MẠCH NGUỒN HẠ ÁP SỬ DỤNG TỤ VÀ ĐIỆN TRỞ

PHÂN TÍCH MẠCH NGUỒN HẠ ÁP BẰNG TỤ + ĐIỆN TRỞ

I. Cấu tạo mạch hạ áp bằng tụ + điện trở.

Sơ đồ cấu tạo mạch hạ áp bằng tụ và điện trở

II. Ưu nhược điểm của mạch.

1. Ưu điểm

- Gọn nhẹ, dễ làm, dễ vẽ.

- Chi phí lắp ráp thấp.

- Độ ổn định cao.

2. Nhược điểm.

- Mạch không cách ly, dễ bị giật khi sử dụng.

- Dòng điện nhỏ, phạm vi ứng dụng hạn chế.

- Điện áp đầu ra không phẳng và thay đổi theo điện áp đầu vào.

III. Phân tích và tính chọn linh kiện.

1. Bộ hạ áp tụ + điện trở

Điện áp xoay chiều 220VAC cấp vào mạch điện qua bộ hạ áp bao gồm C2 và R1 như hình trên.

- Điện trở R1 : Có tác dụng như là một điện trở xả điện cho tụ C2. (Ví dụ : Khi ta cấp điện vào mạch điện sau đó rút điện ra, lúc đó điện áp vẫn còn tích trên con tụ C2, nếu ta sờ vào đầu phích cắm thì ta sẽ bị giật do điện áp ở tụ C2 phóng ra, Vì vậy điện trở R1 sẽ là tải để triệt tiêu điện áp đó của tụ C2)

Thông thường ta chọn R1 có giá trị hàng kilo ohm. (330K, 560K, 680K....)

- Tụ điện C2 : Có tác dụng cho dòng điện xoay chiều đi qua. Tụ C2 có tính chất cản trở dòng điện vì vậy khi dòng điện đi qua C2 sẽ gây sụt áp. Tụ này có giá trị thấp nhất khoảng từ 334 trở lên (33x10^4 pF) . Tụ có giá trị càng lớn thì dòng điện đi qua càng lớn, tụ có giá trị nhỏ thì dòng điện đi qua càng nhỏ. Tại vị trí này nên chọn tụ có điện áp chịu đựng lớn hơn điện áp vào tụ ví dụ tụ 400V hoặc 630V

Vậy làm thế nào để tính được giá trị của tụ C2 và điện trở R1 ?????????????????

Ta dựa vào thực nghiệm hoặc có thể tính theo cách sau :

Ví dụ : ta cần tính toán để có được điện áp đầu ra là 12VDC, dòng điện là 10mA

Từ dòng yêu cầu là 10mA ta tính được Rc = 220/0.01=22K

Mà Rc = 1/(2*Pi*f*C)

Trong đó : Pi = 3,14

                  f = 50Hz (Tần số điện lưới)

                  C = giá trị của tụ C2 cần tìm.

Suy ra : C = 1/(2*Pi*f*Rc) = 1/(2*3.14*50*22*10^3) = 145nF.

Nhưng trên thực tế không có giá trị tụ bằng 145nF vậy ta chọn tụ có giá trị gần nhất 220nF.

2. Bộ chỉnh lưu

Bộ chỉnh lưu bao gồm 4 con diode chỉnh lưu có tác dụng chỉnh lưu điện áp xoay chiều sang điện áp 1 chiều.

Với loại mạch nguồn này không sử dụng dòng điện lớn nên ta có thể sử dụng diode dòng bé khoảng 1A như 1N4007. 

3. Bộ lọc điện áp một chiều sau chỉnh lưu.

C1 dùng để lọc điện áp một chiều sau mạch chỉnh lưu. Vì ở đây điện áp đầu vào là điện áp xoay chiều, qua chỉnh lưu vẫn còn độ gợn xoay chiều nhất định nào đó. vì vậy tụ C1 có tác dụng lọc để cho ra dòng điện 1 chiều. 

Ở đây ta chọn C1 có điện áp chịu đựng lớn hơn giá trị điện áp đầu ra của mạch (Ví dụ : điện áp đầu ra của mạch là 12V thì ta chọn điện áp của C1 sẽ là 16V hoặc 25V)

Giá trị của C1 càng lớn thì khả năng lọc càng tốt, tuy nhiên nếu chọn lớn quá thì sẽ có hiện tượng khi đánh tia lửa điện khi cắm phích điện của mạch vào điện lưới do tụ có giá trị lớn sẽ mất một dòng điện lớn để nạp cho tụ. Cho nên ta nên chọn tụ có giá trị khoảng 100 - vài trăm uF trở lại là ổn (không đến 1000uF.)

4. Điện trở tải.

Trong mạch điện bên trên R3 chính là điện trở tải. Điện trở này có vai trò như một tải giả của mạch. 

Tác dụng của R3 : - Dùng để lọc, giảm độ gợn của dòng một chiều sau chỉnh lưu

                              - Dùng để xả điện cho con tụ lọc C1.

                              - Dùng như một tải giả của mạch.

5. Điện trở gánh.

R2 được gọi là điện trở gánh, hoặc điện trở tải của mạch 

- Tác dụng của R2 là dùng để gánh (tải) áp của mạch (Cụ thể : khi ta cắm điện, dòng điện ban đầu tăng đột ngột do phải nạp cho các tụ, cung cấp cho tải. Điện áp sẽ bị sụt tại R2 vì vậy R2 có tác dụng bảo vệ cho cả mạch nguồn hạ áp này. Nếu không có R2 ở đây khi cắm điện sẽ hay xảy ra hiện tượng nổ tụ hạ áp hoặc nổ cầu chỉnh lưu.

Ngoài ra R2 còn có tác dụng giải nhiệt cho mạch, nhất là giải nhiệt cho các diode chỉnh lưu và tụ hạ áp.

6. Diode zenner.

Diode zenner là diode D2 trong hình bên trên.

Diode này có tác dụng ghim điện áp đầu ra của mạch điện. Diode có giá trị điện áp là bao nhiêu thì đầu ra có giá trị bấy nhiêu. ví dụ : 3.1V, 5.6V, 6.1V, 9.1V, 12.1V...

IV. Kết luận.

Trên đây là bài phân tích cụ thể nguyên lý cấu tạo và cách tính chọn linh kiện cho mạch nguồn hạ áp bằng tụ và điện trở, hy vọng sẽ giúp ích được cho mọi người. 

Kiến thức là vô tận, hãy share để mọi người cùng biết. 

D.vision blog.