Giáo trình: Điện tử cơ bản (Phần 2)

Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 79 CHƯƠNG 2: CÁC MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN 1. Mạch chỉnh lưu 1.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu dòng điện xoay chiều * Tác dụng: Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều 1.2.Các mạch chỉnh lưu cơ bản a. Mạch chỉnh lưu một nửa chu kỳ * Sơ đồ mạch điện Hình 2.1: Sơ đồ mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ Sơ đồ nắn dòng xoay chiều 1 pha nửa kỳ sử dụng rất ít trong thực tế vì chất lượng điện áp 1 chiều sau khi nắn kém trị số hiệu dụng điện áp 1 chiều thấp đồng thời còn mấp mô nhiều. * Nguyên lý làm việc Sơ đồ nắn dòng nửa kỳ một pha sử dụng điốt nắn dòng chỉ cho dòng điện đi theo một chiều: Ở nửa chu kỳ đầu: Dòng điện đi từ (+) máy phát đến (+) của điốt qua phụ tải rồi về (-) của máy phát. Ở nửa chu kỳ sau: Nhờ có điốt nên không cho dòng điện đi qua phụ tải. Vì vậy dòng điện sau khi nắn vẫn còn nhiều mấp mô. b. Mạch chỉnh lưu cầu * Sơ đồ mạch điện Sơ đồ nắn dòng cả kỳ nguồn điện xoay chiều một pha được sử dụng rất phổ biến. Trong hệ thống điện ôtô, máy kéo. Sơ đồ này được dùng ở một số bộ phận như rơle khống chế trong hệ thống điều khiển máy khởi động điện. D Rt Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 80 Hình 2.2: Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu * Nguyên lý làm việc Ở nửa chu kỳ đầu: Khi thế dương của máy phát đặt vào điểm a, thế âm đặt vao điểm b có dòng điện đi từ : (+) máy phát đến (a) qua Đ1 qua Rt qua Đ3 về (b) rồi về (-) máy phát. Ở nửa chu kỳ sau: Khi thế dương của máy phát đặt vào điểm (b), thế âm của máy phát đặt vào điểm (a) có dòng điện đi từ (+) máy phát tới điểm (b) qua Đ2 qua Rt qua Đ4 rồi về (a) và về (-) máy phát. c. Mạch chỉnh lưu nhân 2 Hình 2.3:Sơ đồ mạch 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 xoay 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. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 81 2. Mạch khuyếch đại 2.1.Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch khuyếch đại Mạch khuyếch đại được sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử, như mạch khuếch đại âm tần trong Cassete, Âmply, khuếch đại tín hiệu video trong Ti vi mầu v.v ... Mạch kuếch đại có thể dùng tranzitor rời rạc hoặc dùng IC. a. Mạch IC khuếch đại thuật toán và mạch khuếch đại dùng IC IC khuếch đại thuật toán viết tắt là OA (Operational Amplifier) thực chất là một bộ khuếch đại một chiều gồm nhiều tầng, ghép trực tiếp, có hệ số khuếch đại lớn, có hai đầu vào và một đầu ra. Quy ước kí hiệu một bộ khuếch đại thuật toán (OA). Trong đó, đầu vào là UVK gọi là đầu vào không đảo, đánh dấu (+). Đầu vào UVĐ gọi là đầu vào đảo, đánh dấu (-). Đầu ra là Ura. (+E) nguồn cung cấp điện dương, (-E) nguồn cung cấp điện âm. Khi có tín hiệu đưa đến đầu vào không đảo thì tín hiệu ra cùng dấu tín hiệu vào. Khi có tín hiệu đưa đến đầu vào tín hiệu đảo thì tín hiệu ra ngược dấu với tín hiệu vào. Đầu vào đảo thường được dùng để hồi tiếp âm bên ngoài cho OA. Hồi tiếp âm là trích một phần tín hiệu từ đầu ra cho quay về đầu vào và ngược pha với tín hiệu vào. b. Nguyên lý làm việc của mạch khuếch đại điện áp dùng OA Sơ đồ khuếch đại dùng OA, mạch điện có hồi tiếp âm thông qua Rht. Đầu vào không đảo được nối với điểm chung của mạch điện, tức là nôi mát. Tín hiệu vào qua R1đưa đến đầu vào đảo của OA. Kết quả điện áp ở đầu ra ngược dấu với điện áp ở đầu vào và được khuếch đại. Hệ số khuếch đại điện áp: 2.2. Các loại mạch khuyếch đại Có ba loại mạch khuyếch đại chính là : Hình 2.4: Sơ đồ khuếch đại đảo dùng OA Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 82 Khuếch đại về điện áp: Là mạch khi ta đưa một tín hiệu có biên độ nhỏ vào, đầu ra ta sẽ thu được một tín hiệu có biên độ lớn hơn nhiều lần. Mạch khuếch đại về dòng điện: Là mạch khi ta đưa một tín hiệu có cường độ yếu vào, đầu ra ta sẽ thu được một tín hiệu cho cường độ dòng điện mạnh hơn nhiều lần. Mạch khuếch đại công suất: Là mạch khi ta đưa một tín hiệu có công suất yếu vào, đầu ra ta thu được tín hiệu có công suất mạnh hơn nhiều lần, thực ra mạch khuếch đại công suất là kết hợp cả hai mạch khuếch đại điện áp và khuếch đại dòng điện làm một. 2.3. Các chế độ hoạt động của mạch khuếch đại Các chế độ hoạt động của mạch khuếch đại là phụ thuộc vào chế độ phân cực cho Transistor, tuỳ theo mục đích sử dụng mà mạch khuếch