Sửa chữa khối nguồn: - Đo kiểm tra từng linh kiện khối nguồn: + Đo kiểm tra hoạt động của biến áp: Đo ngõ vào cắm biến áp, nếu thấy điện áp cần thiết xuất hiện thì mạch đã nhận được nguồ
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
KHOA ĐIỆN TỬ -VIỄN THÔNG
BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN ĐIỆN TỬ
ĐỀ TÀI: MẠCH NGUỒN HẠ ÁP TỪ VIN = 220VAC XUỐNG
VOUTMAX = 12VDC VÀ IMAX = 1A
Nhóm: 1 Tổ: 1 SVTH: Từ Trường Chinh 18DT1
Nguyễn Đình Viên 18DT1
GVHD: Giảng viên: Lê Hồng Nam
Trang 22 Sơ đồ mạch và nguyên lý làm việc của mạch nguồn hạ áp từ Vin = 220VAC xuống Voutmax = 12VDC, Imax = 1A
a Sơ đồ mạch:
3 Phân tích mạch của từng khối:
a Phân tích khối nguồn (Chinh, Viên)
Trang 3- Vẽ sơ đồ mạch khối nguồn:
- Nguyên lý chi tiết của khối nguồn:
Trường hợp không tải: Điện áp xoay chiều của lưới điện trong khoảng (180 – 240)VAC qua biến áp hạ xuống (12.3 – 16.4)VAC, qua cầu diode và tụ tạo ra điện áp DC là (17.4 – 23.2)VDC, sau đó qua IC ổn áp tạo ra điện áp trong khoảng (11.9 -12.2)VDC
Trường hợp có tải với Imax = 1A: Điện áp xoay chiều của lưới điện trong khoảng (180 – 240)VAC qua biến
áp hạ xuống (11.6 – 16.3)VAC, qua cầu diode và tụ tạo
ra điện áp DC là (16.5 – 23.0)VDC, sau đó qua IC ổn
áp tạo ra điện áp trong khoảng (11.8 -12.2)VDC
Trường hợp có sử dụng BJT nâng dòng:
+ Trường hợp BJT ở ngưỡng dẫn: I = 0.06A, dòng qua
R2 tạo điện áp trên R2 = 0.6V VR2 = VBE kích cho BJT dẫn
+ Trường hợp BJT dẫn mạnh nhất: I > 0.15A, dòng qua
R2 tạo điện áp trên R2 = 0.6V VR2 = VBE kích cho BJT dẫn bão hoà
b Phân tích khối bảo vệ quá dòng: (Viên)
Trang 4- Vẽ sơ đồ mạch khối bảo vệ quá dòng:
- Nguyên lý chi tiết của khối bảo vệ quá dòng:
Trường hợp dòng từ (0 – 0.9)A: VR3 < 0.5V => BJT Q1
tắt điện áp V+ từ (0 – 0.2)V nhỏ hơn V- (điều chỉnh bởi biến trở VR1, Vout từ (0 – 0.2)V, qua điện trở R8
không đủ kích dẫn cho SCR, VSCR từ (11.8 – 12V), V cuộn dây từ (0 – 0.2)V, relay không hoạt động
Trường hợp dòng từ (1 – 1.5)A: VR3 từ (0.75 – 1)V => BJT Q1 dẫn bão hoà điện áp V+ từ (5.8 – 8.2)V lớn hơn V- (điều chỉnh bởi biến trở VR1, Vout từ (10 – 12)V, qua điện trở R8 kích cho SCR dẫn bão hoà, VSCR
từ (0 – 0.5V), Vcuộn dây từ (11.8 – 12)V, relay hoạt động, ngắt mạch
c Phân tích khối bảo vệ quá áp: (Chinh)
- Vẽ sơ đồ mạch khối bảo vệ quá áp:
Trang 5- Nguyên lý hoạt động của khối bảo vệ quá áp:
Trường hợp điện áp < 23.2 (điện áp sau cầu ở trường hợp không tải): điên áp V+ khoảng (3.1 – 4.2)V, V+ < V- điều chỉnh bởi biến trở => Vout = (0 – 0.2)V qua R7
=> Vbe/Q2 từ (0 – 0.2)V, không đủ kích cho Q2 dẫn =>
Vce/Q2 từ (11.8 -12)V => Vcuộn dây từ (0 – 0.2)V => relay không hoạt động
Trường hợp điện áp từ 25 – 30V (điện áp sau cầu bị nhiễu nhiều nên sinh ra sai số): điên áp V+ khoảng (4.5 – 5.4)V, V+ > V- điều chỉnh bởi biến trở => Vout = (10-12)V qua R7 => Vbe/Q2 từ (0.7 – 1)V, không đủ kích cho
Q2 dẫn => Vce/Q2 từ (0 – 0.2)V => V cuộn dây từ (11.8 - 12)V => relay hoạt động, ngắt mạch
Trang 6- Trở công suất giả lập tải
- Testboard (để thử mạch trước khi hàn và cắm tải)
Trang 7 Nhận xét kết quả : Kết quả mô phỏng đúng như lý thuyết đã đưa ra.
