Tìm hiểu tủ điện công nghiệp

Tủ điện công nghiệp là gì?

Tủ điện có vai trò điều khiển chính của mọi hệ thống điện, như tủ điện phân phối, tủ điện điều khiển… cho một thiết bị hay một hệ thống. Trong quá trình thiết kế một tủ điện các quy tắc về an toàn điện, bảo vệ về thiết bị đã được quy định rất chặt chẽ theo các tiêu chuẩn quốc tế IEC. Có rất nhiều loại tủ điện, hiện nay tại Việt Nam có thể phân nhóm các loại tủ điện theo các tiêu chí chính như sau:

(1)   Tiêu chí điện thế: gồm có Tủ điện cao thế, Tủ điện trung thế và Tủ điện hạ thế.

(2)   Tiêu chí chức năng: như là Tủ điện phân phối, Tủ điện điều khiển, Tủ điện động lực…

(3)   Tiêu chí lĩnh vực ứng dụng: Tủ điện công nghiệp và Tủ điện dân dụng.

Tủ điện công nghiệp

Đơn giản gọi Tủ điện công nghiệp là các tủ điện được sử dụng trong tất cả các ngành công nghiệp. Vậy tủ điện công nghiệp khác gì so với tủ điện dân dụng?

Tủ điện điều khiển động cơ MCC

Trung tâm Actech chuyên đào tạo: khóa học điện tử cơ bản, khóa học thiết kế tủ điện,khóa học lập trình plc s7 200, khóa học vi điều khiển pic....

Ứng dụng tủ điện công nghiệp

Tủ điện công nghiệp ứng dụng trong ngành sản xuất công nghiệp đòi hỏi tủ điện làm việc bề bỉ, ổn định, liên lục, chính xác trong thời gian dài ngoài hiện trường (như ngoài trời, trong các xưởng sản xuất, nhà máy, khu công nghiệp, thương mại, toàn nhà cao tầng….), Tủ điện công nghiệp chịu được môi trường bụi, rung, hóa chất ăn mòn, nước, nhiễu cao, công suất lớn…từ mạng điện lưới hạ thế đến cao thế. Còn đối với các tủ điện dân dụng thì đơn giản là các tủ điện đơn sử dụng mạng điện hạ thế 220VAC, 1 pha, 50Hz, công suất thấp, tiêu chuẩn lắp tủ điện cũng không khắt khe thường áp dụng đến chuẩn IP25, giá tiền tủ điện do đó thấp hơn so với các tủ điện công nghiệp. Tuy nhiên sự phân biệt này cũng mang tính chất tương đối, nhấn mạnh 1 điểm là tủ điện công nghiệp phải được thiết kế và lắp ráp theo các tiêu chuẩn công nghiệp mà quốc tế đưa ra, cụ thể như sau:

(1)   Điện thế vào/ra: 1 pha 220VAC và 3 pha 380VAC, dòng điện định mức: 10 ÷ 6300A, dòng cắt: 5 ÷ 100kA, tần số: 50/60Hz.

(2)   Tiêu chuẩn lắp tủ: IEC 60439-1: áp dung cho lắp ráp tủ điện, IEC 60947-2: áp dụng cho thiết bị đóng cắt hạ thế, IEC 61641: Tiêu chuẩn ngăn ngừa sự cố hồ quang, IEC 60529: Tiêu chuẩn về cấp bảo vệ.

(3)   Vỏ tủ điện công nghiệp: Tủ điện có thể có 1 hay 2 lớp cửa, bề mặt sơn tĩnh điện hay nhuộm, vật liệu là thép cán nguội, thép cán nóng, tráng kẽm, Inox, dầy 1-3mm, có thể lắp trên sàn hay treo tường. Thanh đồng cái được chế tạo bằng vật liệu đồng đỏ có độ dẫn điện cao. Có thể sử dụng vật liệu bằng nhôm. Hệ thống giá đỡ được chế tạo tờ vật liệu cách điện tổng hợp có sợi thủy tinh để chống cháy.

