Đang tải... (xem toàn văn)
MẠCH ổn áp TUYẾN TÍNH sử DỤNG TRANSISTOR
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÁO CÁO THỰC TẬP XƯỞNG MẠCH ỔN ÁP TUYẾN TÍNH SỬ DỤNG TRANSISTOR Giáo viên hướng dẫn: Lê Thị Yến Phạm Phương Long Tạ Ngọc Tiến Lớp: Điện tử 3 K54 Đại học Bách Khoa Hà Nội Hà nội ngày 17 tháng 9 năm 2010 1 Giới thiệu: Nội dung thực tập là thiết kế mạch ổn điện áp một chiều sử dụng các linh kiện cơ bản như transistor, điện trở, diode, tụ điện vv. Ổn áp làm việc ở chế độ tuyến tính. I. Sơ đồ nguyên lý. 1. Các khối. a) Khối bảo vệ quá dòng b) Khối Darlington c) Khối phản hồi 2 2. Vai trò từng khối. a) Khối bảo vệ quá dòng điện: gồm transistor T5, diode D5 và điện trở R6. Khối này có tác dụng giảm dòng điện đầu ra khi nó tăng cao, để bảo vệ quá tải hay ngắn mạch cho mạch. b) Khối Darlinton: bao gồm 3 transistor mắc kiểu darlinton. Khối này khuếch đại tín hiệu điều khiển đưa vào chân B của T1. c) Khối phản hồi đầu ra: gồm transistor T4, các điện trở phân áp cho T4, Rc của T4, và diode zener. Khối này có tác dụng phản hồi sai lệch đầu ra về để điều khiển khối Darlinton. II. Nguyên lý hoạt động. Mạch hoạt động theo nguyên tắc: Điều chỉnh thay đổi điện áp rơi trên CE của transistor T3 ngược với thay đổi của điện áp ra, để điện áp ra không đổi. Khi mạch hoạt động điện áp cực B của T1 luôn lớn hơn điện áp Zener, do vậy các transistor T1,2,3 luôn thông, có điện áp rơi trên CE của T3. Điện áp ra bằng điện áp nguồn trừ đi điệp áp rơi này. Cực B của T4 được phân áp nhờ các điện trở R3, R4 và R5; do vậy T4 thông. Khi U ra tăng, U B T4 tăng, dẫn đến U BE T4 tăng, việc này làm giảm U CE T4 , do vậy U C T4 cũng là U B T1 giảm. U B T1 giảm làm T1 và do đó cả T2, T3 đều thông kém, tức là U CE tăng. Điện áp rơi trên CE của T3 tăng, việc này làm giảm điện áp ra. Ngược lại, khi điện áp ra giảm, V BE T4 giảm, làm V CE T4 tăng, dẫn đến V B T1 tăng, làm T1, do đó T2, và T3 thông hơn, dẫn đến V CE T3 giảm. Điện áp rơi trên CE của T3 giảm làm tăng điện áp đầu ra. Như vậy bằng việc thay đổi V CE của T3 ngược với thay đổi của điện áp ra, điện áp ra được giữ ổn định. Tính toán các giá trị điện trở: Các điện trở R3, R4 và R5 phân áp cho cực B của T4. T4 phải làm việc ở chế độ khuếch đại, do 3 đó V BE của T4 nhỏ, trong khoảng 0,5-0,65. V E của T4 bằng V DZ bằng 6 V V B T4 = 6,5- 6,65 V V ra = 12V → R4/(R4+R3)= 6.5/9= 0.722 Chọn R3= 1K được R5= 2.6 K Ω Ở mạch em chọn R5= 2.5 K Ω và R4 1K nối tiếp. Điện trở R1 cũng tác động tới đầu ra. Nhưng hoàn toàn có thể chỉnh R3, và R4 và giữ nguyên R1 để được điện áp ra mong muốn, tuy vậy R1 không được nhỏ quá, cũng không được lớn quá. Có I C T4 = β. I BT4 và V B T1 = V CC – R1.I C T4 , nếu R1 quá lớn hoặc quá nhỏ thì sẽ không có giá trị β nào của T4 để V C T4 thỏa mãn được. Ở đây em chọn R1= 2.5 KΩ Điện áp R2 nối tiếp với DZ không có tác dụng nhiều, tuy vậy nếu lớn quá sẽ làm giảm điện áp của zener, nhỏ quá sẽ làm dòng qua Zener quá lớn. Em chọn R2= 4.7 kΩ Các giá trị linh kiện sử dụng STT Tên linh kiện Số lượng Giá trị 1 Dz 1 9V 2 D5 1 3 R1, R5 2 2,5K Ω 4 R2 1 4,7K Ω 5 R3, R4 2 1K Ω 6 R6 1 7 T1, T4, T5 