- Đầu vào cắm Header 2 để nhận nguồn xoay chiều từ biến áp
- Đầu ra cắm Header 3 để có 2 mức tín hiệu ra là 12V, 5V và GND
Trang 9 Hàn mạch:
Trang 11
3 Đo kiểm tra khối nguồn:
Sơ đồ mạch khối nguồn:
a Sửa chữa khối nguồn:
- Đo kiểm tra từng linh kiện khối nguồn:
+ Đo kiểm tra hoạt động của biến áp: Đo ngõ vào cắm biến
áp, nếu thấy điện áp cần thiết xuất hiện thì mạch đã nhận được nguồn, còn không thì mạch chưa nhận được nguồn
Giải pháp: Xem lại vị trí cấp biến áp+ Đo kiểm tra cầu diode: Nếu đo 2 chân ngoài của cầu có điện áp khoảng (17.4 – 23.2)V thì cầu hoạt động đúng, còn nếu ngược lại thì cầu đã cháy
Giải pháp: thay cầu mới+ Đo kiểm tra tụ C1: Nếu qua tụ có điện áp trong khoảng (11.8 -12.2) thì tụ hoạt động bình thường, còn nếu tụ bị nổ thì
nó đã hỏng hoặc cắm sai chiều
Giải pháp: cắm lại tụ mới+ Đo kiểm tra IC ổn áp 7812 U1: Nếu qua IC có điện áp trong khoảng (11.8 -12.2) thì IC hoạt động bình thường, còn nếu không xuất hiện điện áp và nhiệt độ quá nóng thì có thể
IC đã cháy
Giải pháp: thay thế IC mới+ Đo kiểm tra IC ổn áp 7812 U2: Nếu qua IC có điện áp trong khoảng (11.8 -12.2) thì IC hoạt động bình thường, còn nếu không xuất hiện điện áp và nhiệt độ quá nóng thì có thể
Trang 12 Trường hợp BJT dẫn mạnh nhất: điện áp trên R9 0.63V chưa nằm trong khoảng điện áp để BJT dẫn mạnh nhất
Giải pháp: thay điện trở phân cực R9 với giá trị lớn hơn (từ 15 - 33 Ohm)
Phân tích kết quả đo và đưa ra giải pháp:
- Trường hợp không tải, điện áp ra nằm trong khoảng giá trị làm việc đã được xác định ở phần lý thuyết
- Trường hợp có tải với dòng tải I = 1A thì bị sụt áp, điện áp sau cầu, sau IC ổn áp và Vbe/Qb1 không nằm trong khoảng cho phép
b Kiểm tra tổng thể khối nguồn
Đo tổng thể mạch khối nguồn
Trường hợp không tải:
được Khoảng điện áp theo lý
thuyết
Nhận xét
Vin biến áp 220 VAC 180 – 240
VAC Giá trị đo đúng với lý
thuyếtVout biến áp 15.1 VAC 12.3 – 16.4
VAC Giá trị đo đúng với lý
thuyếtVout cầu 19.4 VDC 17.4 – 23.2
VDC
Giá trị đo đúng với lý thuyết
Vout IC ổn
áp
11.9 VDC 11.9 – 12.2 Giá trị đo
đúng với lý thuyết
+ Dạng sóng sau biến áp:
Trang 13+ Dạng sóng sau cầu:
Trang 14+ Dạng sóng sau IC 7812:
Trang 15 Trường hợp dòng tải với Imax = 1A:
được Khoảng điện áp theo lý
thuyết
Nhận xét
Vin biến áp 220 VAC 180 – 240
VAC Giá trị đo đúng với lý
thuyếtVout biến áp 14.9 VAC 11.6 – 16.3
VAC Giá trị đo đúng với lý
thuyếtVout cầu 15.7 VDC 16.5 – 23.0
VDC