(4)   Kích thước tủ (H x W x D):

Loại 1: 2200 x 1800 x 800 mm

Loại 2: 2000 x 1600 x 600 mm

Loại 3: 1800 x 1200 x 500 mm 

Loại 4: 1050 x 600 x 400 mm

Loại 5: 1000 x 500 x 320 mm

Loại 6: 1000 x 490 x 300 mm

(5)   Cấp bảo vệ IP (ingress protection): là tiêu chuẩn của lớp vỏ tủ/máy bảo vệ thiết bị chống xâm nhập của bụi bẩn và nước. Cấp bảo vệ thường được ký hiệu bằng "IP" và theo sau với 2 con số chỉ mức độ bảo vệ của lớp vỏ, trong đó:

-    Số thứ thứ nhất bảo vệ khỏi sự xâm nhập của các thể rắn, bụi: 0 (không bảo vệ), 1 (Các vật thể có đường kính lớn hơn 50mm), 2 (Các vật thể có đường kính lớn hơn 12mm), 3 (Các vật thể có đường kính lớn hơn 2.5mm), 4 (Vật thể có kích thước nhỏ nhưng đường kính lớn hơn 1mm), 5 (Không bảo vệ hoàn toàn, nhưng lượng bụi xâm nhập không ảnh hưởng đến sự hoạt động của thiết bị), 6 (Bảo vệ hoàn toàn trước sụ xâm nhập của bụi).

-    Chỉ số thứ 2 bảo vệ khỏi sự xâm nhập của nước và các loại chất lỏng: 0 (không bảo vệ), 1 (Nước nhỏ thẳng đứng), 2 (Nước phun theo góc dưới 15 độ từ phương thẳng đứng), 3 (Nước phun theo góc dưới 60 độ từ phương thẳng đứng), 4 (Nước phun theo tất cả các hướng), 5 (Vòi phun nước áp suất thấp từ tất cả các hướng), 6 (Vòi phun áp suất cao tất cả các hướng), 7 (Bị nhúng nước tạm thời 15cm đến 1m), 8 (Chìm trong nước thời gian dài, áp suất cao).

-    Trường hợp IP có thể đi kèm với chỉ số thứ 3 khi chỉ độ chắc chắn của lớp vỏ bảo vệ chống lại lực tác động từ bên ngoài: 0 (không bảo vệ), 1(chịu lực tác động của vật 150g thả từ độ cao 15cm), 2 (chịu lực tác động của vật 250g thả từ độ cao 15cm), 3 (chịu lực tác động của vật 250g thả từ độ cao 20cm), 4 (chịu lực tác động của vật 500g thả từ độ cao 40cm), 5 (Tác động của vật 610g thả từ độ cao 1m), 6 (Tác động của vật 2000g thả từ độ cao 1m).

XEM THÊM NGAY

Tủ điện phân phối và ứng dụng

Tủ điện phân phối là gì?

Tủ điện phân phối là một bộ phận không thể thiếu trong bất kỳ công trình công nghiệp hay dân dụng nào, từ nhà máy điện đến các trạm biến áp, hệ thống truyền tải phân phối đến các hộ tiêu thụ điện. Nó được dùng làm nơi để lắp đặt và bảo vệ cho các thiết bị đóng cắt điện và thiết bị điều khiển, là nơi đầu nối phân phối điện cho công trình, đảm bảo cách ly những thiết bị mang điện với người sử dụng điện trong quá trình vận hành.

Trung tâm Actech chuyên đào tạo: khóa học điện tử cơ bản, khóa học thiết kế tủ điện,khóa học lập trình plc s7 200, khóa học vi điều khiển pic....

Tủ điện phân phối được chia thành 2 loại là Tủ điện phân phối tổng (MSB) và Tủ điện phân phối (DB).

1. Tủ điện phân phối tổng (MSB)

Tủ điện phân phối MSB

Tủ điện phân phối MSB (Main Distribution Switchboard) là loại tủ điện được lắp đặt ngay sau các trạm hạ thế (từ 15kV xuống 380VAC), chức năng chính của tủ MSB là đóng cắt, bảo vệ an toàn cho hệ thống điện phụ tải. Dòng điện định mức có thể đến 6300A. Tủ được thiết kế nhiều ngăn, mỗi ngăn tủ được thiết kế với chức năng riêng biệt như: ngăn chứa ACB/MCCB tổng, ngăn chứa các MCCB/MCB ngõ ra tải, ngăn chứa tụ bù, ngăn chứa khối chuyển nguồn ATS, giám sát từ xa thông qua GPRS…. Tủ MSB được thiết kế và lắp ráp theo tiêu chuẩn IEC60439-1, áp dụng cấp bảo vệ IP42 cho tủ điện đặt trong nhà và IP54 cho tủ điện đặt ngoài trời.

