Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1. Khái niệm nguồn 1 chiều
Nguồn một chiều có nhiệm vụ cung cấp năng lượng một chiều cho
các mạch và các thiết bị điện tử hoạt động. Năng lượng một chiều của
nó tổng quát được lấy từ nguồn xoay chiều của lưới điện thông qua một
quá trình biến đổi được thực hiện trong nguồn một chiều.
Yêu cầu đối với loại nguồn này là điện áp ra ít phụ thuộc vào điện
áp mạng, của tại và nhiệt độ. Để đạt được yêu cầu đó cần phải dùng
các mạch ổn định (ổn áp, ổn dòng). Các mạch cấp nguồn cổ điển
thường dùng biến áp, nên kích thước và trọng lượng của nó khá lớn.
Ngày nay người ta có xu hướng dùng các mạch cấp nguồn không có
biến áp.
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

Page 1


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định

Sơ đồ tổng quát của mạch cấp nguồn.

1.2. Biến áp nguồn và chỉnh lưu
1.2.1. Biến áp nguồn
Biến áp nguồn làm nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều của mạng
điện thành điện áp xoay chiều có trị số cần thiết đối với mạch chỉnh
lưu và ngăn cách mạch chỉnh lưu với mạng điện xoay chiều về một
chiều.

Hình 1.1. Biến áp nguồn

Page 2


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
1.2.2. Chỉnh lưu
Các phần tử tích cực dùng để chỉnh lưu là các phần tử có đặc tuyến
Volt –

Ampe không đối xứng sao cho dòng điện đi qua nó chỉ đi qua nó chỉ đi
qua một chiều. Người ta thường dùng chỉnh lưu Silic, để có công suất
nhỏ hoặc trung bình cũng có thể dùng chỉnh lưu Selen. Để có công suất
ra lớn (>100W) và có thể điều chỉnh điện áp ra tùy ý, người ta dùng
Thyristor để chỉnh lưu.
Các sơ đồ chỉnh lưu thường gặp là chỉnh lưu nửa chu kỳ, sơ đồ
chỉnh lưu hai nửa chu kỳ, sơ đồ chỉnh lưu cầu mà trong đó sơ đồ chỉnh
lưu cầu có nhiều ưu điểm hơn cả.
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.

Hinh1.2 Dạng điện áp đầu ra của mạch chỉnh lưu bán chu kỳ.
Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ

Page 3


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ thường dùng 4 Diode mắc theo hình cầu (còn
gọi là mạch chỉnh lưu cầu) như hình dưới.

Hinh1.3: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.

Mạch chỉnh lưu nhân 2 .

Hinh1.4: Sơ đồ mạch nguồn chỉnh lưu nhân 2

Page 4


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
•

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
1.3. Lọc các thành phần xoay chiều
Trong các mạch chỉnh lưu nói trên điện áp hay dòng điện ra tải tuy
có cực tính không đổi, nhưng các giá trị của chúng thay đổi theo thời
gian một cách chu kỳ, gọi là sự đập mạch (gợn sóng) của điện áp hay
dòng điện sau chỉnh lưu.
Một cách tổng quát khi tải thuần trở, dòng điện tổng hợp ra tải là:
∞

∞

n =1

n =1

it = I 0 + ∑ An sin nω t + ∑ Bn cos nω t (A)
Trong đó I 0 là thành phần một chiều và

∞

∞

n =1

n =1

∑ An sin nω t + ∑ Bn cos nω t là

tổng các sóng hài xoay chiều có giá trị, pha và tần số khác nhau phụ
thuộc và loại mạch chỉnh lưu. Vấn đề đặt ra là phải lọc các thành phần

sóng hài này để cho it ít đập mạch, vì các sóng hài gây sự tiêu thụ năng
lượng vô ích và gây sự nhiễu loạn cho sự làm việc của tải.
Trong mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ thành phần một chiều I 0
tăng gấp đôi so với mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ, thành phần sóng hài cơ
bản (n=1) bị triệt tiêu, chỉ còn các sóng hài bậc từ n = 2 trở lên. Vì vậy
mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ đã có tác dụng lọc bớt sóng hài.
Người ta định nghĩa hệ số đập mạch K P của bộ lọc:
Page 5