đại được phân cực để KĐ ở chế độ A, chế độ B , chế độ AB hoặc chế độ C a. Mạch khuếch đại ở chế độ A Là các mạch khuếch đại cần lấy ra tín hiệu hoàn toàn giống với tín hiệu ngõ vào. Hình 2.5:Mạch khuếch đại chế độ A khuếch đại cả hai bán chu kỳ tín hiệu ngõ * Để Transistor hoạt động ở chế độ A, ta phải định thiên sao cho điện áp UCE ~ 60% ÷ 70% Vcc. * Mạch khuếch đại ở chế độ A được sử dụng trong các mạch trung gian như khuếch đại cao tần, khuếch đại trung tần, tiền khuếch đại v v.. b. Mach khuếch đại ở chế độ B Mạch khuếch đại chế độ B là mạch chỉ khuếch đại một nửa chu kỳ của tín hiệu, nếu khuếch đại bán kỳ dương ta dùng transistor NPN, nếu khuếch đại bán kỳ âm ta dùng transistor PNP, mạch khuếch đại ở chế độ B không có định thiên. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 83 Hình 2.6:Mạch khuyếch đại ở chế độ B chỉ khuếch đại một bán chu kỳ của tín hiệu ngõ vào. Mạch khuếch đại chế độ B thường được sử dụng trong các mạch khuếch đại công suất đẩy kéo như công suất âm tần, công suất mành của Ti vi, trong các mạch công suất đẩy kéo, người ta dùng hai đèn NPN và PNP mắc nối tiếp, mỗi đèn sẽ khuyếch đại một bán chu kỳ của tín hiệu, hai đèn trong mạch khuếch đại đẩy kéo phải có các thông số kỹ thuật như nhau: * Mạch khuếch đại công suất kết hợp cả hai chế độ A và B . Hình 2.7:Mạch khuếch đại công suất Amply Q1 khuếch đại ở chế độ A, Q2 và Q3 khuếch đại ở chế độ B, Q2 khuếch đại cho bán chu kỳ dương, Q3 khuếch đại cho bán chu kỳ âm. c. Mạch khuếch đại ở chế độ AB Mạch khuếch đại ở chế độ AB là mạch tương tự khuyếch đại ở chế độ B, nhưng có định thiên sao cho điện áp UBE xấp xỉ 0,6 V, mạch cũng chỉ khuếch đại một nửa chu kỳ tín hiệu và khắc phục hiện tượng méo giao điểm của mạch khuếch đại chế độ B, mạch này cũng được sử dụng trong các mạch công suất đẩy kéo . Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 84 d. Mạch khuyếch đại ở chế độ C Là mạch khuếch đại có điện áp UBE được phân cực ngược với mục đích chỉ lấy tín hiệu đầu ra là một phần đỉnh của tín hiệu đầu vào, mạch này thường sử dụng trong các mạch tách tín hiệu: Ví dụ mạch tách xung đồng bộ trong ti vi mầu. Hình 2.8:Ứng dụng mạch khuếch đại chế độ C trong mạch tách xung đồng bộ Ti vi mầu 2.4.Các kiểu ghép tầng Khái niệm về ghép tầng: Một thiết bị điện tử gồm có nhiều khối kết hợp lại, mỗi khối lại có nhiều tầng khuếch đại được mắc nối tiếp với nhau và khi mắc nối tiếp thường sử dụng một trong các 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 được ghép với nhau qua tụ điện Ở trên là sơ đồ mạch khuếch đại đầu từ trong đài Cassette, mạch gồm hai tầng khuếch đại mắc theo kiểu E chung, các tầng được ghép tín hiệu thông qua Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 85 tụ điện, người ta sử dụng các tụ C1, C3, C5 làm tụ nối tầng cho tín hiệu xoay chiều đi qua và ngăn áp một chiều lại, các tụ C2 và C4 có tác dụng thoát thành phần xoay chiều từ chân E xuống mass, C6 là tụ lọc nguồn. Ưu điểm của mạch là đơn giản, dễ lắp do đó mạch được sử dụng rất nhiều trong thiết bị điện tử, nhược điểm là không khai thác được hết khả năng khuếch đại của Transistor do đó hệ số khuếch đại không lớn. Ở trên là mạch khuếch đại âm tần, do đó các tụ nối tầng thường dùng tụ hoá có trị số từ 1µF ÷ 10µF. Trong các mạch khuếch đại cao tần thì tụ nối tầng có trị số nhỏ khoảng vài nanô Fara. b. Ghép tầng qua biến áp Hình 2.10:Tầng Trung tần tiếng của Radio sử dụng biến áp ghép tầng Ở trên là sơ đồ mạch trung tần Radio sử dụng các biến áp ghép tầng, tín hiệu đầu ra của tầng này được ghép qua biến áp để đi vào tầng phía sau. Ưu điểm của mạch là phối hợp được trở kháng giữa các tầng do đó khai thác được tối ưu hệ số khuếch đại, hơn nữa cuộn sơ cấp biến áp có thể đấu song song với tụ để cộng hưởng khi mạch khuếch đại ở một tần số cố định. Nhược điểm: nếu mạch hoạt động ở dải tần số rộng thì gây méo tần số, mạch chế tạo phức tạp và chiếm nhiều diện tích. c. Ghép tầng trực tiếp Kiểu ghép tầng trực tiếp thường được dùng trong các mạch khuếch đại công suất âm tần. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 86 Hình 2.11:Mạch khuếch đại công suất âm tần có đèn đảo pha Q1 được ghép trực tiếp với hai đèn công suất Q2 và Q3 3. Mạch điều khiển 3.