Ứng dụng

Tủ điện phân phối tổng được sử dụng trong các mạng điện hạ thế và là thành phần quan trọng nhất trong mạng phân phối điện. Tủ điện này được lắp đặt tại phòng kỹ thuật điện tổng của các công trình công nghiệp như nhà máy, xưởng công nghiệp, trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng, chung cư, bệnh viện, trường học, cảng, sân bay… Nó được đăt sau các trạm hạ thế và trước các tủ điện phân phối (DB). 

2. Tủ điện phân phối (DB)

Tủ điện phân phối DB

Tủ điện phân phối DB (Distribution Board) là tủ phân phối được sử dụng trong các mạng điện hạ thế. Vị trí của tủ DB thường là sau các tủ phân phối tổng (MSB) tại các nút. Dòng điện định mức có thể đến 1000A, cung cấp điện cho 1 nhóm thiết bị hoặc thiết bị đầu cuối (máy bơm, động cơ, máy móc...). Nó là loại tủ điện nhỏ nhất, nó đặt gần các phụ tải, bên trong tủ chỉ bao gồm MCB/RCCB, đèn báo pha, cầu chì. Một số tủ đặc biệt có gắn đồng hồ kWh, Amper kế, Volt kế, bảo vệ mất pha, tụ bù...

Ứng dụng

Tủ phân phối DB thường lắp đặt tại phòng vận hành của các công trình công nghiệp, nhà máy, xưởng công nghiệp, trung tâm thương mại, chung cư…

XEM THÊM NGAY

Khám phá bộ điều khiển logic khả trình PLC

Bộ điều khiển logic khả trình PLC

Trong một điều tra gần đây nhất, với sự hợp tác cùng Reed Research, 548 người được hỏi đã chứng minh rằng PLC hiện đại đã đáp ứng được yêu cầu của họ. Trong đó, 57% sử dụng PLC cho các yêu cầu trong nhà máy và 22% sử dụng để bán lại. 21% còn lại mua chúng phục vụ cả hai mục đích trên. Các loại PLC sử dụng cho các ứng dụng này có số I/O rất khác nhau về số lượng các điểm I/O mà chúng điều khiển. Chủng loại đa dạng chỉ ra rằng kỹ sư điều khiển hầu hết đang sử dụng PLC loại nhỏ, có thể điều khiển từ 15 đến 128 điểm I/O, chiếm đến 38,7% số lượng PLC. PLC cỡ vừa, điều khiển từ 128 đến 512 điểm I/O, chiếm 32,7%, và PLC cỡ lớn hơn có thể thực hiện tới trên 512 điểm I/O, chiếm tới 18,4%. Được sử dụng ít nhất là PLC loại nano, điều khiển dưới 15 điểm I/O, chiếm khoảng 10,4%. Nói chung, PLC thực hiện điều khiển từ 15 đến 512 điểm I/O chiếm khoảng gần ¾ các thiết bị được bán ra.

Trung tâm Actech chuyên đào tạo: khóa học điện tử cơ bản, khóa học thiết kế tủ điện, khóa học lập trình plc s7 200, khóa học vi điều khiển pic....

Khám phá bộ lập trình plc

       Còn với PAC, bước phát triển của PLC, chúng ta sẽ khám phá ứng dụng của nó. Trong bài nghiên cứu năm ngoái, 44% người sử dụng đang xem xét sử dụng PC bền vững thay cho một PLC. Thậm chí với các tính năng tiên tiến của PAC, con số các kỹ sư điều khiển đưa ra xem xét để sử dụng giảm xuống đến 31%. Tương tự như vậy, kỹ sư điều khiển đang đưa ra xem xét liệu có thể sử dụng PAC trong các ứng dụng mới hay nâng cấp. Những người trả lời phỏng vấn cho biết rằng họ sẽ sử dụng PAC trong tương lai, hầu hết (75%) cho biết họ sử dụng để bổ sung cho PLC của họ. Số còn lại cho biết họ sẽ sử dụng chúng để thay thế PLC .