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
Biên độ sóng hài lớn nhất của it (hay ut)
Kp
Giá trị trung bình của it (hay ut)
==+
+ thì chất lượng của bộ lọc càng cao.
K P càng nhỏ
+==
Người ta đã=tính toán rằng khi chỉnh lưu nửa chu kỳ K P = 1,58, khi
chỉnh lưu hai nửa chu kì K P = 0,667.
Để thực hiện nhiệm vụ lọc nói trên, các bộ lọc sau đây thường được
dùng
1.3.1. Lọc bằng tụ điện
Trường hợp này đã được nêu ra trong trường hợp tải điện dung của
mạch chỉnh lưu. Nhờ có tụ nối song song với tải, điện áp ra tải ít nhấp
nhô hơn.

C

Rt


Ur

Hình 1.5. Lọc bằng tụ điện
Do sự phóng và nạp tụ qua các 1/2 chu kỳ và do các sóng hài được
rẽ qua mạch C xuống điểm chung, dòng điện ra tải chỉ còn thành phần
một chiều và một lượng nhỏ sóng hài bậc thấp. Việc tính toán hệ số
đập mạch của bộ lọc dẫn tới kết quả:
KP =

2
ωCRt

Page 6


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
Nghĩa là tác dụng lọc càng rõ rệt khi C và R t càng lớn (R t tiêu thụ
dòng điện nhỏ). Với bộ chỉnh lưu dòng điện công nghiệp (tần số 50Hz
hay 60Hz), giá trị của tụ C thường có giá trị từ vài µF đến vài nghìn
µF (tụ hóa).

1.3.2. Lọc bằng cuộn cảm L
Mạch lọc bằng cuộn cảm L được biểu diễn như sau:

L
Rt

Ur


Hình 1.6. Lọc bằng cuộn cảm
Cuộn cảm L được mắc nối tiếp với tải R t nên khi dòng điện i t ra tải
biến thiên đập mạch, trong cuộn L sẽ xuất hiện sức điện động tự cảm
chống lại. Do đó làm giảm các sóng hài (nhất là các sóng hài bậc cao).
Về mặt điện kháng, các sóng hài bạc n có tần số càng cao sẽ bị cuộn
cảm L chặn càng nhiều. Do đó dòng điện ra tải chỉ có thành phần một
chiều I 0 và một lượng nhỏ sóng hài. Đó chính là tác dụng lọc của cuộn
L.
Hệ số đập mạch của bộ lọc dùng cuộn L là:

KP =

Rt
3ωL

Nghĩa là tác dụng lọc của cuộn L càng tăng khi R t càng nhỏ (tải
tiêu thụ dòng điện lớn). Vì vậy bộ lọc này thích hợp với mạch chỉnh
lưu công suất vừa và lớn. Giá trị của cuộn cảm L càng lớn thì tác dụng
càng tăng, tuy nhiên cũng không nên dùng L quá lớn, vì khi điện trở

Page 7


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
một chiều của cuộn L lớn, sụt áp một chiều trên nó tăng và hiệu suất
của bộ chỉnh lưu giảm.
1.4. Ổn định điện áp
1.4.1 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
Page 8


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
– 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.

Hình 1.7: 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

Page 9


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
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..

•

LA7805 IC ổn áp 5V

•

LA7808 IC ổn áp 8V

•

LA7809 IC ổn áp 9V

•

LA7812 IC ổn áp 12V

IC ổn áp LA7805

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…

Page 10


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định


Hình1.8 :Ứng dụng của IC ổn áp LA7805 và LA7808 trong bộ nguồn
đầu VCD
1.4.2. Mạch ổn áp tuyến tính (có hồi tiếp)
– Sơ đồ khối của mạch ổn áp có hồi tiếp .

Hình 1.9 :Sơ đồ khối của mạch ổn áp có hồi tiếp .
Page 11


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
* 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.