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển điện tử 3.1.1 Nguyên lý mạch điều khiển điện tử: Bộ điều khiển là bộ biến đổi tín hiệu Uđk thành góc điều khiển  được tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên của van động lực. Để xác định được góc  Cần phải biết thông tin về pha của điện áp đặt lên van động lực. Tức là van điều khiển phải tạo ra xung đồng pha với điện áp đặt lên van động lực. Bộ điều khiển của sơ đồ chỉnh lưu một pha không đối xứng được thiết kế theo nguyen lý điều khiển dọc. Bộ điều khiển này gồm: Bộ tao xung răng cưa hoặc còn gọi là điện áp tựa (RC) và bộ so sánh (SS). Tín hiệuđồng bộ sẽ đồng bộ quá trình làm việc của máy phát xung răng cưa URC, sẽ được so sánh với tín hiệu điều khiển trong bộ so sánh. Hình 2.12: Nguyên lý mạch điều khiển điện tử Hình 2.13: Sơ đồ tổng quát của mạch điện tử điều khiển Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 87 Tại thời điểm URC = Uđk, bộ so sánh sẽ tạo ra một xung mà vị trí của nó trên trục thời gian sẽ phụ thuộc vào giá trị của tín hiệu điều khiển. 3.1.2 Nguyên lý mạch điều khiển tín hiệu: a. Sơ đồ: BA: Biến áp hạ điện áp từ 220V để nuôi mạch điều khiển. Đ1, C: Điốt và tụ điện để biến đổi điện xoay chiều thành điện một 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 và T2. T1, T2: tranzitor điều khiển rơ le hoạt động K: rơ le đóng, cắt nguồn 9 (điều khiển các tiếp điểm K1, K2) theo nguyên lý bảo vệ quá điện áp chúng ta có thể làm mạch bảo vệ điện áp thấp. b. Hoạt động: Bình thường điện áp bằng 220V rơ le K không hút, tiếp điểm thường đóng K1 đóng điện cho tải. Khi điện áp vào tăng cao, trên biến trở VR nhận một tín hiệu điện áp vượt ngưỡng làm việc của điốt ổn áp Đo, điốt ổn áp cho phép dòng điện chạy qua. Hai tranzitor T1 và 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 rằng điện áp đang qúa cao nên căt điện. 3.2. Các loại mạch điều khiển 3.2.1 Mạch điều khiển điện áp Hình 2.14: Sơ đồ mạch báo hiệu và bảo vệ quá điện Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 88 a. Sơ đồ: Gồm máy phát điện, bộ điều áp IC, đèn báo nạp, khoá điện, ắc quy. b. Hoạt động: Bộ điều chỉnh IC đa chức năng được sử dụng phần lớn trên các xe hiện nay đặc biệt là trên các xe dòng Toyota. Bộ điều chỉnh kiểu M bao gồm một IC ghép chứa một mạch tổ hợp khối đơn (M.IC). Đối với tiết chế kiểu M thì IC có chức năng như một bộ phát hiện hở mạch trong cuộn rô to và cho đèn báo nạp do đó hệ thống nạp khá đơn giản. Hình 3.15: Mạch điều chỉnh điện áp máy phát bằng IC - Khi bật khoá điện trạng thái ON, động cơ tắt Khi bật khoá điện trạng thái ON sẽ cấp điện áp ắc quy đến cực IG của tiết chế IC. Điện áp này được phát hiện bởi M.IC và Tr1 được mở làm dòng kích từ ban đầu chạy đến cuộn rô to qua ắc quy và cực B. Để giảm dòng điện phóng qua ắc quy khi bật khoá điện, MIC giữ dòng kích từ ở giá trị nhỏ khoảng 0,2A bằng cách bật và tắt gián đoạn Tr1. Do việc phát điện chưa bắt đầu nên điện áp cực P bằng 0. Điện áp này được M.IC phát hiện, nó tắt Tr1, bật Tr2 làm cho đèn báo nạp bật sáng (hình vẽ).Dòng điện phát ra bởi máy phát (thấp hơn điện áp tiêu chuẩn) Khi máy phát bắt đầu phát điện và điện áp cực P tăng, bộ M.IC chuyển Tr1 từ trạng thái tắt mở gián đoạn sang trạng thái mở liên tục làm cho dòng kích thích đủ lớn được cung cấp từ ắc quy đến cuộn rô to. Vì vậy dòng điện phát ra tăng đột ngột. Khi điện áp P tăng, bộ M.IC tắt Tr2 và bật Tr1 do sau đó không có sự chênh lệch điện áp nên đèn báo nạp tắt (hình vẽ). Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 89 Khi Tr1 vẫn bật và điện áp cực S đạt tới điện áp tiêu chuẩn, trạng thái này được phát hiện bởi bộ Mc và Tr1 tắt. Khi điện áp cực S giảm xuống khoảng tiêu chuẩn, bộ MIC phát hiện sự giảm này và lại bật Tr1. Bằng cách lặp lại quá trình này điện áp cực S sẽ được giữ ở điện áp tiêu chuẩn. Do điện áp cực P cao bộ MIC giữ Tr2 tắt và Tr1 bật nên đèn báo nạp vẫn không sáng. 3.2.2 Mạch điều khiển đánh lửa a. Sơ đồ: Sơ đồ có các bộ phận như (Hình 3.5) T1, T2: tranzitor AM: khoá điện b. Hoạt động: - Khi bật khoá điện, động cơ chưa nổ, cực gốc và cực góp của tranzitor T1, T2 có sự chênh lệch điện thế nhưng chưa đến ngưỡng mở nên T1, T2 khoá, không có dòng sơ cấp qua cuộn W1. - Khi động cơ nổ rô to phát tín hiệu quay các vấu rôto quét qua cuộn dây điều khiển làm cuộn dây điều khiển suất hiện suất điện động xoay chiều Hình 3.5 Mạch điều khiển đánh lửa điện tử không tiếp điểm Khi đầu nối với cực gốc của tranzitor dương thì tranzitor sẽ dẫn, có dòng sơ cấp chạy như sau: (+) ắc quy → cầu chì → khoá điện → W1 → T1, T2 → mát. Sau đó cực này lại đổi dấu (-) làm T1, T2 khoá, làm mát