Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– CHƯƠNG 2: CÁC MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN Mạch chỉnh lưu 1.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động mạch chỉnh lưu dòng điện xoay chiều * Tác dụng: Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều 1.2.Các mạch chỉnh lưu a Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ * Sơ đồ mạch điện D Rt Hình 2.1: Sơ đồ mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ Sơ đồ nắn dòng xoay chiều pha nửa kỳ sử dụng thực tế chất lượng điện áp chiều sau nắn trị số hiệu dụng điện áp chiều thấp đồng thời mấp mô nhiều * Nguyên lý làm việc Sơ đồ nắn dòng nửa kỳ pha sử dụng điốt nắn dòng cho dòng điện theo chiều: Ở nửa chu kỳ đầu: Dòng điện từ (+) máy phát đến (+) điốt qua phụ tải (-) máy phát Ở nửa chu kỳ sau: Nhờ có điốt nên khơng cho dòng điện qua phụ tải Vì dòng điện sau nắn nhiều mấp mô b Mạch chỉnh lưu cầu * Sơ đồ mạch điện Sơ đồ nắn dòng kỳ nguồn điện xoay chiều pha sử dụng phổ biến Trong hệ thống điện ôtô, máy kéo Sơ đồ dùng số phận rơle khống chế hệ thống điều khiển máy khởi động điện 79 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Hình 2.2: Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu * Nguyên lý làm việc Ở nửa chu kỳ đầu: Khi dương máy phát đặt vào điểm a, âm đặt vao điểm b có dòng điện từ : (+) máy phát đến (a) qua Đ1 qua Rt qua Đ3 (b) (-) máy phát Ở nửa chu kỳ sau: Khi dương máy phát đặt vào điểm (b), âm máy phát đặt vào điểm (a) có dòng điện từ (+) máy phát tới điểm (b) qua Đ2 qua Rt qua Đ4 (a) (-) máy phát c Mạch chỉnh lưu nhân Hình 2.3:Sơ đồ mạch chỉnh lưu nhân Để trở thành mạch chỉnh lưu nhân ta phải dùng hai tụ hoá trị số mắc nối tiếp, sau đấu đầu điện áp xoay chiều vào điểm hai tụ => ta thu điện áp tăng gấp lần Ở mạch trên, công tắc K mở, mạch trở dạng chỉnh lưu thơng thường Khi cơng tắc K đóng, mạch trở thành mạch chỉnh lưu nhân 2, kết ta thu điện áp tăng gấp lần 80 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mạch khuyếch đại 2.1.Sơ đồ nguyên lý hoạt động mạch khuyếch đại Mạch khuyếch đại sử dụng hầu hết thiết bị điện tử, mạch khuếch đại âm tần Cassete, Âmply, khuếch đại tín hiệu video Ti vi mầu v.v Mạch kuếch đại dùng tranzitor rời rạc dùng IC a Mạch IC khuếch đại thuật toán mạch khuếch đại dùng IC IC khuếch đại thuật toán viết tắt OA (Operational Amplifier) thực chất khuếch đại chiều gồm nhiều tầng, ghép trực tiếp, có hệ số khuếch đại lớn, có hai đầu vào đầu Quy ước kí hiệu khuếch đại thuật tốn (OA) Trong đó, đầu vào UVK gọi đầu vào không đảo, đánh dấu (+) Đầu vào UVĐ gọi đầu vào đảo, đánh dấu (-) Đầu Ura (+E) nguồn cung cấp điện dương, (-E) nguồn cung cấp điện âm Khi có tín hiệu đưa đến đầu vào khơng đảo tín hiệu dấu tín hiệu vào Khi có tín hiệu đưa đến đầu vào tín hiệu đảo tín hiệu ngược dấu với tín hiệu vào Đầu vào đảo thường dùng để hồi tiếp âm bên cho OA Hồi tiếp âm trích phần tín hiệu từ đầu cho quay đầu vào ngược pha với tín hiệu vào b Nguyên lý làm việc mạch khuếch đại điện áp dùng OA Sơ đồ khuếch đại dùng OA, mạch điện có hồi tiếp âm thơng qua Rht Đầu vào không đảo nối với điểm chung mạch điện, tức nơi mát Tín hiệu vào qua R1đưa đến đầu vào đảo OA Kết điện áp đầu ngược dấu với điện áp đầu vào khuếch đại Hệ số khuếch đại điện áp: Hình 2.4: Sơ đồ khuếch đại đảo dùng OA 2.2 Các loại mạch khuyếch đại Có ba loại mạch khuyếch đại : 81 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Khuếch đại điện áp: Là mạch ta đưa tín hiệu có biên độ nhỏ vào, đầu ta thu tín hiệu có biên độ lớn nhiều lần Mạch khuếch đại dòng điện: Là mạch ta đưa tín hiệu có cường độ yếu vào, đầu ta thu tín hiệu cho cường độ dòng điện mạnh nhiều lần Mạch khuếch đại công suất: Là mạch ta đưa tín hiệu có cơng suất yếu vào, đầu ta thu tín hiệu có cơng suất mạnh nhiều lần, thực mạch khuếch đại công suất kết hợp hai mạch khuếch đại điện áp khuếch