Lựa chọn kết nối mạng

       Ứng dụng quan trọng của PLC xuyên suốt ngành tự động hóa. Đúng như mong đợi, ứng dụng trong điều khiển máy móc vẫn phổ biến hơn cả (82%). Theo sau lần lượt là: điều khiển quá trình (74%), điều khiển chuyển động (55%), điều khiển mẻ (31%), các ứng dụng chẩn đoán (25%). Ứng dụng an toàn của PLC chỉ chiếm 1% (thấp nhất).

       Các phương pháp tương tác với hệ thống điều khiển khác là yếu tố quan trọng đối với sự linh hoạt của PLC hiện đại. Theo những người được hỏi, tương tác với mạng của họ là ứng dụng cơ bản khi sử dụng PLC (69%), với 31% được sử dụng như những thiết bị độc lập. Trong những thiết bị được sử dụng trong mạng, hầu hết được sử dụng với máy tính cá nhân hoặc PAC, ngang bằng với số lượng được kết nối với các PLC khác. Số lượng nhỏ nhất, hơn khoảng 5% so với các bộ phận nối mạng khác, được kết nối với các hệ thống điều khiển phân tán.

       Các Protocol kết nối mạng PLC cũng đem lại độ linh hoạt không giới hạn cho kỹ sư điều khiển. Mặc dù có các thói quen sử dụng rõ ràng như Ethernet, Serial RS-232/RS-485, và 4-20 mA, danh sách các protocol nối mạng được sử dụng còn dài. Sau đây là một số các thí dụ tiêu biểu:

                       DeviceNet

                       Allen-Bradley Remote I/O

                       Modbus

                       ControlNet

                       Wireless protocol

                       Profibus

                       HART

       Ngôn ngữ lập trình PLC cũng được sử dụng linh hoạt, nghiên cứu cũng chỉ ra những xu hướng rõ ràng trong lựa chọn. Các phương pháp lập trình ladder diagram (96%) và function block (50%) đứng đầu danh sách này. Chúng còn giữ vị trí như năm 2005 (xem biểu đồ). Rõ ràng, lập trình ladder diagram sẽ khó mà bị đánh bật khỏi vị trí độc tôn, bên cạnh việc ngôn ngữ lập trình function block đã có những bước tiên vượt bậc trong một vài năm gần đây. Structured text cũng đã có bước tiến nhảy vọt khi chuyển từ vị trí thứ 6 năm 2005 với 13% lên vị trí thứ 3 năm 2007 với 24%. Lập trình C là kẻ thất bại nặng nền nhất, giảm từ vị trí thứ 4 năm 2005 xuống còn thứ 6 năm nay. Lập trình instruction list cũng không khá hơn khi rơi từ vị trí thứ 5 xuống vị trí thứ 7 trong cùng giai đoạn này.

        Quá trình lựa chọn PLC không bao giờ là một nhiệm vụ dễ dàng. Tuy nhiên, có rất nhiều đặc điểm rất quan trọng khi xác định, giới thiệu và mua 1 PLC. Theo những người trả lời trong survey này, hỗ trợ truyền thông xếp ở vị trí đầu tiên. Tính năng PID, thời gian quét nhanh, toàn bộ tính năng bộ nhớ, khả năng hỗ trợ chuyển động, bộ nhớ có thể di chuyển, và các tính năng không dây.

       Liệu kỹ sư điều khiển có nghĩ rằng họ đang có được những gì mà mình mong muốn từ nhà cung cấp PLC? Những khách hàng cảm thấy thỏa mãn chiếm đến 95% những người trả lời, chỉ còn 5% kêu ca phàn nàn. Hai đánh giá rất đơn giản từ nhiều người trả lừoi cho survey đã tổng kết cảm nhận của họ về quá trình lựa chọn PLC. Với kỹ sư đầu ngành, “tiêu chuẩn hóa” và “không mua thêm những PLC phức tạp hơn cần thiết” là những tiêu chí quan trọng trong quá trình lựa chọn.

Khi mua PLC, bạn cần cân nhắc điều gì?