dòng sơ cấp đột ngột, cảm ứng cuộn thứ cấp W2 suất hiện một suất điện động cao áp từ 25000V đến 30000V phóng lửa ra bugi. 3.2.3 Mạch điều khiển xin đường a. Sơ đồ (Hình 3.6) b. Hoạt động: - Bật công tắc xin đường phải (RH): Dòng điều khiển từ (+ ) ắc qui → CC tổng→ KĐ →CC→Cực IG(IC) →ER(IC) →CT →mát. IC mở Tranzitor T1 có dòng qua rơ le, đóng K1 Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 90 Dòng làm việc từ (+) ắc qui đến cực +B (IC) qua K1đến cực LR(IC) đến các đèn xin đường phải và đèn báo xin đường phải, ra mát. - Bật công tắc xin đường phải (RH): (Dòng điện đi tương tự) Dòng điều khiển từ (+ ) ắc qui → CC tổng →KĐ → CC →Cực IG (IC) →ER (IC)→ CT → mát. IC mở Tranzitor T2 có dòng qua rơ le, đóng K2 Dòng làm việc từ (+) ắc qui đến cực +B (IC) qua K2 đến cực LL (IC) đến các đèn xin đường trái và đèn báo xin đường trái, ra mát. - Khi bật công tắc cảnh báo (Xin dường đi thẳng hoặc báo nguy) Dòng điều khiển từ (+ ) ắc qui → CC tổng → KĐ → CC → Cực IG(IC) → EHW (IC) → CT → mát. IC mở Tranzitor T1 và T2 có dòng qua hai rơ le, đóng K1 và K2 có dongf điện đến tất cả các đèn xin đường phải và trái. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Vẽ sơ đồ nguyên lý và trình bày nguyên lý làm việc của các loại mạch chỉnh lưu. Câu 2: Trình bày cấu tạo, ký hiệu quy ước và nguyên lý làm việc của transistor trường. Câu 3: Vẽ các kiểu mạch định thiên cơ bản của transistor trường. Câu 4: Vẽ sơ đồ nguyên lý và trình bày nguyên lý làm việc của các loại mạch khuếch đại. Hình 3.6 sơ đồ mạch điều khiển xin đường K2 T1 T2 K1 ắc qui CC Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 91 Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 92 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) là sơ đồ cầu nắn điện 3 pha. Mỗi pha nắn cả hai nửa chu kỳ, điện áp nắn ra là điện áp dây, như vậy sẽ có 6 nửa chu kỳ nắn qua phụ tải là dòng điện một chiều. Điện áp đã chỉnh lưu ba pha như (Hình 3.2). 1.2 Nguyên lý hoạt động Giả sử thời điểm 1 điện áp tức thời pha A là lớn nhất, điện thế dương. Dòng điện tải đi như sau: Pha A điốt 2  phụ tải mát điốt 4,6 để về pha C và pha B  điểm 0. pha A. Thời điểm 2 thì pha A nhỏ nhất, dòng điện tải để pha A 0  pha B điốt 1 và pha C điốt 3  tải mát điốt 5  pha A  0. Hình 3.2: Dòng điện 3 pha chưa chỉnh lưu và đã chỉnh lưu 2. Mạch điều khiển điện áp máy phát điện 2.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động a. Sự cần thiết phải có bộ điều chỉnh điện - Tất cả các phụ tải trên Ôtô có hiệu điện thế định mức và dòng điện định mức nên đòi hỏi nguồn cung cấp phải ổn định. Hình 3.1: Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 93 - Điện áp của máy phát phụ thuộc vào tốc độ quay của trục khuỷu nên không được ổn định. - Trong quá trình làm việc của ôtô tốc độ quay của trục khuỷu luôn thay đổi bởi nhiều lý do khác nhau: Chính vì thế làm cho điện áp thay đổi theo: Trong quá trình làm việc tải của máy phát không đều nhau. Tất cả các phụ tải trên Ôtô đều làm việc nên dòng cung cấp phải lớn, có lúc ít tải làm việc. Ngoài ra hệ thống điện trên Ôtô thường xảy ra sự cố như chạm chập... Vậy trong hệ thống cung cấp điện cần có bộ điều chỉnh điện để giữ cho điện áp của máy phát và dòng điện của máy phát, phát ra ổn định trong một phạm vi nào đó không vượt quá giá trị quy định. Vì vậy bộ điều chỉnh điện là tối cần thiết. b. Nguyên lý chung để điều chỉnh tự động điện áp Khi làm việc điện áp máy phát phát ra có giá trị: Ump =E- IƯ . RƯ Trong đó: Iư: Dòng máy phát phát ra. RƯ: Tổng trở mạch phần ứng. Vì RƯ nhỏ nên IƯ. Rư nhỏ vì vậy coi : Ump=E- IƯRƯ = Ke .n ( Ke = const). Ke: Hệ số kết cấu máy phát. n : Tốc độ quay của trục máy phát. Phụ thuộc vào tốc độ quay của động cơ. Vì vậy chúng ta không thể điều chỉnh theo ý muốn.  : Từ thông kích từ của máy phát.  = Ikt . Wkt / Rkt Wkt : Số vòng dây của cuộn kích từ ( Wkt = const). Rkt: Điện trở của cuộn dây kích từ ( Rkt = const ). Ikt: Dòng điện kích từ. Là dòng đưa vào cuộn dây kích từ có thể điều chỉnh được. Vì vậy muốn thay đổi điện áp phát ra của máy phát người ta tìm cách thay đổi dòng kích từ. Đó chính là nguyên lý chung điều chỉnh tự động điện áp. khi Ikt tăng,  tăng, thì Ump tăng tỷ lệ vì vậy khi Ump tăng quá cao, tìm cách giảm Ikt. Khi Umpthấp, tìm cách tăng Ikt. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 94 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 của hệ thống Hình 3.2: Sơ đồ cấu tạo bộ điều chỉnh điện bán dẫn có tiếp điểm PP 362 1-Rơ le điện áp (PA). 