IC ổn áp là gì?

IC ổn áp là một loại linh kiện điện tử được sử dụng trong các mạch điện có tác dụng ổn định điện áp, tức là dù cho đầu vào có thay đổi điện áp nhưng đầu ra vẫn giữ được mức điện áp ổn định cung cấp cho tải. Thông thường IC ổn áp sẽ có 3 chân. Một số IC ổn áp còn có những ưu điểm vượt trội như tản nhiệt, chống sét, bảo vệ ngắn mạch,...

Trong các mạch ổn áp, IC ổn áp cố định thường được dùng để ổn định điện áp. Cho dù điện áp đầu vào hay điều kiện tải có thay đổi thì chúng sẽ cung cấp điện áp đầu ra ở mức cố định. Với ứng dụng này chúng sẽ giúp các thiết bị hoạt động ổn định và bền bỉ, tránh các trường hợp gây hại đến thiết bị. 

Phân loại IC ổn áp 

IC ổn áp có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Một kiểu phân loại phổ biến là IC ổn áp 3 chân và IC ổn áp 5 chân. Một cách phổ biến khác để phân loại là IC ổn áp cố định (dương và âm), IC ổn áp có thể điều chỉnh (dương và âm).

• IC ổn áp dương cố định cung cấp một điện áp đầu ra dương cố định. Mặc dù có nhiều loại IC điều chỉnh, nhưng dòng IC ổn áp loại 78XX là phổ biến nhất. Hai chữ số cuối cùng trong số bộ phận chỉ ra điện áp đầu ra một chiều. Ví dụ 7812 là IC ổn áp +12V trong khi 7805 là IC ổn áp + 5V. Lưu ý rằng sê-ri 78XX cung cấp điện áp quy định cố định từ +5V đến +24V.

IC ổn áp 7805

• IC ổn áp âm cố định cung cấp một điện áp đầu ra âm cố định. Dòng 79XX của IC ổn áp âm thường được sử dụng cho mục đích này. Loại 79XX là điện áp âm, ngược với 78XX. Lưu ý dòng 79XX cung cấp điện áp quy định cố định từ –5V đến –24 V.

IC ổn áp âm 7915

• IC ổn áp có thể điều chỉnh là một loại IC ổn áp có điện áp đầu ra được điều chỉnh có thể thay đổi trong một phạm vi. Có hai biến thể giống nhau được gọi là IC ổn áp điều chỉnh dương và IC ổn áp điều chỉnh âm. LM317 là một ví dụ cổ điển của IC ổn áp điều chỉnh dương có điện áp đầu ra có thể thay đổi trong phạm vi từ 1,2V đến 57V. LM337 là một ví dụ về IC ổn áp điều chỉnh âm. LM337 là một bổ sung của LM317 tương tự về hoạt động và thiết kế, với sự khác biệt duy nhất là cực của điện áp đầu ra được điều chỉnh.

IC điều chỉnh áp LM317

• IC ổn áp đối xứng là cái loại IC ổn áp đối xứng này nó cho điện áp ra đối xứng, có cả điện áp âm và dương. Ví dụ IC RC 4195 cung cấp đầu ra DC +15V và –15V. INPUT là hai điện áp đầu vào thay đổi. Đầu vào dương có thể từ 18V đến 30V và đầu vào âm từ -18V đến -30V

Nguyên lý hoạt động của IC ổn áp

Một linh kiện đóng vai trò vô cùng quan trọng trong mạch ổn áp là diode Zener (diode ổn áp). Mạch ổn áp cơ bản nhất bao gồm một điện trở và một diode ổn áp: Khi cho dòng điện ngược cực qua nó, nó sẽ luôn ghim ở mức điện áp cố định.

Về cơ bản khi mắc điện trở với cực Catot của diode zener sau đó cấp dương nguồn vào điện trở cấp GND vào Anot. Kết quả, điện áp cấp vào 20V, điện áp đầu ra sẽ gần 15V. Nếu tăng điện áp đầu vào 25V thì điện áp vẫn ổn định và không chênh lệch nhiều.

Trên thực tế vì điện trở R có hạn dòng khá cao nên với những mạch điện tiêu thụ dòng điện lớn ta cần sử dụng thêm một transistor. Đây là mạch điện được sử dụng cực kỳ nhiều trên thực tế. Hoạt động của mạch điện như sau:

Điện áp tại chân B của transistor sẽ được ghim áp bằng mạch ổn áp vừa kể trên. Đặc biệt, transistor có một đặc tính dẫn rất hay đó là nó có điện áp thế tại chân B luôn cao hơn điện thế chân E khoảng 0.6V đây chính là điện áp rơi trên diode BE trong mô hình diode tương đương của transistor. Như thế nếu chúng ta cho điện áp đầu vào có dạng xV6 thì chúng ta sẽ có điện áp đầu ra VB rất là tròn.