       Mặc dù có đến 53% số lượng người trả lời cho rằng việc mua PLC sẽ duy trì trong năm tới, thị trường dường như vẫn còn nhôn nhịp. Việc mua sắm hàng công nghiệp vẫn duy trì mạnh mẽ và 38% số người tham gia survey dự đoán rằng việc mau bán PLC sẽ tăng lên trong tương lai (trên 12 tháng tới). Và đặc điểm nào được cho là sẽ quy định việc mua sắm trong tương lai? Đặc điểm sau đây là những tính năng rất quan trọng được sắp xếp theo trật tự giảm dần:

Phần mềm lập trình đa năng sử dụng cho nhiều nền tảng phần cứng

                  PLC với nhiều hệ thống phụ I/O từ xa

                  PLC với modul I/O tích hợp

                  PLC I/O nối mạng với PC

                  Xử lí và I/O dự phòng

                  Vi PLC

                 PLC Web bao gồm công cụ khai báo e-mail/phone và cảnh báo

                  PLC với xử lí PC

                  PLC nano

                  Điều khiển PC mạnh mẽ với phần mềm logic linh hoạt

                  Công cụ cài đặt.

       “Không nên tìm kiếm phần cứng có chi phí thấp; bởi việc đào tạo lại về phần mềm lập trình sẽ rất tốn kém. Lấy hai nhà cung cấp và so sánh” là một hình thức trả lời phổ biến.

       Một kỹ sư điều khiển khác thì cho rằng, “Đó là phần mềm lập trình. Sự khác nhau giữa các nhà cung cấp về khả năng sử dụng của phần mềm lập trình là bộ vi phân lớn hơn so với các đặc điểm phần cứng”. Cuối cùng, một số người tham gia đã rút ra kết luận, “Ngôn ngữ lập trình tiêu chuẩn thực sự là một yếu tố cực kỳ quan trọng”.

XEM THÊM NGAY

Tìm hiểu về mạch chỉnh lưu và ổn áp

Mạch chỉnh lưu điện xoay chiều

Bộ nguồn trong các mạch điện tử 

Trong các mạch điện tử của các thiết bị như Radio -Cassette, Âmlpy, 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

Trung tâm Actech chuyên đào tạo: khóa học điện tử cơ bản, khóa học thiết kế tủ điện, khóa học lập trình plc s7 200, khóa học vi điều khiển pic....

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.

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.

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.

Mạch lọc và mạch chỉnh lưu bội áp

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

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

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.

Mạch ổn áp cố định

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

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.

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.

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

Mạch ổn áp tuyến tính (có hồi tiếp)

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.

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.

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 .

XEM THÊM NGAY

Tìm hiểu về Mosfet - Điện tử cơ bản

Giới thiệu về Mosfet 

Mosfet là Transistor hiệu ứng trường ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ) là một Transistor đặc biệt có cấu tạo và hoạt động khác với Transistor  thông thường mà ta đã biết, Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện, là linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợn cho khuyếch đại các nguồn tín hiệu yếu, Mosfet được sử dụng nhiều trong các mạch nguồn Monitor, nguồn máy tính.

Transistor hiệu ứng trường Mosfet

Trung tâm Actech chuyên đào tạo các khóa: điện tử cơ bản, thiết kế tủ điện, lập trình PLC S7 200, vi điều khiển pic....

Cấu tạo và ký hiệu của Mosfet

Sơ đồ chân tương đương

Ký hiệu và sơ đồ chân tương đương

giữa Mosfet và Transistor

* Cấu tạo của Mosfet.

Cấu tạo của Mosfet ngược Kênh P

G : Gate gọi là cực cổng

S : Source  gọi là cực nguồn

D : Drain gọi  là cực máng

Mosfet kện N có hai miếng bán dẫn loại P đặt trên nền bán dẫn N, giữa hai lớp P-N được cách điện bởi lớp SiO2 hai miếng bán dẫn P được nối ra thành cực D và cực S, nền bán dẫn N được nối với lớp màng mỏng ở trên sau đó được dấu ra thành cực G.