đại dòng điện làm 2.3 Các chế độ hoạt động mạch khuếch đại Các chế độ hoạt động mạch khuếch đại phụ thuộc vào chế độ phân cực cho Transistor, tuỳ theo mục đích sử dụng mà mạch khuếch đại phân cực để KĐ chế độ A, chế độ B , chế độ AB chế độ C a Mạch khuếch đại chế độ A Là mạch khuếch đại cần lấy tín hiệu hồn tồn giống với tín hiệu ngõ vào Hình 2.5:Mạch khuếch đại chế độ A khuếch đại hai bán chu kỳ tín hiệu ngõ * Để Transistor hoạt động chế độ A, ta phải định thiên cho điện áp UCE ~ 60% ÷ 70% Vcc * Mạch khuếch đại chế độ A sử dụng mạch trung gian khuếch đại cao tần, khuếch đại trung tần, tiền khuếch đại v v b Mach khuếch đại chế độ B Mạch khuếch đại chế độ B mạch khuếch đại nửa chu kỳ tín hiệu, khuếch đại bán kỳ dương ta dùng transistor NPN, khuếch đại bán kỳ âm ta dùng transistor PNP, mạch khuếch đại chế độ B định thiên 82 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Hình 2.6:Mạch khuyếch đại chế độ B khuếch đại bán chu kỳ tín hiệu ngõ vào Mạch khuếch đại chế độ B thường sử dụng mạch khuếch đại công suất đẩy kéo công suất âm tần, công suất mành Ti vi, mạch công suất đẩy kéo, người ta dùng hai đèn NPN PNP mắc nối tiếp, đèn khuyếch đại bán chu kỳ tín hiệu, hai đèn mạch khuếch đại đẩy kéo phải có thơng số kỹ thuật nhau: * Mạch khuếch đại công suất kết hợp hai chế độ A B Hình 2.7:Mạch khuếch đại cơng suất Amply Q1 khuếch đại chế độ A, Q2 Q3 khuếch đại chế độ B, Q2 khuếch đại cho bán chu kỳ dương, Q3 khuếch đại cho bán chu kỳ âm c Mạch khuếch đại chế độ AB Mạch khuếch đại chế độ AB mạch tương tự khuyếch đại chế độ B, có định thiên cho điện áp UBE xấp xỉ 0,6 V, mạch khuếch đại nửa chu kỳ tín hiệu khắc phục tượng méo giao điểm mạch khuếch đại chế độ B, mạch sử dụng mạch công suất đẩy kéo 83 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– d Mạch khuyếch đại chế độ C Là mạch khuếch đại có điện áp UBE phân cực ngược với mục đích lấy tín hiệu đầu phần đỉnh tín hiệu đầu vào, mạch thường sử dụng mạch tách tín hiệu: Ví dụ mạch tách xung đồng ti vi mầu Hình 2.8:Ứng dụng mạch khuếch đại chế độ C mạch tách xung đồng Ti vi mầu 2.4.Các kiểu ghép tầng Khái niệm ghép tầng: Một thiết bị điện tử gồm có nhiều khối kết hợp lại, khối lại có nhiều tầng khuếch đại mắc nối tiếp với mắc nối tiếp thường sử dụng kiểu ghép sau: Ghép tầng qua tụ điện Ghép tầng qua biến áp Ghép tầng trực tiếp a Ghép tầng qua tụ điện Hình 2.9:Mạch khuếch đại đầu từ - có hai tầng khuếch đại ghép với qua tụ điện Ở sơ đồ mạch khuếch đại đầu từ đài Cassette, mạch gồm hai tầng khuếch đại mắc theo kiểu E chung, tầng ghép tín hiệu thơng qua 84 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– tụ điện, người ta sử dụng tụ C1, C3, C5 làm tụ nối tầng cho tín hiệu xoay chiều qua ngăn áp chiều lại, tụ C2 C4 có tác dụng thoát thành phần xoay chiều từ chân E xuống mass, C6 tụ lọc nguồn Ưu điểm mạch đơn giản, dễ lắp mạch sử dụng nhiều thiết bị điện tử, nhược điểm không khai thác hết khả khuếch đại Transistor hệ số khuếch đại khơng lớn Ở mạch khuếch đại âm tần, tụ nối tầng thường dùng tụ hố có trị s t 1àF ữ 10àF Trong cỏc mch khuch i cao tần tụ nối tầng có trị số nhỏ khoảng vài nanô Fara b Ghép tầng qua biến áp Hình 2.10:Tầng Trung tần tiếng Radio sử dụng biến áp ghép tầng Ở sơ đồ mạch trung tần Radio sử dụng biến áp ghép tầng, tín hiệu đầu tầng ghép qua biến áp để vào tầng phía sau Ưu điểm mạch phối hợp trở kháng tầng khai thác tối ưu hệ số khuếch đại, cuộn sơ cấp biến áp đấu song song với tụ để cộng hưởng mạch khuếch đại tần số cố định Nhược điểm: mạch hoạt động dải tần số rộng gây méo tần số, mạch chế tạo phức tạp chiếm nhiều diện tích c Ghép tầng trực tiếp Kiểu ghép tầng trực tiếp thường dùng mạch khuếch đại cơng suất âm tần 85 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Hình 2.11:Mạch khuếch đại cơng suất âm tần có đèn đảo pha Q1 ghép trực tiếp với hai đèn công suất Q2 Q3 Mạch điều khiển 3.