Mạch Đóng Ngắt Theo Ngưỡng Điện Áp
Mạch đóng ngắt theo ngưỡng điện áp là một loại mạch điện tử đơn giản nhưng hữu ích, được thiết kế để bật hoặc tắt một tải điện dựa trên việc liệu điện áp đầu vào vượt quá một ngưỡng điện áp nhất định hay không. Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên khả năng so sánh điện áp đầu vào với một điện áp tham chiếu (ngưỡng). Khi điện áp đầu vào vượt quá ngưỡng này, mạch sẽ đóng, cho phép dòng điện chạy qua tải. Ngược lại, khi điện áp đầu vào thấp hơn ngưỡng, mạch sẽ ngắt, ngưng dòng điện đến tải.
Có nhiều cách để thiết kế mạch đóng ngắt theo ngưỡng điện áp, tùy thuộc vào yêu cầu về độ chính xác, tốc độ phản hồi và công suất tải. Một trong những phương pháp phổ biến nhất sử dụng bộ so sánh (comparator). Bộ so sánh là một mạch tích hợp (IC) so sánh hai điện áp đầu vào và đưa ra tín hiệu đầu ra tương ứng: cao nếu điện áp đầu vào dương lớn hơn điện áp đầu vào âm, và thấp nếu ngược lại. Trong mạch đóng ngắt, một điện áp tham chiếu được áp dụng vào một đầu vào của bộ so sánh, trong khi điện áp đầu vào được áp dụng vào đầu vào còn lại. Đầu ra của bộ so sánh sau đó được sử dụng để điều khiển một thiết bị chuyển mạch, như relay hoặc transistor, để bật hoặc tắt tải.
Ví dụ, một mạch đơn giản có thể sử dụng bộ so sánh LM393. Điện áp tham chiếu được thiết lập bằng cách sử dụng một điện trở phân áp. Khi điện áp đầu vào vượt quá điện áp tham chiếu, đầu ra của LM393 sẽ chuyển sang trạng thái cao (logic 1), kích hoạt relay hoặc transistor, từ đó đóng mạch và cấp điện cho tải. Ngược lại, khi điện áp đầu vào thấp hơn điện áp tham chiếu, đầu ra sẽ chuyển sang trạng thái thấp (logic 0), ngắt mạch và tắt tải.
Độ chính xác của ngưỡng điện áp phụ thuộc vào độ chính xác của điện áp tham chiếu và đặc tính của bộ so sánh. Để cải thiện độ chính xác, ta có thể sử dụng một mạch tham chiếu điện áp ổn định hơn, chẳng hạn như một mạch tham chiếu điện áp tích hợp. Tốc độ phản hồi của mạch phụ thuộc vào tốc độ phản hồi của bộ so sánh và các linh kiện khác trong mạch. Đối với các ứng dụng cần tốc độ cao, cần chọn các linh kiện có thời gian đáp ứng nhanh.
Mạch đóng ngắt theo ngưỡng điện áp có nhiều ứng dụng thực tế, như: hệ thống báo động (báo động khi điện áp nguồn vượt quá ngưỡng), điều khiển đèn đường (bật đèn khi trời tối, tắt đèn khi trời sáng), điều khiển máy bơm nước (bật bơm khi mực nước xuống dưới ngưỡng), và nhiều ứng dụng khác cần kiểm soát thiết bị dựa trên mức điện áp. Sự đơn giản, chi phí thấp và khả năng ứng dụng rộng rãi là những ưu điểm chính khiến mạch này được sử dụng phổ biến trong các hệ thống điện tử.