Mosfet có điện trở  giữa cực G với cực S và giữa cực G với cực D  là vô cùng lớn , còn điện trở giữa cực D và cực S phụ thuộc vào  điện áp chênh lệch giữa cực G và cực S ( UGS )

Khi điện áp UGS = 0 thì điện trở RDS rất lớn, khi điện áp UGS > 0  => do hiệu ứng từ trường làm cho điện trở RDS giảm, điện áp UGS càng lớn thì điện trở RDS càng nhỏ.

Nguyên tắc hoạt động của Mosfet

Mạch điện thí nghiệm.

Mạch điện thí nghiệm Mosfet

Mạch thí nghiệm sự hoạt động của Mosfet

Thí nghiệm : Cấp nguồn một chiều UD qua một bóng đèn D vào hai cực D và S của Mosfet Q (Phân cực thuận cho Mosfet ngược) ta thấy bóng đèn không sáng nghĩa là không có dòng điện đi qua cực DS khi chân G không được cấp điện.

Khi công tắc K1 đóng, nguồn UG cấp vào hai cực GS làm điện áp UGS > 0V => đèn Q1 dẫn => bóng đèn D sáng.

Khi công tắc K1 ngắt, điện áp tích trên tụ C1 (tụ gốm) vẫn duy trì cho đèn Q dẫn => chứng tỏ không có dòng điện đi qua cực GS.

Khi công tắc K2 đóng, điện áp tích trên tụ C1 giảm bằng 0 =>  UGS= 0V  => đèn tắt

=> Từ thực nghiệm trên ta thấy rằng : điện áp đặt vào chân G không tạo ra dòng GS như trong Transistor thông thường mà điện áp này chỉ tạo ra từ trường => làm cho điện trở RDS giảm xuống.

Đo kiểm tra Mosfet 

Một Mosfet còn tốt : Là khi đo trở kháng giữa G với S và giữa G với D có điện trở bằng vô cùng ( kim không lên cả hai chiều đo)  và khi G đã được thoát điện thì trở kháng giữa D và S phải là vô cùng.

Các bước kiểm tra như sau :

Các bước kiểm tra MosfetĐo kiểm tra Mosfet ngược thấy còn tốt.

Bước 1: Chuẩn bị để thang x1KW

Bước 2 : Nạp cho G một điện tích (để que đen vào G que đỏ vào S hoặc D)

Bước 3 :  Sau khi nạp cho G một điện tích  ta đo giữa D và S ( que đen vào D que đỏ vào S  ) => kim sẽ lên.

Bước 4 : Chập G vào D hoặc G vào S để thoát điện chân G.

Bước 5 : Sau khi đã thoát điện chân G đo lại DS như bước 3 kim không lên.=> Kết quả như vậy là Mosfet tốt.

Đo kiểm tra Mosfet

Đo kiểm tra Mosfet ngược thấy bị chập

Bước 1 : Để đồng hồ thang x 1KW

Đo giữa G và S hoặc giữa G và D nếu kim lên = 0 W là chập

Đo giữa D và S mà cả hai chiều đo kim lên = 0 W là chập  D S

Ứng dụng của Mosfet trong thực tế

Mosfet trong nguồn xung của Monitor

Mosfet được sử dụng làm đèn công xuất nguồn Monito

Trong bộ nguồn xung của Monitor hoặc máy vi tính, người ta thường dùng cặp linh kiện là IC tạo dao động và đèn Mosfet, dao động tạo ra từ IC có dạng xung vuông được đưa đến chân G của Mosfet, tại thời điểm xung có điện áp > 0V => đèn Mosfet dẫn, khi xung dao động = 0V Mosfet ngắt => như vậy dao động tạo ra sẽ điều khiển cho Mosfet liên tục đóng ngắt tạo thành dòng điện biến thiên liên tục chạy qua cuộn sơ cấp => sinh ra từ trường biến thiên cảm ứng lên các cuộn thứ cấp => cho ta điện áp ra.

* Đo kiểm tra Mosfet trong mạch.

Khi kiểm tra Mosfet trong mạch , ta chỉ cần để thang x1W và đo giữa D và S => Nếu 1 chiều kim lên đảo chiều đo kim không lên => là Mosfet bình thường, Nếu cả hai chiều kim lên = 0 W là Mosfet bị chập DS.

XEM THÊM NGAY