5 - Cọc nối đén công tắc đánh lửa hoặc khoá điện(BZ) 2 - Rơ le bảo vệ(PB) 6 - Cọc (KT) để nối đến cực (KT) của máy phát điện 3 - Điôt cách ly(Đc). 7 - Cọc đấu dây vào vỏ máy(M). 4 - Tranzito(T) - Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý Hình 3.3 Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý của bộ điều chỉnh điện PP 362 Bộ điều chỉnh điện PP 362 gồm các bộ phận chủ yếu sau : - Rơ le điều chỉnh điện áp kiểu bán dẫn có tiếp điểm PA + - Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 95 - Rơ le bảo vệ PB Rơle điều chỉnh điện áp và rơ le bảo vệ đặt trong cùng một hộp có ba cực: cực B(BZ) để nối đến công tắc đánh lửa hoặc khoá điện hoặc cực B máy phát điện, cực KT để nối đến cực KT của máy phát điện và cực M nối mát. Rơ le điều chỉnh điện áp PA có cấu tạo về phần cơ học giống như rơ le điều chỉnh điện áp kiểu cũ. Chỉ có một cuộn dây từ hoá PA0 cuốn trên lõi thép. Điện trở phụ RP gồm hai điện trở ghép song song. Điện trở điều hoà nhiệt RNvà điện trở tăng nhanh Rtn cuốn trên khung nhôm đặt ở mặt dưới đế máy. Tiếp điểm PA chỉ cắt nối dòng điện điều khiển Tranzistor có trị số rất nhỏ (không quá 0,4 A ), còn cắt nối dòng điện kích thích máy phát điện có trị số cực đại tới 3,5 A do Tranzistor đảm nhiệm. Điện trở RB gồm bốn điện trở mắc song song. Điốt hồi tiếp Đht là điốt bảo đảm cho Tranzito đóng được tích cực Điốt ĐB để bảo vệ Tranzito khỏi sức điện động tự cảm của cuộn dây kích từ. Điốt cách ly Đc làm nhiệm vụ cách ly giữa tiếp điểm PA của máy điều chỉnh điện áp và cuộn dây giữ PBG của rơle bảo vệ. Rơle bảo vệ PB có cấu tạo về phần cơ học cũng giống như rơle điện áp, chỉ khác về số lượng và cách bố trí các cuộn dây. Rơle bảo vệ gồm có ba cuộn dây cuộn dây chính PB0, cuộn dây phụ PBp và cuộn dây giữ PBG. Hai cuộn PB0 và PBG cuốn cùng chiều, còn cuộn PBp cuốn ngược chiều với hai cuộn trên. - Nguyên lý làm việc Khi số vòng quay của động cơ còn thấp điện áp ra của máy phát điện chưa đạt trị số định mức, lực từ hoá do cuộn dây PAo sinh ra chưa đủ lớn do đó rơle điện áp PA chưa tác động và tiếp điểm PA vẫn ở vị trí mở. Điện áp điều khiển qua điện trở RB đưa đến cực gốc B Tranzistor làm Tranzistor mở do đó 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 của rơle bảo vệ cuộn kích thíchKT mát. Dòng điện kích thích lớn làm tăng điện áp ra của máy phát điện. Khi động cơ tăng số vòng quay điện áp ra của máy phát điện sẽ tăng quá trị số định mức, lập tức rơle điện áp PA tác độn, tiếp điểm PA đóng làm Tranzistor đóng và điện trở phụ Rp , RTN được đưa vào mạch kích thích làm giảm dòng điện kích thích do đó điện áp của máy phát điện không tăng cao quá trị số định mức. Dòng điện kích thích lúc này theo chiều: Từ cực dương nguồn Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 96 công tắc K(BZ)  Điốt hồi tiếp Đhtđiện trở RTNđiện trở Rp cuộn PB0- cuộn KT mát. Do qua hai điện trở Rp và Rtn nên tạo ra sụt áp, trị số dòng kích thích giảm. Điện áp ra máy phát điện lại giảm xuống quá trị số định mức thì rơle điện áp PA lại thôi tác động và qúa trình lại lặp lại như trên giữ cho điện áp ra của điện áp của máy phát điện hầu như không đổi ở trị số định mức. Trong quá trình làm việc nếu máy phát điện và máy điều chỉnh điện áp hoạt động bình thường và rơle bảo vệ PB không tác động, tiếp điểm PB vẫn ở thế mở. Trường hợp vì lý do nào đó cực KT ở máy phát điện hoặc máy điều chỉnh điện áp bị chạm mát, dòng điện qua cuộn PB0 tăng, còn dòng điện qua cuộn PBp giảm xuống bằng 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 do đó tranzito đóng và hai điện trở Rp, RTN được đưa vào mạch kích thích làm giảm dòng điện qua cuộn PB0 bảo vệ cho tranzito khỏi hỏng do dòng điện lớn quá. Đồng thời khi tiếp điểm PB đóng làm kín mạch cuộn dây giữ PBG, do đó mặc dầu dòng điện trong cuộn PB0 lúc này đã giảm xuống nhưng tiếp điểm PB vẫn được giữ ở thế đóng. Tiếp điểm PB vẫn được giữ mãi ở thế đóng cho đến khi khắc phục xong hư hỏng mới thôi. b. Bộ điều chỉnh điện bán dẫn không tiếp điểm PP 350 - Sơ đồ nguyên lý Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý của bộ điều chỉnh điện áp PP - 350 Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 97 + Điốt D1ht làm nhiệm vụ hồi tiếp đảm bảo cho Tranzito T3 đóng được tích cực. + Điốt DB làm nhiệm vụ bảo vệ Tranzito khỏi bị hỏng do sức điện động tự cản ở cuộn dây kích thích. + Điốt D2ht làm nhiệm