Page 12


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
Chương 2. THIẾT KẾ NGUỒN MỘT CHIỀU ỔN ÁP CÓ ĐIỆN ÁP
RA 5V CỐ ĐỊNH

Sơ đồ khối của khối nguồn:
IT
U1 ~

Biến áp


Mạch

U2 ~ chỉnh lưu

UT

Bộ lọc

UO1

Ổn áp một
chiều
(ổn dòng)

UO2
RT

Hình 2.1. Sơ đồ khối của một bộ nguồn hoàn chỉnh
Các tiêu chuẩn kỹ thuật của khối nguồn:
* Các tiêu chuẩn kỹ thuật của khối nguồn:
- Điện áp vào 220VAC/ 9VAC
- Điện áp ra 5 Vdc
- Dòng điện ra tải 1A.(hoặc hơn nếu mắc them transistor)
- Công suất cực đại 5 W.
2.1. Biến áp

Page 13



Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định

Ở đây do nguồn ổn áp được sử dụng ở lưới điện xoay chiều
(220V/9V - 50Hz) và công suất cực đại của nguồn là 5W (5V D C - 1A)
nên ta sử dụng một biến áp có điện áp vào 220V qua biế n á p biế n đổ i
cò n 9V và điện áp ra 5V, dòng ra 1A.
2.2. Mạch chỉnh lưu
Do những ưu điểm của mạch chỉnh lưu cầu như điện áp ra ít nhấp
nháy, điện áp ngược mà điôt phải chịu nhỏ hơn so với phương pháp cân
bằng nên ta sẽ chọn bộ chỉnh lưu cầu.

2.3. Bộ lọc nguồn

Page 14


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
Bộ lọc có nhiệm vụ san bằng điện áp một chiều dập mạch U T thu
được sau khối chỉnh lưu thành điện áp một chiều U O 1 ít nhấp nhô hơn.
Với những đặc điểm của phương pháp lọc bằng tụ điện như tính
đơn giản cũng như chất lượng lọc khá cao nên ở đây ta sẽ sử dụng
phương pháp lọc này cho khối nguồn.

2.4. Khối ổn áp
Theo yêu cầu thiết kế mạch ổn áp có điện áp ra thay đổi từ 0V
đến 5V nên ta sử dụng một IC ổn áp thông dụng là LM7805. Do
LM7805 chỉ cho điện áp ra trong dải 4.7V – 5.25V (với cách mắc thông
thường)

Page 15



Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
• Tổng quát về IC LM7805

Hình 2.2. IC ổn áp LM7805

LM 7805 là một IC ổn áp thông dụng được ứng dụng nhiều trong
thực tế với các ưu điểm như điện áp ra ổn định cũng như cách điều
chỉnh điện áp ra khá đơn giản (chỉ cần thay đổi giá trị một phân áp).
Một số đặc điểm thông số kỹ thuật cơ bản của LM 7805 như sau:
* 4.75V ≤ U O U T ≤ 5.25V.
∗ I O U T M A X = 1A.
∗ 7V ≤ U I N ≤ 20V.
∗ 5mA ≤ I O U T ≤ I O U T M A X .
Sơ đồ nguyên lý của LM7805 được trình bày như sau

Page 16


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định

Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý IC LM7805
Mạch sử dụng IC LM7805, với cách mắc thông thường (như hình
2.4) điện áp ra chỉ nằm trong khoảng 4.7V đến 5.25V.

Hình 2.4. Sơ đồ ổn áp dùng LM7805
Điện áp ra có thể điều chỉnh được nhờ thay đổi nhờ biến trở R.

Page 17



Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
Chương 3. TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ KĨ THUẬT VÀ LẮP RÁP
MẠCH THỰC TẾ
3.1. Khối biến áp

Hình 3.1. Biến áp nguồn
- Điện áp ra của mạch là 5V và chọn U v m i n = 9 V (tối thiểu là
lớn hơn 3V) và thêm phần dự phòng độ gợn sóng của tụ lọc, C l ọ c , mặt
khác phải cộng thêm một lượng điện áp rơi trên 2 diode chỉnh lưu, do
đó điện áp trên cuộn thứ cấp là:
U 2 = 9 + 0,7.2 = 10,4(V)
• Khi U l ư ớ i m i n = 200V (giá trị hiệu dụng) thì:
n1 U 1 U luoi 2 200 2
=
=
=
≈ 27,2
n2 U 2
U2
10,4
n1