Giá trị đo không đúng với lý thuyết
Trang 16Vbe/Qb1 0.63 0.6 - 1.5
VDC
Giá trị đo đúng với lý thuyết
- Dạng sóng đo được bằng máy hiện sóng:
+ Dạng sóng của Vout biến áp:
+ Dạng sóng sau cầu:
Trang 17+ Dạng sóng sau IC 7812:
Trang 18 Trường hợp BJT dẫn ở ngưỡng dẫn dòng tải với I = 0.12 (giả lập tải 100 Ohm):
được
Khoảng điện
áp theo lý thuyết
Nhận xét
Vin biến áp 220 VAC 180 – 240
VAC
Giá trị đo đúng với lý thuyết
Vout biến áp 15.2 VAC 11.6 – 16.3
VAC
Giá trị đo đúng với lý thuyết
Vout cầu 19.2 VDC 16.5 – 23.0 Giá trị đo
Trang 19VDC đúng với lý
thuyếtVout IC ổn
áp 11.9 VDC 11.8 – 12.2 VDC Giá trị đo đúng với lý
thuyết
Vbe/Qb1 0.62 VDC 0.6 - 1 VDC Giá trị đo
đúng với lý thuyết
4 Đo kiểm tra khối bảo vệ quá dòng.
a Sơ đồ mạch khối bảo vệ quá dòng
b Sửa chữa khối bảo vệ quá dòng
Đo kiểm tra từng linh kiện khối bảo vệ quá dòng:
+ Đo kiểm tra hoạt động của SCR: rút IC so sánh
LM358, nối chân G của SCR lên nguồn, nếu relay đóng
Trang 20thì SCR hoạt động bình thường, nếu relay không đóng thì nối tắt hai chân A, K của SCR xem relay có đóng không, nếu nó vẫn tiếp tục không đóng thì mạch in có lỗi
Giải pháp: kiểm tra lại mạch in tìm lỗi sai và khắc phục.+ Đo kiểm tra IC LM358 và hai điện trở phân áp: rút điện trở R3 nối thẳng lên nguồn, điều chỉnh biến trở Rv1 để Vin+ > Vin- xem relay có đóng hay không, nếu
nó đóng thì IC hoạt động bình thường, nếu không đóng thì IC hỏng Nối trở R3 xuống GND để Vin+ < Vin-, nếu relay hoạt động thì do nhiễu từ các linh kiện khác
Giải pháp: kiểm tra lại IC và thay thế, mắc thêm tại ngõ
ra opamp qua diode rồi tới chân kích SCR, từ chân kíchSCR nối 1 tụ 4,7u xuống mass để triệt nhiễu
Phân tích kết quả đo và đưa ra giải pháp:
Ở trường hợp chưa xảy ra quá dòng điện áp ở V+ lớn hơn so vơi lý thuyết do BJT Q1 dẫn ở chế độ khuếch đại, nhưng vẫn
có thể chỉnh biến trở để điện áp V- lớn hơn V+ và đáp ứng yêu cầu đã đặt ra của khối bảo vệ quá dòng
Ở trường hợp xảy ra quá dòng các giá trị đo được bị sai so với lý thuyết, nguyên nhân có thể là do nhiễu từ các linh kiện
và nguồn đầu vào => Giải pháp: mắc thêm tại ngõ ra opamp qua diode rồi tới chân kích SCR, từ chân kích SCR nối 1 tụ 4,7u xuống mass để triệt nhiễu
c Kiểm tra tổng thể khối bảo vệ quá dòng:
Đo tổng thể mạch khối bảo vệ quá dòng:
Trường hợp chưa xảy ra quá dòng, I = 0,8A
Trang 21Vị trí đo Gtri đo
được
Khoảng điện
áp theo lý thuyết
Nhận xét
VR2 = Vbe/Q1 0.48 0 – 0.9 Giá trị đo
đúng với lý thuyết
