Giáo trình kỹ thuật điện tử - Chương 10

NGUỒN NUÔI10.1. KHÁI NIỆM CHUNG. Nguồn nuôi trong các thiết bị điện tử không ngừng được cải tiến theo hướng tăng độ ổn định,độ bền, hiệu suất, giảm kích thước -trọng lượng-giá thành- ... Nguồn nuôi có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho các máy điện tử làm việc , thường phải cấp điện một chiều với dòng ổn định. Thiết bị nguồn được chia thành hai lớp: lớp thiết bị nguồn nuôi sơ cấp và lớp thiết bị nguồn nuôi thứ cấp.Lớp thiết bị nguồn sơ cấp là các thiết bị biến đổi các dạng năng lượng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật điện tử - Chương 10 Chương 10 NGUỒN NUÔI10.1. KHÁI NIỆM CHUNG. Nguồn nuôi trong các thiết bị điện tử không ngừng được cải tiến theo hướngtăng độ ổn định,độ bền, hiệu suất, giảm kích thước -trọng lượng-giá thành- ...Nguồn nuôi có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho các máy điện tử làm việc,thường phải cấp điện một chiều với dòng ổn định. Thiết bị nguồn được chiathành hai lớp: lớp thiết bị nguồn nuôi sơ cấp và lớp thiết bị nguồn nuôi thứcấp.Lớp thiết bị nguồn sơ cấp là các thiết bị biến đổi các dạng năng lượng khôngđiện (hoá năng, cơ năng, nhiệt năng, quang năng v.v...) về dạng năng lượng điện.Việc nghiên cứu chúng không thuộc phạm vi của giáo trình này. Lớp các thiết bịnguồn thứ cấp có nhiệm vụ biến đổi năng lượng điện từ dạng này sang dạng kháccho phù hợp với các mạch tiêu th ụ nguồn.Đó là các m ạch chỉnh lưu, ổn áp, ổndòng, các mạch biến đổi dòng một chiều th ành dòng xoay chiều, biến đổi dòngmột chiều mức điện áp này sang dòng một chiều mức điện áp khác. Ở đây cầnlưu ý rằng b iến áp hoặc các bộ phânáp không phải là thiết bị nguồn thứ i(t)cấp vì ở đó chỉ có sự thay đổi “ tỷ lệxích’’ của điện áp và dòng điện.Các thiết bị nguồn thứ cấp thường a)lấy năng lượng từ điện lưới 220 tV/50 hz. Trong máy bay, tàu thu ỷngười ta có thể thiết kế mạng điệnxoay chiều có tần số 400 hz. Yêu cầu kỹ thuật đối với các I0thiết bị nguồn rất đa dạng. Ví dụ, b)điện áp ra của các thiết bị nguồn 0khác nhau có dải biến đổi rất rộng: ttừ vài ph ần von tới hàng ngàn von;dòng đ iện: từ vài miliampe tới h àng Imax Imin c)trăm Ampe. Cách kết cấu của các I0 tthiết bị nguồn cũng rất khác nhau: 0 H×nh 10.1C¸c d¹ng dßng ®iÖn nguånMạch nguồn có thể được bố trí làmột phần mạch liền khối hoặc táchrời th ành khối riêng trong máy, hoặc cũng có thể là một hộp nguồn cơ động riênghoặc là một tủ nguồn cố định trong phòng máy. Trư ớc khi đi vào nghiên cứu các mạch nguồn thứ cấp cụ thể chúng ta xétqua các dạng điện áp và dòng đ iện thư ờng gặp trong các mạch nguồn và các đ ạilượng đặc trưng của chúng. Hình 10.1a là dòng điện xoay chiều, luôn biến thiêntheo th ời gian về cả trị số và dấu. Nếu dòng điện biến thiên theo quy luật hình sinthì nó được đặc trưng bởi các đại lư ợng: 257 -Giá trị trung bình trong một chu kỳ. 2 T/2 2 (10.1) I TB   I m sin T t dt  0,637 I m T0 -Giá trị hiệu dụng:   T I m  0,707.Im (10.2) I ( I sin t ) dt   m T  T Dòng một chiều I0 hình 10.1b không biến đổi theo thời gian mà luôn giữnguyên giá trị của nó. Một dạng dòng đ iện (hoặc điện áp) thường gặp ở đầu ra của các mạch chỉnhlưu-ổn áp là dạng đập mạch hình 10.1c.Nó được đặc trưng bởi hệ số đập mạchKĐ: I I K  max min .100 % (10.3) D I o Hệ số đập mạch càng nhỏ thì dòng đập mạch càng tiến tới dòng một chiềuI0=.Trong th ực tế các dòng đập mạch bao giờ cũng chứa các th ành phần hài, trongđó đáng kể nhất là hài bậc một vì nó có biên độ lớn. Do vậy người ta đánh giáméo qua hệ số sóng h ài bậc một KH1(hài này gọi là tần số đập mạch): I K H  m (10.4) I Yêu cầu đối với hệ số đập mạch đ ược xác định bởi chức năng của chínhmạch mà nó cấp nguồn. Ví dụ với các mạch khuếch đ ại micro trong các thiết bịâm thanh ch ất lượng cao thì KĐ=0,01 0,0001%; với các bộ khuếch đại công suấtthì KĐ=0.10,05%. Sơ đồ khối của một mạch nguồn thông thường có dạng như ở h ình 10.2. CHỈNH LỌC SAN BIẾN LƯU ỔN ÁP ÁP BẰNG TẢI Hình 10.2 Sơ đồ khối của các mạch nguồn. Biến áp có nhiệm vụ phối hợp điện áp, tức là tạo ra điện áp cần thiết để đ ưavào bộ chỉnh lưu; mặt khác nó còn có tác dụng ngăn điện áp lưới với máy. Cácbiến áp thư ờng được chế tạo công nghiệp theo địên áp và công suất tiêu chuẩn.Tuy nhiên có thể tính toán, lựa chọn tạo ra một biến áp cho mạch nguồn thíchhợp không mấy khó khăn. Tiếp theo biến áp là mạch chỉnh lưu hay nắn điện để biến dòng xoay chiềuthành dòng một chiều. Điện áp ở đầu ra của mạch chỉnh lưu thường có d ạng đậpmạch, vì vậy cần qua bộ lọc san bằng để giảm lượng đập mạch. Tiếp sau đó là mạch ổn áp một chiều rồi đưa ra tải. Một mạch nguồn th ường được đánh giá bằng các chỉ tiêu kỹ thuật sau đây: 1.Điện áp một chiều ở đầu ra của mạch nguồn U0 ( điện áp ra tải).258 2.Thành phần một chiều I0 của dòng ra. 3.Hệ số đập mạch KĐ. 4.Trở kháng ra Rra. Trong chương này ta xết các mạch chỉnh lưu, lọc san bằng, ổn áp, ổn dòng.10.2. CÁC MẠCH CHỈNH LƯU MỘT PHA.10.2.1.Chỉnh lưu một nửa chu kỳ Hình 10.3a Là m ạch chỉnh lưu một pha đơn giản(dùng một diot-ch ỉnh lưu 1/2chu k ỳ ha ...