3 C828 8 T2 1 C468 9 T3 1 H1061 4 III. Sơ đồ mạch lắp ráp. 5 IV. Cách đo dùng đồng hồ vạn năng và kiểm tra mạch. 1. Giới thiệu về đồng hồ vạn năng ( VOM). Đồng hồ vạn năng có 4 chức năng chính là đo điện trở, điện áp AC/DC, và dòng điện. Ưu điểm của đồng vạn năng là thấy được sự phóng nạp của tụ điện, tuy nhiên đồng hồ này có hạn chế về độ chính xác và có trở kháng thấp (khoảng 20K/Vol). Với thang đo điện trở của đồng hồ vạn năng ta có thể đo được rất nhiều thứ. • Đo giá trị của điện trở • Đo thông mạch • Kiểm tra sự phóng nạp của tụ điện • Đo trở kháng • Kiểm tra diode và transistor 2. Hướng dẫn đo điện áp AC. Sử dụng đồng hồ vạn năng Để thang DC đo áp AC đồng hồ không lên kim tuy nhiên đồng hồ không hỏng 6 3. Đo điện trở Để đo trị số điện trở ta thực hiện như sau: Để thang đồng hồ về các thang đo trở, nếu điện trở nhỏ thì để thang x1 ohm hoặc x10 ohm, nếu điện trở lớn thì để thang x1Kohm hoặc 10Kohm. => sau đó chập hai que đo và chỉnh chiết áo để kim đồng hồ báo vị trí 0 ohm. Đặt que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số trên thang đo , Giá trị đo được = chỉ số thang đo X thang đo Ví dụ : nếu để thang x 100 ohm và chỉ số báo là 27 thì giá trị là = 100 x 27 = 2700 ohm = 2,7 K ohm Nếu ta để thang đo quá cao thì kim chỉ lên một chút , như vậy đọc trị số sẽ không chính xác và ngược lại 4. Hướng dẫn đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng. Cách 1: Dùng thang đo dòng Để đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng, ta đo đồng hồ nối tiếp với tải tiêu thụ và chú ý là chỉ đo được dòng điện nhỏ hơn giá trị của thang đo cho phép. Cách 2 : Dùng thang đo áp Ta có thể đo dòng điện bằng cách đo sụt áp trên điện trở hạn dòng mắc nối với tải, điện áp đo được chia cho giá trị trở hạn dòng sẽ cho biết giá trị dòng điện, phương pháp này có thể đo được các dòng điện lớn hơn khả năng cho phép của đồng hồ với độ chính xác thấ p. Phải kiểm tra mạch theo từng khối (trừ khối bảo vệ), khi các khối hoạt động tốt thì đầu ra là đúng chỉ cần vi chỉnh. 7 V. Kết quả: Sau một số điều chỉnh các điện trở, cuối cùng em cũng có được kết quả. Các số liệu đo được: Thông số V BE T4 (V) V CE T4 (V) V BE ∑1,2,3 V CE T3 V V Ra V c V N Đo được 15 Đo được 20 Mong muốn 0,5- 0,65 4,4 1.8 x 12 x 15 x: không quan trọng Về mạch bảo vệ: V CE T5 = V BE T5 = Như vậy có nghĩa là T5 chưa thông, mạch chưa quá tải VI. Kết luận: Mạch ổn áp tuyến tính sử dụng các linh kiện cơ bản như transistor, điện trở vv là một mạch khá đơn giản, nhưng nó giúp ta hiểu được cơ chế ổn áp, cũng như nắm được cách sử dụng transistor cho các ứng dụng cụ thể. Cuối cùng, em xin cám ơn các cô ở phòng thực tập đã giúp đỡ em làm được bài thực hành này. Tớ cũng muốn cám ơn bạn ở cùng nhóm cũng như các bạn khác vì những trao đổi giúp tớ làm việc hiệu quả hơn. 8 . là thiết kế mạch ổn điện áp một chiều sử dụng các linh kiện cơ bản như transistor, điện trở, diode, tụ điện vv. Ổn áp làm việc ở chế độ tuyến tính. I. Sơ. quan trọng Về mạch bảo vệ: V CE T5 = V BE T5 = Như vậy có nghĩa là T5 chưa thông, mạch chưa quá tải VI. Kết luận: Mạch ổn áp tuyến tính sử dụng các linh