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động mạch điều khiển điện tử 3.1.1 Nguyên lý mạch điều khiển điện tử: Bộ điều khiển biến đổi tín hiệu Uđk thành góc điều khiển  tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên van động lực Để xác định góc  Cần phải biết thông tin pha điện áp đặt lên van động lực Tức van điều khiển phải tạo xung đồng pha với điện áp đặt lên van động lực Bộ điều khiển sơ đồ chỉnh lưu pha không đối xứng thiết kế theo nguyen lý điều khiển dọc Bộ điều khiển gồm: Bộ tao xung cưa gọi điện áp tựa (RC) so sánh (SS) Tín hiệuđồng đồng Hình 2.12: Nguyên lý mạch điều khiển điện tử trình làm việc máy phát xung cưa URC, so sánh với tín hiệu điều khiển so sánh Hình 2.13: Sơ đồ tổng quát mạch điện tử điều khiển 86 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Tại thời điểm URC = Uđk, so sánh tạo xung mà vị trí trục thời gian phụ thuộc vào giá trị tín hiệu điều khiển 3.1.2 Nguyên lý mạch điều khiển tín hiệu: a Sơ đồ: Hình 2.14: Sơ đồ mạch báo hiệu bảo vệ điện BA: Biến áp hạ điện áp từ 220V để nuôi mạch điều khiển Đ1, C: Điốt tụ điện để biến đổi điện xoay chiều thành điện chiều nuôi mạch điều khiển VR, R1: Điện trở điều chỉnh ngưỡng tác động cho T1, T2 R3: điện trở tạo thiên áp cho T2 Đ2: điốt bảo vệ T1 T2 T1, T2: tranzitor điều khiển rơ le hoạt động K: rơ le đóng, cắt nguồn (điều khiển tiếp điểm K1, K2) theo nguyên lý bảo vệ điện áp làm mạch bảo vệ điện áp thấp b Hoạt động: Bình thường điện áp 220V rơ le K không hút, tiếp điểm thường đóng K1 đóng điện cho tải Khi điện áp vào tăng cao, biến trở VR nhận tín hiệu điện áp vượt ngưỡng làm việc điốt ổn áp Đo, điốt ổn áp cho phép dòng điện chạy qua Hai tranzitor T1 T2 nhận tín hiệu dòng điện chạy từ điốt ổn áp, khuếch đại dòng điện này, cấp cho cuộn dây rơ le (K) Rơ le tác động làm mở tiếp điểm thường đóng K1, cắt điện tải; đóng tiếp điểm thường mở K2 cho đèn hiệu (ĐH) sáng, chuông kêu báo hiệu điện áp qúa cao nên căt điện 3.2 Các loại mạch điều khiển 3.2.1 Mạch điều khiển điện áp 87 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– a Sơ đồ: Gồm máy phát điện, điều áp IC, đèn báo nạp, khoá điện, ắc quy b Hoạt động: Bộ điều chỉnh IC đa chức sử dụng phần lớn xe đặc biệt xe dòng Toyota Bộ điều chỉnh kiểu M bao gồm IC ghép chứa mạch tổ hợp khối đơn (M.IC) Đối với tiết chế kiểu M IC có chức phát hở mạch cuộn rô to cho đèn báo nạp hệ thống nạp đơn giản Hình 3.15: Mạch điều chỉnh điện áp máy phát IC - Khi bật khoá điện trạng thái ON, động tắt Khi bật khoá điện trạng thái ON cấp điện áp ắc quy đến cực IG tiết chế IC Điện áp phát M.IC Tr1 mở làm dòng kích từ ban đầu chạy đến cuộn rô to qua ắc quy cực B Để giảm dòng điện phóng qua ắc quy bật khố điện, MIC giữ dòng kích từ giá trị nhỏ khoảng 0,2A cách bật tắt gián đoạn Tr1 Do việc phát điện chưa bắt đầu nên điện áp cực P Điện áp M.IC phát hiện, tắt Tr1, bật Tr2 làm cho đèn báo nạp bật sáng (hình vẽ).Dòng điện phát máy phát (thấp điện áp tiêu chuẩn) Khi máy phát bắt đầu phát điện điện áp cực P tăng, M.IC chuyển Tr1 từ trạng thái tắt mở gián đoạn sang trạng thái mở liên tục làm cho dòng kích thích đủ lớn cung cấp từ ắc quy đến cuộn rơ to Vì dòng điện phát tăng đột ngột Khi điện áp P tăng, M.IC tắt Tr2 bật Tr1 sau khơng có chênh lệch điện áp nên đèn báo nạp tắt (hình vẽ) 88 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– CHƯƠNG 3: CÁC MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN TRONG Ô TÔ 1.Mạch chỉnh lưu cầu ba pha 1.1 Sơ đồ: Mạch chỉnh lưu cầu ba pha (Hình 3.1) sơ đồ cầu nắn điện pha Mỗi pha nắn hai nửa chu kỳ, điện áp nắn điện áp dây, có nửa chu kỳ nắn qua phụ tải dòng điện chiều Điện áp chỉnh lưu ba pha (Hình 3.2) Hình 3.1: Mạch chỉnh lưu cầu pha 1.2 Nguyên lý hoạt động Giả sử thời điểm điện áp tức thời pha A lớn nhất, điện dương Dòng điện tải sau: Pha A điốt  phụ tải mát điốt 4,6 để pha C pha B  điểm 0. pha A Thời