vụ hồi tiếp bảo đảm cho Tranzito T2 đóng được tích cực. + Điện trở RN làm nhiệm vụ điều hoà đảm bảo cho điện áp điều chỉnh được giữ hầu như không đổi khi 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 của Tranzito tức là làm tăng tần số cắt nối do đó bảo đảm cho điện áp ra không bị dao động nhiều. + Điện trở Rđc là điện trở chọn khi điều chỉnh. Nó có tác dụng điều chỉnh trị số định mức điều chỉnh của máy điều chỉnh điện áp. - Nguyên lý làm việc Khi động cơ làm việc với số vòng quay còn thấp điện áp ra của máy phát điện thấp hơn trị số điện áp định mức điều chỉnh nên điốt ổn áp. Do chưa bị đánh thủng, do đó tranzito T1 đóng. Tranzito T1 đóng nên thông qua R8 tại 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 và tạo sụt áp lớn trên điện trở này, nghĩa là tại cực gốc B của Tranzito T3 có điện áp âm lớn nên làm Tranzito T3 mở. Tranzito T3 mở làm tăng dòng điện kích thích do đó làm tăng điện áp ra của 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 cơ tăng điện áp ra của máy phát tăng quá trị số định mức điều chỉnh thì lập tức điốt ổn áp D0 bị đánh thủng và có dòng điện qua điện trở R7. Tạo sụt áp lớn trên điện trở này nghĩa là tại cực gốc B tranzito T1 lúc này có điện áp âm lớn, do đó tranzito T1 mở. Tranzito T1 mở, điện trở RCE của nó giảm xuống rất thấp và tại cực gốc B của tranzito T2 lúc này điện áp gần bằng không (coi như nối với dương nguồn ). Do đó tranzito T2 đóng. Tranzito T2 đóng dòng điện qua R10 lúc này coi như bằng không nghĩa là tại cực gốc B tranzito T3 lúc này điện áp bằng không (coi như nối với dương nguồn). Do đó tranzito T3 cũng đóng, điện trở phụ Rp được đưa vào mạch cuộn dây kích thích làm giảm dòng điện kích thích do đó điện áp ra của máy phát điện không vượt quá được trị Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 98 số định mức điều chỉnh. Nếu điện áp ra của máy phát điện lại giảm xuống quá trị số định mức thì quá trình điều chỉnh lại lặp lại như lúc ban đầu làm cho điện áp ra của máy phát điện, được giữ hầu như không đổi ở trị số định mức trong mọi chế độ làm việc của động cơ. c. Tiết chế vi mạch kiểu M dùng cho máy phát G50A lắp trên xe Toyota - Sơ đồ : Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạch tiết chếcủa xe «t« Toyota * Chức năng các 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 rôto) 3- Transistor T2: Dùng cấp điện hoặc tín hiệu điện áp từ máy phát cho mạch ngoài khi máy phát làm việc. VD: Cấp điện cho bầu mở bướm gió tự động, hoặc cấp tín hiệu điều khiển cho ABS (hệ thống chống bó cứng bánh xe) hoặc tín hiệu điều khiển cho bộ định thời gian sấy của động cơ Điezel Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 99 4- Transitor T3: Dùng bật tắt bóng đèn báo nạp 5- D1: Dùng dập tắt dòng tự cảm do cuộn dây kích từ sinh ra khi dòng kích từ thay đổi, để bảo vệ transitor T1 - Nguyên tắc hoạt động: Khi bật khoá điện ở vị trí ON và động cơ chưa làm việc,một tín hiệu điện áp; (+) ắc quy qua khoá 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 của transistor T3, T3 được kích hoạt dẫn tới T3 mở, do đó có dòng điện đi như sau: Từ (+) ắc quy cầu chì khoá điện cầu chì ENGINE đèn báo nạp cầu chì Charge(7,5A) cực L cực góp cực phát của T3 mát  âm ắc quy do đó đèn báo nạp sáng. Khi bật khoá điện ON cũng đồng thời có tín hiệu điện áp (+) ắc quy  K  cầu chì Charge (7,5A)  cực IG cấp cho vi mạch MIC ngay đó vi mạch cấp tín hiệu điều khiển(Ib) cho transitor T1 (gốc  mát) kích hoạt T1 mở do đó có dòng kích hoạt đi như sau: Từ (+) ắc quy cầu chì  cực dương máy phát (cọc B)  chổi than (+)  cổ góp cuộn dây kích từ Wkt cổ góp  chổi than (-) cọc F (cực góp  phát) của T1 mát ắc quy. Do có dòng điện chạy qua cuộn dây rô to (Wkt) làm từ hoá các cực rôto (cực rôto thành nam châm điện) Khi máy phát làm việc - Khi máy phát làm việc dòng điện xoay chiều từ 1pha của cuộn dây stato cấp trực tiếp đến cực P của vi mạch, lúc này vi mạch cắt tín hiệu điều khiển T3, do đó T3 đóng, làm đèn báo nạp tắt, nghĩa là báo cho người lái xe biết máy phát đã làm việc. Đồng thời vi mạch cho dòng điều khiển Ib (phát gốc) của T2 qua đó dẫn tới T2 mở có dòng điện đi như sau: Từ (+) máy phát khoá điện cầu chì Engine cực IG cực phát góp của Transistor ra cọc L của máy phát đến bầu mở bướm gió tự động hoặc đến mô đun ABS (hệ thống chống bó cứng bánh xe) hoặc đến bộ định thời gian này như một tín hiệu điều khiển. - Hoạt động của mạch tiết chế Điện áp (+) của