hỏng IC.

Tất cả các điện áp đo đều bình thường thì ta tăng Volume lên và dùng tua-vít nhỏ gõ vào điểm giữa chiếc áp Volume phải có tiếng ù ra loa => Nếu không có tiếng động cũng là hỏng IC

Cấp nguồn và phân cực (định thiên) cho Transistor

Bài 32: Cấp nguồn và phân cực (định thiên) cho Transistor

---

Nội dung : Ứng dụng của Transistor, Cấp nguồn cho Transistor, Định thiên ( phân cực ) cho Transistor hoạt động, Mạch phân cực có hồi tiếp.

1. Ứng dụng của Transistor.

Thực ra một thiết bị không có Transistor thì chưa phải là thiết bị điện tử, vì vậy Transistor có thể xem là một linh kiện quan trọng nhất trong các thiết bị điện tử, các loại IC thực chất là các mạch tích hợp nhiều Transistor trong một linh kiện duy nhất, trong mạch điện , Transistor được dùng để khuyếch đại tín hiệu Analog, chuyển trạng thái của mạch Digital, sử dụng làm các công tắc điện tử, làm các bộ tạo dao động v v…

2. Cấp điện cho Transistor ( Vcc – điện áp cung cấp )

Để sử dụng Transistor trong mạch ta cần phải cấp cho nó một nguồn điện, tuỳ theo mục đích sử dụng mà nguồn điện được cấp trực tiếp vào Transistor hay đi qua điện trở, cuộn dây v v… nguồn điện Vcc cho Transistor được quy ước là nguồn cấp cho cực CE.

Cấp nguồn Vcc cho Transistor ngược và thuận

Ta thấy rằng : Nếu Transistor là ngược NPN thì Vcc phải là nguồn dương (+), nếu Transistor là thuận PNP thì Vcc là nguồn âm (-)

3. Định thiên ( phân cực ) cho Transistor .

*  Định thiên : là cấp một nguồn điện vào chân B ( qua trở định thiên) để đặt Transistor vào trạng thái sẵn sàng hoạt động,  sẵn sàng khuyếch đại các tín hiệu cho dù rất nhỏ.

* Tại sao phải định thiên cho Transistor nó mới sẵn sàng hoạt động ? :  Để hiểu được điều này ta hãy xét  hai sơ đồ trên :

Ở trên là hai mạch sử dụng transistor để khuyếch đại tín hiệu, một mạch chân B không được định thiên và một mạch chân B được định thiên thông qua Rđt.

Các nguồn tín hiệu đưa vào khuyếch đại thường có biên độ rất  nhỏ ( từ 0,05V đến 0,5V ) khi đưa vào chân B( đèn chưa có định thiên) các tín hiệu này không đủ để tạo ra dòng IBE ( đặc điểm mối P-N phaỉ có 0,6V mới có dòng chạy qua ) => vì vậy cũng không có dòng ICE  =>  sụt áp trên Rg = 0V và điện áp ra chân C = Vcc

Ở sơ đồ thứ 2 , Transistor có Rđt định thiên => có dòng IBE, khi đưa tín hiệu nhỏ vào chân B => làm cho dòng IBE tăng hoặc giảm => dòng ICE  cũng tăng hoặc giảm , sụt áp trên Rg cũng thay đổi => và kết quả đầu ra ta thu được một tín hiệu tương tự đầu vào nhưng có biên độ lớn hơn.

=> Kết luận : Định thiên ( hay phân cực)  nghĩa là tạo một dòng điện IBE ban đầu, một sụt áp trên Rg ban đầu để khi có một nguồn tín hiệu yếu đi vào cực B , dòng IBE sẽ tăng hoặc giảm => dòng ICE cũng tăng hoặc giảm => dẫn đến sụt áp trên Rg cũng tăng hoặc giảm => và sụt áp này chính là tín hiệu ta cần lấy ra .

4. Một số mạch định thiên khác .

* Mạch định thiên dùng hai nguồn điện khác nhau .

 Mạch định thiên dùng hai nguồn điện khác nhau

* Mach định thiên có điện trở phân áp

Để có thể khuếch đại được nhiều nguồn tín hiệu mạnh yếu khác nhau, thì mạch định thiên thường sử dụng thêm điện trở phân áp Rpa đấu từ B xuống Mass.

 Mạch định thiên có điện trở phân áp  Rpa

* Mạch định thiên có hồi tiếp .

Là mạch có điện trở định thiên đấu từ đầu ra (cực C ) đến đầu vào ( cực B) mạch này có tác dụng tăng độ ổn định cho mạch khuyếch đại khi hoạt động.