điểm pha A nhỏ nhất, dòng điện tải để pha A  pha B điốt pha C điốt  tải mát điốt  pha A  Hình 3.2: Dòng điện pha chưa chỉnh lưu chỉnh lưu Mạch điều khiển điện áp máy phát điện 2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động a Sự cần thiết phải có điều chỉnh điện - Tất phụ tải Ơtơ có hiệu điện định mức dòng điện định mức nên đòi hỏi nguồn cung cấp phải ổn định 92 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– - Điện áp máy phát phụ thuộc vào tốc độ quay trục khuỷu nên không ổn định - Trong trình làm việc ơtơ tốc độ quay trục khuỷu thay đổi nhiều lý khác nhau: Chính làm cho điện áp thay đổi theo: Trong q trình làm việc tải máy phát khơng Tất phụ tải Ơtơ làm việc nên dòng cung cấp phải lớn, có lúc tải làm việc Ngoài hệ thống điện Ôtô thường xảy cố chạm chập Vậy hệ thống cung cấp điện cần có điều chỉnh điện để giữ cho điện áp máy phát dòng điện máy phát, phát ổn định phạm vi khơng vượt q giá trị quy định Vì điều chỉnh điện tối cần thiết b Nguyên lý chung để điều chỉnh tự động điện áp Khi làm việc điện áp máy phát phát có giá trị: U mp =E- IƯ RƯ Trong đó: Iư: Dòng máy phát phát RƯ: Tổng trở mạch phần ứng Vì RƯ nhỏ nên IƯ Rư nhỏ coi : Ump=E- IƯRƯ = Ke n ( Ke = const) Ke: Hệ số kết cấu máy phát n: Tốc độ quay trục máy phát Phụ thuộc vào tốc độ quay động Vì khơng thể điều chỉnh theo ý muốn  : Từ thơng kích từ máy phát  = Ikt Wkt / Rkt Wkt : Số vòng dây cuộn kích từ ( Wkt = const) Rkt: Điện trở cuộn dây kích từ ( Rkt = const ) Ikt: Dòng điện kích từ Là dòng đưa vào cuộn dây kích từ điều chỉnh Vì muốn thay đổi điện áp phát máy phát người ta tìm cách thay đổi dòng kích từ Đó ngun lý chung điều chỉnh tự động điện áp Ikt tăng,  tăng, U mp tăng tỷ lệ Ump tăng cao, tìm cách giảm Ikt Khi Umpthấp, tìm cách tăng Ikt 93 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2.2 Các loại mạch điều chỉnh điện áp máy phát điện a Bộ điều chỉnh điện bán dẫn có tiếp điểm PP 362 - Sơ đồ chung hệ thống Hình 3.2: Sơ đồ cấu tạo điều chỉnh điện bán dẫn có tiếp điểm PP 362 1-Rơ le điện áp (PA) - Rơ le bảo vệ(PB) - Điôt cách ly(Đc) - Tranzito(T) - Cọc nối đén cơng tắc đánh lửa khố điện(BZ) - Cọc (KT) để nối đến cực (KT) máy phát điện - Cọc đấu dây vào vỏ máy(M) - Sơ đồ cấu tạo sơ đồ nguyên lý + - Hình 3.3 Sơ đồ cấu tạo sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện PP 362 Bộ điều chỉnh điện PP 362 gồm phận chủ yếu sau : - Rơ le điều chỉnh điện áp kiểu bán dẫn có tiếp điểm PA 94 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– - Rơ le bảo vệ PB Rơle điều chỉnh điện áp rơ le bảo vệ đặt hộp có ba cực: cực B(BZ) để nối đến công tắc đánh lửa khoá điện cực B máy phát điện, cực KT để nối đến cực KT máy phát điện cực M nối mát Rơ le điều chỉnh điện áp PA có cấu tạo phần học giống rơ le điều chỉnh điện áp kiểu cũ Chỉ có cuộn dây từ hoá PA0 lõi thép Điện trở phụ RP gồm hai điện trở ghép song song Điện trở điều hoà nhiệt RNvà điện trở tăng nhanh Rtn khung nhôm đặt mặt đế máy Tiếp điểm PA cắt nối dòng điện điều khiển Tranzistor có trị số nhỏ (khơng q 0,4 A ), cắt nối dòng điện kích thích máy phát điện có trị số cực đại tới 3,5 A Tranzistor đảm nhiệm Điện trở RB gồm bốn điện trở mắc song song Điốt hồi tiếp Đht điốt bảo đảm cho Tranzito đóng tích cực Điốt ĐB để bảo vệ Tranzito khỏi sức điện động tự cảm cuộn dây kích từ Điốt cách ly Đ c làm nhiệm vụ cách ly tiếp điểm PA máy điều chỉnh điện áp cuộn dây giữ PBG rơle bảo vệ Rơle bảo vệ PB có cấu tạo phần học giống rơle điện áp, khác số lượng cách bố trí cuộn dây Rơle bảo vệ gồm có ba cuộn dây cuộn dây PB0, cuộn dây phụ PBp cuộn dây giữ PBG Hai cuộn PB0 PBG chiều, cuộn PBp ngược chiều với hai cuộn - Nguyên lý làm việc Khi số vòng quay động thấp điện áp máy phát điện chưa đạt trị số định mức, lực từ hoá cuộn dây PAo sinh chưa đủ lớn rơle điện áp PA chưa tác động tiếp điểm PA vị trí mở Điện áp điều khiển qua điện trở RB đưa đến