máy phát, đặt vào cọc S của vi mạch để so sánh với giá trị định mức: Uđm 13,9 V  15,1V khi nhiệt độ máy phát 25C Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 100 Uđm13,5V  14,3V khi nhiệt độ máy phát là 115C (CAMRY- 92) Uđm12,9V14,9V (VIOS) +) Khi Ump<Uđm, thì dòng điện kích từ là lớn nhất và lúc này dòng kích từ lấy từ máy phát. +) Khi Ump>Uđm (điện áp đặt vào cọc S – mát). Khi đó IC cắt tín hiệu điều khiển T1 dẫn đến T1 đóng làm mất dòng kích từ, do đó điện áp máy phát giảm nhanh. Khi mà điện áp của máy phát đặt vào cọc S của IC nhỏ hơn giá trị định mức dẫn tới IC lại cấp tín hiệu điều khiển T1, do đó T1 mở, lại có dòng kích từ làm điện áp của máy phát tăng và quá trình lặp đi lặp lại với tần số cao dẫn tới điện áp của máy phát, phát ra luôn luôn ổn định ở ngưỡng giá trị đinh mức. d. Tiết chế IC của xe ôtô Hyundai. - Sơ đồ - Nguyên lý làm việc Khi bật khoá điện ở vị trí ON máy phát chưa làm việc Dòng điện từ (+) ắc quy  cầu chì ( SUBF/ LINK 30A) khoá điện  cầu chì  đèn báo nạp  cọc L của tiết chế  R5 cực gốc - phát của T1 và Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý mạch tiết chếcủa xe «t« Hyundai H-100 1- M¸y ph¸t ®iÖn; 2- Ba ®ièt ®iÖn kÝch tõ; 3- Bé tiÕt chÕ ®iÖn ¸p; 4- Cuén c¶m r«to; 5- Cuén d©y stato; 6- §Ìn b¸o n¹p; 7- Kho¸ ®iÖn; 8- ¾c quy Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 101 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 đi như sau: Dòng điện từ (+) ắc quy  cầu chì (SUBF/ LINK 30A)  khoá điện  cầu chì  đèn báo nạp  chổi than  cổ góp  cuộn dây rôto (4)  cổ góp  chổi than  cọc F T1  mát  (-) âm ắc quy. Lúc này đèn báo nạp sáng và cực rôto được từ hoá. Khi máy phát làm việc. Cuộn dây stato phát ra 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 bởi vì điện áp hai đầu bóng đèn bằng nhau. Điện áp (+) của máy phát, đặt vào cọc S của 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 khi nhiệt độ máy phát là 60C + Nếu điện áp của máy phát lớn hơn giá trị điện áp định mức (Ump>Uđm) làm điốt ổn áp Dz mở, do đó transistor T3 mở dẫn tới điện áp cực góp - phát của T3 sụt giảm, tức là điện áp cực gốc của transistor T2 giảm gần bằng không vì thế T2 chuyển trạng thái đóng, tiếp theo transistor T1 đóng (T1và T2 mắc theo kiểu khuếch đại) làm mất dòng kích từ, do đó điện áp máy phát giảm nhanh. + Nếu mà điện áp của máy phát đặt vào cọc S của tiết chế nhỏ hơn 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 và T1 mở, lại có dòng kích từ làm điện áp của máy phát tăng và quá trình lặp đi lặp lại với tần số cao dẫn tới điện áp của máy phát, phát ra luôn luôn ổn định ở ngưỡng giá trị đinh mức. 3. Mạch điều khiển đánh lửa điện tử 3.1. Sơ đồ và 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 trong động cơ xăng vào cuối kỳ nén. Do nguồn điện trên xe là nguồn điện một chiều với điện áp thấp (12V) nên phải sử dụng các thiết bị, mạch điện để biển đổi điện áp trên thành điện áp cao lên tới hằng chục kV. Động cơ ôtô thường là động cơ nhiều xilanh nên hệ thống đánh lửa phải có bộ chia điện (Đencô) phân phối điện cao áp tới các bugi đặt trong các xilanh. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 102 a. Sơ đồ: Hình 3.7: Nguyên lý mạch điều khiển đánh lửa 1. Ắc quy 2. Bộ phận điều khiển 2.3 Nắp chia điện 3. Biến áp đánh lửa (bô bin) 4. 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, và có dòng điện góp Ik = 5  7A. Như vậy dòng điện sơ cấp ISC = IB + IK lớn. Dòng điện gốc IB đi : ắcquy - ampe kế A - Khoá K3 - RP - W1- Cực phát E - Cực gốc B - KK’ đóng - ra mát về âm ắc quy, thì 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 khoá và dòng góp IK = 0 dòng ISC mất đột ngột thì trong cuộn dây thứ cấp W2 xuất hiện sức điện động cảm ứng 25000  30000 vôn đánh lửa ra các bugi. Và bản thân cuộn sơ cấp W1 cũng suất hiện sức điện động tự cảm dưới 100V. 3.2 Các loại mạch điều khiển đánh lửa điện tử a. Mạch đánh lửa thường - Sơ đồ mạch điện Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 103 Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý mạch đánh lửa thường - Nguyên lý làm việc Khi bật chìa khoá điện 2 cam cắt điện đang nằm ở vị trí thấp nhất, cặp tiếp điểm đóng, trong cuộn dây sơ cấp có dòng điện chạy từ (+)AQ  Khoá điện 2  Điện trở phụ 3  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 mất đột ngột, sinh ra từ thông biến thiên làm sản sinh ra sức điện động cảm ứng có điện áp cực cao trong cuộn dây thứ cấp. Dòng điện cao áp đi theo dây dẫn tới bộ chia điện 7 chia đến các Bugi theo thứ tự nổ của động cơ, tạo ra tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong xi lanh. b. Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý mạch đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm - Nguyên lý làm việc Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 104 Khi đóng khoá điện 2, cam quay ở vị trí thấp, cặp tiếp điểm KK’ đóng, khi đó có dòng điều khiển IB chạy như sau:Từ cực (+) ắc quy  khóa (2)  Rf  cuộn W1 cực E  cực B  Rb  KK’  mát (-) ắc quy ( vì UEB> 0) làm cho Transistor mở. Lúc này 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 mất đột ngột, sinh ra từ thông biến thiên làm sản sinh ra sức điện động cảm ứng có điện áp cực cao trong cuộn dây thứ cấp. Dòng điện cao áp đi theo dây dẫn tới bộ chia điện chia đến các bu gi theo thứ tụ nổ của động cơ, tạo ra tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong 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¸ ®iÖn, ®éng c¬ cha ho¹t ®éng Khi bật khoá điện, sẽ xuất hiện một điện áp ở điểm P. Điên áp P này được giữ ở dưới mức điện áp cơ bản để Transistorhoạt động qua sự phân áp bởi điện trở R1 và R2. Kết quả làTransistor không thông khi động cơ chưa hoạt động, lúc này không có dòng điện sơ cấp chạy trong cuộn dây sơ cấp đánh lửa. * Khi ®éng c¬ ho¹t ®éng Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 105 Khi ®éng c¬ ho¹t ®éng, cuén d©y trong bé c¶m biÕn ®¸nh löa (5) sÏ xuÊt hiÖn dßng ®iÖn xoay chiÒu + Nếu điện áp sinh ra là dương, thì chúng bổ sung cho điện áp từ ắc quy (đặt lên điểm P) làm tăng điện áp ở cực gốc vượt qúa mức hoạt động của Transistor, như vậy Transistor mở. Do đó có dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp như sau: Từ cực (+) ắc quy  khoá điện  cuộn sơ cấp  cực góp (C) cực phát (E) của Transistor (T)  mát. + Khi điện áp xoay chiều sinh ra trong cuộn nhận tín hiệu là âm, điện áp này làm cho điện áp tại P giảm xuống dưới điện áp hoạt động của Transistor, Transistor đóng. Dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp bị mất đột ngột, sinh ra từ thông biến thiên làm sản sinh ra sức điện động cảm ứng có điện áp cực cao trong cuộn dây thứ cấp.Dòng điện cao áp đi theo dây dẫn tới bộ chia điện chia đến các bugi theo thứ tụ nổ của động cơ tạo ra tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong 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 cô Hình 3.13: Mạch điện điều khiển đánh lửa ECU Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 106 Hình 3.14: Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa ECU không có đen cô (đánh lửa trực tiếp) b. Hoạt động: ECU nhận các tín hiệu như tốc độ động cơ (Ne), vị trí trục khuỷu (G), lượng không khí nạp (VG) hoặc áp suất ống nạp (PIM),..., tín hiệu các cảm biến (hình 3.13). Các tín hiệu này dưới dạng điện áp thay đổi. ECU xử lý các tín hiệu và đưa ra các xung tín hiệu phù hợp với góc đánh lửa sớm tối ưu để diều khiển Tranzitor Tr1 dẫn, tạo ra xung IGT đến IC đánh lửa. Các xung IGT điều khiển Tr2 dẫn để có dòng diện chạy qua sơ cấp bô bin, khi xung IGT ngắt Tr2 khoá làm mất dòng sơ cấp đột ngột cảm ứng cuộn thứ cấp suất hiện suất điện động cao áp phóng lửa ra bugi. Sức điện động tự cảm tạo ra trong cuộn sơ cấp bị ngắt tạo một tín hiệu IGF gửi về ECU để ECU xác nhận hệ thống đánh lửa đang 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 khoá: ngắt cưỡng bức Tr2 nếu có dòng chạy liên tục trong một chu kỳ dài hơn. - Mạch bảo vệ quá áp:ngắt cưỡng bức Tr2 nếu có điện áp nguồn cung cấp quá cao. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Trình bày tác dụng, vẽ sơ đồ nguyên lý và trình bày nguyên lý làm việc của các loại mạch tiết chế điện tử trên ôtô. Câu 2: Trình bày tác dụng, vẽ sơ đồ nguyên lý và trình bày nguyên lý làm việc của các loại mạch đánh lửa trên ôtô. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. KS Phạm Đình Bảo (2004), Điện tử căn bản, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2. Tổng cục dạy dạy nghề (2012), Giáo trình môn học Điện tử cơ bản, Tổng cục dạy nghề ban hành, Hà nội 3. Hoàng Ngọc Văn (1999), Giáo trình điện tử, đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh trường Đại học sư phạm kỹ thuật. 4. Đào Quang Lợi (2002), Giáo trình điện ôtô- máy kéo- xe máy, trường công nhân cơ khí nông nghiệp I trung ương. 5. Lê Thị Hồng Tắm (2009), Giáo trình Kỹ thuật Điện tử, thành phố Hồ Chí Minh.