● Chọn n = 27.
2
• Khi U l ư ớ i m a x = 240V (giá trị hiệu dụng) thì:
U 2 = U1

n2

1
= 240 2
≈ 13 (V)
n1
27

● Ta có dòng điện ra trên cuộn thứ cấp của máy biến áp:
Page 18


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
I 2 = 1A
● Do đó công suất mà biến áp cung cấp là:
P 2 = U 2 × I r = 13 × 1=13 (W)
● Giả sử tổn hao trên hai diode chỉnh lưu là 10% thì công suất thực
của biến áp là:
P2 =

13
=14,44 (W)
90%

● Dòng điện trên cuộn sơ cấp là:
I1 =

I2
1
=
= 0,037 (A)
27 27


● Để tính diện tích thiết diện của lõi biến áp ta dựa vào công thức:
S = ( 0,8 ÷ 1,3) P (cm 2 )
⇒ S = (0,8 ÷ 1,3) 14.44 ≈ 4 (cm 2 )

- Do đó ta lựa chọn thiết diện của lõi biến áp là 4 cm 2 và dùng các lá
thép Tôn-Silic mà không phải là một khối thép đặc để tránh dòng Fuco
chạy trên đó, gây tỏa nhiệt.
* Tính đường kính dây cuốn biến áp theo chỉ tiêu mật độ dòng
1A/mm 2 :
- Cuộn sơ cấp: I 1 = 0,037A
S1 =

0,037
I1
2
2 =0,037 (mm )
2 =
1A / mm
1A / mm

⇒ Đường kính dây cuốn biến áp trên cuộn sơ cấp:

d1 = 2

S1
0,037
=2
= 0,217 (mm)
Π

Π

- Cuộn thứ cấp: I 2 = 1A
S2 =

I2
1
=
= 1 (mm 2 )
2
2
1 A / mm
1A / mm

⇒ Đường kính dâp cuốn biến áp trên cuộn thứ cấp:

Page 19


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
d2 = 2

S2
1
=2
= 1,128 (mm)
Π
Π

* Tính số vòng dây của cuộn biến áp:

● Dựa vào tỷ số:

5
Vòng (n)
=
Volt (U ) S (cm 2 )

⇒ n1 = U1

5
S (cm 2 )

● Xét khi U l ư ớ i m a x = 240V thì số vòng dây trên cuôn sơ cấp là:
n1 =

5
5
= 240 = 300 (vòng)
2
4
S (cm )

● Số vòng dây trên cuộn thứ cấp là:
n2 =

n1
= 11 (vòng)
27

* Vậy ta lựa chọn biến áp có các đặc tính sau:

- Diện tích tiết diện lõi biến áp: S = 4 cm 2
- Đường kính dây cuốn biến áp:
+ Sơ cấp : d 1 = 0,217 mm

+ Thứ cấp: d 2 = 1,128 mm

- Số vòng dây cuốn biến áp:
+ Sơ cấp : n 1 = 300 vòng

+ Thứ cấp: n 2 = 11 vòng

3.2. Khối chỉnh lưu

Page 20


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định

Khi điện áp lưới có giá trị lớn nhất U l ư ớ i

max

= 240 V, điện áp

ngược đặt lên diode chỉnh lưu:
U ng = U 2 2 = U 1

n2
1
= 240 2

= 12,57 ≈ 13 (V)
n1
27

Dòng điện lớn nhất qua diode: I D = I 2 = 1A.
Hệ số gợn sóng (khi C t = 0) W = 0,49.
Tần số của điện áp ra bộ chỉnh lưu: 100Hz
Do đó ta lựa chọn diode chỉnh lưu loại: 1N4007

3.3. Khối lọc nguồn

Page 21


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
- Sau khi qua khối chỉnh lưu cầu thì tụ lọc cũng phải đảm bảo chịu
được điện áp lớn nhất là 13V. Do đó ta chọn một tụ lọc có U m a x =
15V
- Để xác định điện dung của tụ ta dựa vào độ gợn sóng sau khối
chỉnh lưu:
CL =

TCL
3Rt K gs

● Chọn độ gợn sóng sau khối chỉnh lưu là: K g s = 5% = 0,05.
● Chu kỳ chỉnh lưu:

TCL =


1
1
=
= 0,01 (s)
f CL 2.50

- Với U r = 5V:
⇒ Điện trở tải tương đương:

● Khi đó:

CL =

Rt =

Ur 5
= = 5Ω
Ir
1

TCL
0,01
=
≈ 0,013 (F)
3Rt K gs 3.5.0,05

⇒ Chọn tụ lọc 1000 µ F/15V

3.4. Khối phân áp lấy điên áp ra
- Để ổn định điện áp ra U r = 5VDC ta sử dụng IC ổn áp 7805 có giá

trị đầu ra dương là 5, với dòng tương đương là 1A
+ Với IC 7805: được dùng rất nhiều trong các mạch điện điều khiển
dùng để cấp nguồn ổn định cho mạch. Với ưu điểm là dễ ghép nối, dễ
thiết kế với chi phí thấp, nguồn đầu ra ổn định, nhược điểm của nó là
công suất đầu ra khá thấp và hoạt động không ổn định khi có nhiễu bên
ngoài. Hoạt động được ở dải nhiệt độ là 0 ÷ 125 o C

Page 22


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định

Hì nh 3.2. Hì nh ả nh củ a IC 7805
+ IC 7805 có 3 chân cho ta kết nối với nó:
● Chân 1 là nguồn đầu vào, chân 2 là GND, chân 3 là chân lấy điện
áp ra.
● Chân 1: đây là chân cấp nguồn đầu vào cho 7805 hoạt động. Dải
điện áp cho phép đầu vào lớn nhất là 40V.
●Chân 3: chân điện áp đầu ra: chân này cho chúng ta lấy điện áp
đầu ra ổn định 5V. Đảm bảo đầu ra ổn định luôn nằm trong khoảng từ
4,75V đến 5,25V.
+ Đảm bảo thông số: V i – V 0 > 3V. Thông số này phải luôn đảm bảo
khi cấp nguồn cho IC 7805. Tức là điện áp cấp vào cho 7805 phải nằm
trong khoảng 8V đến 40V. Nếu dưới 8V thì mạch ổn áp không còn tác
dụng. Thông thường người ta không bao giờ cấp nguồn 8V vào cả mà
người ta phải cấp nguồn lớn hơn ít nhất là gấp đôi nguồn đầu ra để
tránh trường hợp sụt áp đầu vào sinh ra nguồn đầu ra không ổn định
trong thời gian ngắn.
+ Đảm bảo tản nhiệt tốt cho IC 7805 khi chạy với tải. Khi công suất
tăng lên thì do 7805 là linh kiện bán dẫn công suất nên rất nóng khi

tải lớn. Để tránh hỏng linh kiện và cho linh kiện hoạt động trong nhiệt
độ bình thường thì phải tản nhiệt tốt.
Page 23


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định
+ Đèn báo nguồn:
● Để tín hiệu nguồn cho các điện áp ra ta dùng các Led đỏ : U r = 5V
dùng Led. Để tránh dòng qua Led lớn gây cháy Led ta dùng các điện
trỏ hạn dòng, ta chọ n R1=R2
R1 = R 2 =

U

r

− U LED 5 − 1,7
=
= 90Ω
I1
0,037

3.5. Transistor tăng dòng ra tải
Để tăng dòng ra cho nguồn ta sử dụng cách mắc như sau:

Hình 3.3. IC ổn áp dùng thêm transistor ngoài để tăng dòng sử dụng
Để dòng ra là 3A ta phải sử dụng một transistor có khả năng chịu
được dòng lớn hơn hoặc bằng 3A. Ở đây ta sẽ sử dụng transistor
TIP42C để kéo dòng vì dong ra của LM7805 tối đa là 1A.
Sơ đồ mạch ghép nối các khối và mô phỏng bằng Proteus


Page 24


Thiết kế khối nguồn một chiều ổn áp có điện áp ra 5v ổn định

Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý của mạch nguồn DC ổn áp có điện áp ra
5V
* Cá c linh kiệ n dù ng trong mạ ch:
- Biến áp 220VAC/ 9VAC.
- IC ổn áp 79805.
- Diode cầu.
- LED-RED.
- Tụ hóa: 1000uF.
- Điện trở 330K.
- Tụ gốm 104f
3.6. Kế t quả đề tà i
3.6.1 Nguyên tắ c hoạ t độ ng củ a mạ ch
- Trên đây là mạch nguồn ổn áp 5V khá đơn giản sử dụng IC 7805.
Công suất đầu ra khá thấp. Mạch được sử dụng nhiều trong các mạch

Page 25