cực gốc B Tranzistor làm Tranzistor mở có dòng điện lớn qua cuộn dây kích thích theo chiều : Từ cực dương nguồncông tắc K(BZ)  Điốt hồi tiếp Đhttiếp giáp EC Tranzitocuộn PB0 rơle bảo vệ cuộn kích thíchKT mát Dòng điện kích thích lớn làm tăng điện áp máy phát điện Khi động tăng số vòng quay điện áp máy phát điện tăng trị số định mức, rơle điện áp PA tác độn, tiếp điểm PA đóng làm Tranzistor đóng điện trở phụ Rp , RTN đưa vào mạch kích thích làm giảm dòng điện kích thích điện áp máy phát điện khơng tăng cao q trị số định mức Dòng điện kích thích lúc theo chiều: Từ cực dương nguồn 95 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– cơng tắc K(BZ)  Điốt hồi tiếp Đhtđiện trở RTNđiện trở Rp cuộn PB0cuộn KT mát Do qua hai điện trở Rp Rtn nên tạo sụt áp, trị số dòng kích thích giảm Điện áp máy phát điện lại giảm xuống trị số định mức rơle điện áp PA lại thơi tác động qúa trình lại lặp lại giữ cho điện áp điện áp máy phát điện không đổi trị số định mức Trong trình làm việc máy phát điện máy điều chỉnh điện áp hoạt động bình thường rơle bảo vệ PB không tác động, tiếp điểm PB mở Trường hợp lý cực KT máy phát điện máy điều chỉnh điện áp bị chạm mát, dòng điện qua cuộn PB0 tăng, dòng điện qua cuộn PBp giảm xuống không làm rơle bảo vệ tác động đóng tiếp điểm PB lại Tiếp điểm PB đóng làm cực B Tranzito lối với cực dương nguồn qua điốt Dc tranzito đóng hai điện trở Rp, RTN đưa vào mạch kích thích làm giảm dòng điện qua cuộn PB0 bảo vệ cho tranzito khỏi hỏng dòng điện lớn Đồng thời tiếp điểm PB đóng làm kín mạch cuộn dây giữ PBG, dòng điện cuộn PB0 lúc giảm xuống tiếp điểm PB giữ đóng Tiếp điểm PB giữ đóng khắc phục xong hư hỏng b Bộ điều chỉnh điện bán dẫn không tiếp điểm PP 350 - Sơ đồ nguyên lý Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện áp PP - 350 96 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Điốt D1ht làm nhiệm vụ hồi tiếp đảm bảo cho Tranzito T3 đóng tích cực + Điốt DB làm nhiệm vụ bảo vệ Tranzito khỏi bị hỏng sức điện động tự cản cuộn dây kích thích + Điốt D2ht làm nhiệm vụ hồi tiếp bảo đảm cho Tranzito T2 đóng tích cực + Điện trở RN làm nhiệm vụ điều hoà đảm bảo cho điện áp điều chỉnh giữ không đổi nhiệt độ môi trường xung quanh thay đổi + Nhóm R6 - C làm nhiệm vụ hồi tiếp có tác dụng làm giảm thời gian chuyển nối Tranzito tức làm tăng tần số cắt nối bảo đảm cho điện áp không bị dao động nhiều + Điện trở Rđc điện trở chọn điều chỉnh Nó có tác dụng điều chỉnh trị số định mức điều chỉnh máy điều chỉnh điện áp - Nguyên lý làm việc Khi động làm việc với số vòng quay thấp điện áp máy phát điện thấp trị số điện áp định mức điều chỉnh nên điốt ổn áp Do chưa bị đánh thủng, tranzito T1 đóng Tranzito T1 đóng nên thơng qua R8 cực gốc B Tranzito T2 có điện áp âm lớn làm Tranzito T2 mở Tranzito T2 mở nên có dòng điện qua điện trở R10 tạo sụt áp lớn điện trở này, nghĩa cực gốc B Tranzito T3 có điện áp âm lớn nên làm Tranzito T3 mở Tranzito T3 mở làm tăng dòng điện kích thích làm tăng điện áp máy phát điện Dòng điện kích thích lúc này: Từ cực dương nguồn  công tắc K  điốt hồi tiếp Dht tiếp giáp EC Tranzito T3 cuộn kích thích KT  mát Khi số vòng quay động tăng điện áp máy phát tăng trị số định mức điều chỉnh điốt ổn áp D0 bị đánh thủng có dòng điện qua điện trở R7 Tạo sụt áp lớn điện trở nghĩa cực gốc B tranzito T1 lúc có điện áp âm lớn, tranzito T1 mở Tranzito T1 mở, điện trở RCE giảm xuống thấp cực gốc B tranzito T2 lúc điện áp gần không (coi nối với dương nguồn ) Do tranzito T2 đóng Tranzito T2 đóng dòng điện qua R10 lúc coi không nghĩa cực gốc B tranzito T3 lúc điện áp không (coi nối với dương nguồn) Do tranzito T3 đóng, điện trở phụ Rp đưa vào mạch cuộn dây kích thích làm giảm dòng điện kích thích điện áp máy phát điện không vượt trị 97 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– số định mức điều chỉnh Nếu điện áp máy phát điện lại giảm xuống trị số định mức trình điều chỉnh lại lặp lại lúc ban đầu làm cho điện áp máy phát điện, giữ không đổi trị số định mức chế độ làm việc động c Tiết chế vi mạch kiểu M dùng cho máy phát G50A lắp xe Toyota - Sơ đồ : Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạch tiết chếcủa xe «t« Toyota * Chức linh kiện: 1- Vi mạch điều khiển (MIC): Dùng để điều khiển Transistor T1, T2, T3 2- Transistor T1: Dùng đóng ngắt dòng kích từ (dòng qua cuộn rơto) 3- Transistor T2: Dùng cấp điện tín hiệu điện áp từ máy phát cho mạch máy phát làm việc VD: Cấp điện cho bầu mở bướm gió tự động, cấp tín hiệu điều khiển cho ABS (hệ thống chống bó cứng bánh xe) tín hiệu điều khiển cho định thời gian sấy động Điezel 98 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 4- Transitor T3: Dùng bật tắt bóng đèn báo nạp 5- D1: Dùng dập tắt dòng tự cảm cuộn dây kích từ sinh dòng kích từ thay đổi, để bảo vệ transitor T1 - Nguyên tắc hoạt động: Khi bật khoá điện vị trí ON động chưa làm việc,một tín hiệu điện áp; (+) ắc quy qua khố điện qua đèn báo nạp, cực L vào vi mạch (MIC) Do vi mạch (MIC) cấp tín hiệu điều khiển (Ib) đến cực gốc qua cực phát transistor T3, T3 kích hoạt dẫn tới T3 mở, có dòng điện sau: Từ (+) ắc quy  cầu chì  khố điện  cầu chì ENGINE  đèn báo nạp  cầu chì Charge(7,5A)  cực L  cực góp  cực phát T3  mát  âm ắc quy đèn báo nạp sáng Khi bật khố điện ON đồng thời có tín hiệu điện áp (+) ắc quy  cầu chì Charge (7,5A)   K cực IG cấp cho vi mạch MIC vi mạch cấp tín hiệu điều khiển(Ib) cho transitor T1 (gốc  mát) kích hoạt T1 mở có dòng kích hoạt sau: Từ (+) ắc quy  cầu chì   cực dương máy phát (cọc B) cổ góp  cuộn dây kích từ Wkt  cổ góp góp    chổi than (+) chổi than (-)  cọc F  (cực phát) T1  mát  ắc quy Do có dòng điện chạy qua cuộn dây rơ to (Wkt) làm từ hố cực rơto (cực rơto thành nam châm điện) Khi máy phát làm việc - Khi máy phát làm việc dòng điện xoay chiều từ 1pha cuộn dây stato cấp trực tiếp đến cực P vi mạch, lúc vi mạch cắt tín hiệu điều khiển T3, T3 đóng, làm đèn báo nạp tắt, nghĩa báo cho người lái xe biết máy phát làm việc Đồng thời vi mạch cho dòng điều khiển Ib (phát  gốc) T2 qua dẫn tới T2 mở có dòng điện sau: Từ (+) máy phát  khố điện  cầu chì Engine  cực IG  cực phát  góp Transistor cọc L máy phát đến bầu mở bướm gió tự động đến mơ đun ABS (hệ thống chống bó cứng bánh xe) đến định thời gian tín hiệu điều khiển - Hoạt động mạch tiết chế Điện áp (+) máy phát, đặt vào cọc S vi mạch để so sánh với giá trị định mức: Uđm 13,9 V  15,1V nhiệt độ máy phát 25C 99 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Uđm13,5V  14,3V nhiệt độ máy phát 115C (CAMRY- 92) Uđm12,9V14,9V (VIOS) +) Khi UmpUđm (điện áp đặt vào cọc S – mát) Khi IC cắt tín hiệu điều khiển T1 dẫn đến T1 đóng làm dòng kích từ, điện áp máy phát giảm nhanh Khi mà điện áp máy phát đặt vào cọc S IC nhỏ giá trị định mức dẫn tới IC lại cấp tín hiệu điều khiển T1, T1 mở, lại có dòng kích từ làm điện áp máy phát tăng trình lặp lặp lại với tần số cao dẫn tới điện áp máy phát, phát luôn ổn định ngưỡng giá trị đinh mức d Tiết chế IC xe ôtô Hyundai - Sơ đồ Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý mch tit chca xe ôtô Hyundai H-100 1- Máy phát ®iÖn; 2- Ba ®ièt ®iÖn kÝch tõ; 3- Bé tiÕt chế điện áp; 4- Cuộn cảm rôto; 5- Cuộn dây stato; 6- Đèn báo nạp; 7- Khoá điện; 8- ắc quy - Nguyên lý làm việc Khi bật khoá điện vị trí ON máy phát chưa làm việc Dòng điện từ (+) ắc quy cầu chì  đèn báo nạp   cầu chì ( SUBF/ LINK 30A)  khoá điện cọc L tiết chế 100   R5  cực gốc - phát T1 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– T2 mass có dòng điều khiển ib2 khiến cho transistor T2 mở làm khuếch đại cho T1 mở Khi T1 mở có dòng kích từ sau: Dòng điện từ (+) ắc quy  cầu chì (SUBF/ LINK 30A) cầu chì   đèn báo nạp chổi than   chổi than cọc F  T1  mát   cổ góp   khố điện cuộn dây rơto (4)   cổ góp (-) âm ắc quy Lúc đèn báo nạp sáng cực rơto từ hố Khi máy phát làm việc Cuộn dây stato phát điện thông qua ba Điốt (2) cấp điện trực tiếp tới cuộn dây rôto, nên điện áp máy phát tăng nhanh Khi máy phát làm việc đèn báo nạp tắt điện áp hai đầu bóng đèn Điện áp (+) máy phát, đặt vào cọc S tiết chế IC để so sánh với giá tri định mức: Uđm 13,9V 14,9V Khi nhiệt độ máy phát 20C Uđm13,4V14,6V nhiệt độ máy phát 60C + Nếu điện áp máy phát lớn giá trị điện áp định mức (Ump>U đm) làm điốt ổn áp Dz mở, transistor T3 mở dẫn tới điện áp cực góp - phát T3 sụt giảm, tức điện áp cực gốc transistor T2 giảm gần khơng T2 chuyển trạng thái đóng, transistor T1 đóng (T1và T2 mắc theo kiểu khuếch đại) làm dòng kích từ, điện áp máy phát giảm nhanh + Nếu mà điện áp máy phát đặt vào cọc S tiết chế nhỏ giá trị định mức dẫn tới điốt ổn áp Dz đóng lại, làm cắt dòng điều khiển transistor T3 nên T3 đóng tạo điều kiện cho transistor T2 T1 mở, lại có dòng kích từ làm điện áp máy phát tăng trình lặp lặp lại với tần số cao dẫn tới điện áp máy phát, phát luôn ổn định ngưỡng giá trị đinh mức Mạch điều khiển đánh lửa điện tử 3.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động Hệ thống đánh lửa (HTĐL) có nhiệm vụ tạo tia lửa điện cao áp từ 12 đến 14 kV để đốt cháy hoà khí động xăng vào cuối kỳ nén Do nguồn điện xe nguồn điện chiều với điện áp thấp (12V) nên phải sử dụng thiết bị, mạch điện để biển đổi điện áp thành điện áp cao lên tới chục kV Động ôtô thường động nhiều xilanh nên hệ thống đánh lửa phải có chia điện (Đencơ) phân phối điện cao áp tới bugi đặt xilanh 101 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– a Sơ đồ: Hình 3.7: Nguyên lý mạch điều khiển đánh lửa Ắc quy Bộ phận điều khiển 2.3 Nắp chia điện Biến áp đánh lửa (bô bin) Bugi KZ, Kk: Khoá điện Rp: điện trở phụ W1: Cuộn sơ cấp bô bin W2: Cuộn thứ cấp bô bin b Hoạt động : Khi tiếp điểm KK’ đóng: Có dòng điện gốc IB = 0,5  0,7 ampe làm Trangzitor mở ra, có dòng điện góp Ik =  7A Như dòng điện sơ cấp ISC = IB + IK lớn Dòng điện gốc IB : ắcquy - ampe kế A - Khoá K3 - RP - W1Cực phát E - Cực gốc B - KK’ đóng - mát âm ắc quy, Trangzitor mở có dòng góp đi: ắcquy - ampe kế A - Khoá K3 - RP - W1- Cực phát E - Cực góp K mát - âm ắc quy - điện trở lúc Trangzito mở 0,10  0,15  thời gian mở mạch: 35s Khi tiếp điểm KK’ mở : Dòng điện gốc IB = 0, Trangzito khố dòng góp IK = dòng ISC đột ngột cuộn dây thứ cấp W2 xuất sức điện động cảm ứng 25000  30000 vôn đánh lửa bugi Và thân cuộn sơ cấp W1 suất sức điện động tự cảm 100V 3.2 Các loại mạch điều khiển đánh lửa điện tử a Mạch đánh lửa thường - Sơ đồ mạch điện 102 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý mạch đánh lửa thường - Ngun lý làm việc Khi bật chìa khố điện cam cắt điện nằm vị trí thấp nhất, cặp tiếp điểm đóng, cuộn dây sơ cấp có dòng điện chạy từ (+)AQ  Khố điện  Điện trở phụ  Cuộn sơ cấp  Cần MVđộng  MV tĩnh  Mát  (-) AQ Khi cam quay tới vị trí cao, cặp tiếp điểm mở ra, dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp bị đột ngột, sinh từ thông biến thiên làm sản sinh sức điện động cảm ứng có điện áp cực cao cuộn dây thứ cấp Dòng điện cao áp theo dây dẫn tới chia điện chia đến Bugi theo thứ tự nổ động cơ, tạo tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu xi lanh b Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm Hình 3.9: Sơ đồ ngun lý mạch đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm - Nguyên lý làm việc 103 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Khi đóng khố điện 2, cam quay vị trí thấp, cặp tiếp điểm KK’ đóng, có dòng điều khiển IB chạy sau:Từ cực (+) ắc quy  khóa (2)  Rf  cuộn W1 cực E  cực B  Rb  KK’  mát (-) ắc quy ( UEB> 0) làm cho Transistor mở Lúc có dòngđiện chạy qua cuộn sơ cấp từ: Từ cực (+) ắc quy  khóa (2)  Rf cuộn W1 cực E  cực C  mát  (-) ắc quy Khi cam quay tới vị trí cao, cặp tiếp điểm KK’ mở dòng điện Ib bị cắt (Ib=0) nên tranzito bị khóa lại, dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp bị đột ngột, sinh từ thông biến thiên làm sản sinh sức điện động cảm ứng có điện áp cực cao cuộn dây thứ cấp Dòng điện cao áp theo dây dẫn tới chia điện chia đến bu gi theo thứ tụ nổ động cơ, tạo tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu xi lanh c Hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm - Sơ đồ cấu tạo Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý mạch đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm - Nguyên lý làm việc * Khi më kho¸ điện, động cha hoạt động Khi bt khoỏ in, xuất điện áp điểm P Điên áp P giữ mức điện áp để Transistorhoạt động qua phân áp điện trở R1 R2 Kết làTransistor không thông động chưa hoạt động, lúc khơng có dòng điện sơ cấp chạy cuộn dây sơ cấp ỏnh la * Khi động hoạt động 104 Giỏo trỡnh: in t c bn Khi động hoạt động, cuộn dây cảm biến đánh lửa (5) xuất dòng điện xoay chiều + Nu in áp sinh dương, chúng bổ sung cho điện áp từ ắc quy (đặt lên điểm P) làm tăng điện áp cực gốc vượt qúa mức hoạt động Transistor, Transistor mở Do có dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp sau: Từ cực (+) ắc quy  khoá điện  cuộn sơ cấp  cực góp (C) cực phát (E) Transistor (T)  mát + Khi điện áp xoay chiều sinh cuộn nhận tín hiệu âm, điện áp làm cho điện áp P giảm xuống điện áp hoạt động Transistor, Transistor đóng Dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp bị đột ngột, sinh từ thông biến thiên làm sản sinh sức điện động cảm ứng có điện áp cực cao cuộn dây thứ cấp.Dòng điện cao áp theo dây dẫn tới chia điện chia đến bugi theo thứ tụ nổ động tạo tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu xilanh d Mạch điều khiển đánh lửa điện tử ECU(điều khiển đánh lửa lập trình) - Sơ đồ : Hình 3.12:Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa ECU có đen Hình 3.13: Mạch điện điều khiển đánh lửa ECU 105 Giáo trình: Điện tử ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Hình 3.14: Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa ECU khơng có đen (đánh lửa trực tiếp) b Hoạt động: ECU nhận tín hiệu tốc độ động (Ne), vị trí trục khuỷu (G), lượng khơng khí nạp (VG) áp suất ống nạp (PIM), , tín hiệu cảm biến (hình 3.13) Các tín hiệu dạng điện áp thay đổi ECU xử lý tín hiệu đưa xung tín hiệu phù hợp với góc đánh lửa sớm tối ưu để diều khiển Tranzitor Tr1 dẫn, tạo xung IGT đến IC đánh lửa Các xung IGT điều khiển Tr2 dẫn để có dòng diện chạy qua sơ cấp bô bin, xung IGT ngắt Tr2 khố làm dòng sơ cấp đột ngột cảm ứng cuộn thứ cấp suất suất điện động cao áp phóng lửa bugi Sức điện động tự cảm tạo cuộn sơ cấp bị ngắt tạo tín hiệu IGF gửi ECU để ECU xác nhận hệ thống đánh lửa hoạt động bình thường - Mạch diều khiển góc ngậm điện: điều khiển Tr2 dẫn để đảm bảo điện áp thứ cấp thích hợp - Mạch chống khố: ngắt cưỡng Tr2 có dòng chạy liên tục chu kỳ dài - Mạch bảo vệ áp:ngắt cưỡng Tr2 có điện áp nguồn cung cấp cao CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Trình bày tác dụng, vẽ sơ đồ nguyên lý trình bày nguyên lý làm việc loại mạch tiết chế điện tử ôtô Câu 2: Trình bày tác dụng, vẽ sơ đồ nguyên lý trình bày nguyên lý làm việc loại mạch đánh lửa ôtô 106 ... tác động cho T1, T2 R3: điện trở tạo thiên áp cho T2 2: điốt bảo vệ T1 T2 T1, T2: tranzitor điều khiển rơ le hoạt động K: rơ le đóng, cắt nguồn (điều khiển tiếp điểm K1, K2) theo nguyên lý bảo... B tranzito T2 lúc điện áp gần không (coi nối với dương nguồn ) Do tranzito T2 đóng Tranzito T2 đóng dòng điện qua R10 lúc coi không nghĩa cực gốc B tranzito T3 lúc điện áp khơng (coi nối với... ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2. 2 Các loại mạch điều chỉnh điện áp máy phát điện a Bộ điều chỉnh điện bán dẫn có tiếp điểm PP 3 62 - Sơ đồ chung hệ thống Hình 3 .2: Sơ đồ cấu tạo điều chỉnh điện bán dẫn có tiếp điểm PP 362