Vin + 5.0 0 – 0.2 Giá trị đo
không đúng với lý thuyếtVin - 5.5 Điều chỉnh
theo biến trở
Giá trị đo đúng với lý thuyết
Vout 0 0 – 0.2 Giá trị đo
đúng với lý thuyết
đúng với lý thuyết
VAK/SCR 11.8 11.8 - 12 Giá trị đo
đúng với lý thuyết
Vcuộn dây 0 0 – 0.2 Giá trị đo
đúng với lý thuyết
Trường hợp xảy ra quá dòng: I = 1.1 A:
được
Khoảng điện
áp theo lý thuyết
Nhận xét
VR2 = Vbe/Q1 0.6V 0 – 0.9 Giá trị đo
đúng với lý
Trang 22thuyếtVin + 5.5 3 - 9 Giá trị đo
không đúng với lý thuyếtVin - 5.5 Điều chỉnh
theo biến trở
Giá trị đo đúng với lý thuyết
Vout 1.23V 0 – 0.2 Giá trị đo
không đúng với lý thuyết
VG/SCR 1.05V 0 – 0.2 Giá trị đo
không đúng với lý thuyết
VAK/SCR 0.7V 18.8 – 12 Giá trị đo
không đúng với lý thuyết
Vcuộn dây 11.77 0 – 0.2 Giá trị đo
không đúng với lý thuyết
hoạt động đúng với lý thuyết Ở trường hợp xảy ra quá dòng thì điện áp Vak lớn hơn so với lý thuyết đưa ra nhưng vẫn đủ
để điều khiển relay hoạt động
5 Đo kiểm tra khối bảo vệ quá áp
Sơ đồ mạch khối bảo vệ quá áp
Trang 23a Sửa chữa khối bảo vệ quá áp
Đo kiểm tra từng linh kiện khối bảo vệ quá áp
+ Đo kiểm tra hoạt động của Q2: Nối đầu của chân R7 lên nguồn để tạo điện áp phân cực cho BJT Q2, xem relay có hoạt động không, nếu relay hoạt động thì BJT TIP41 hoạt động bình thường Nếu relay không hoạt động, đo kiểm tra Vbe và Vce của TIP41, nếu Vbe = (0.6 –1)V và Vce = (0 – 0.2)V, nếu relay hoạt động bình
thường thì BJT vẫn bình thường, nếu relay không hoạt động thì đó là do lỗi mạch in
Giải pháp: kiểm tra lại mạch in tìm lỗi sai và khắc phục.+ Đo kiểm tra hoạt động của LM358: Giả lập rút chân R6 nối lên nguồn DC khoảng từ (25 – 30)V, điều chỉnh biến trở Rv2 để Vin+ > Vin-, xem relay có đóng hay không, nếu nó đóng thì IC hoạt động bình thường, nếu không đóng thì IC hỏng Nối trở R6 xuống GND để Vin+ < Vin-, nếu relay hoạt động thì do nhiễu từ các linh kiện khác
Trang 24 Giải pháp: kiểm tra lại IC và thay thế, mắc thêm tại ngõ
ra opamp qua diode rồi tới chân kích BJT TIP41, từ chân kích BJT TIP41 nối 1 tụ 4,7u xuống mass để triệt nhiễu
Phân tích kết quả đo và đưa ra giải pháp
- Giá trị của điện áp ngõ vào âm con opamp cao hơn so với thực tế để đảm bảo rằng mạch sẽ không bị nhiễu khi tiệm cậnvới giá trị V+
b Kiểm tra tổng thể khối bảo vệ quá áp
Đo tổng thể mạch khối bảo vệ quá áp:
được
Khoảng điện
áp theo lý thuyết
Nhận xét
Vin R6 19.4 17.4 – 23.2 Giá trị đo
được đúng với lý thuyếtVin + 3.65 3.2 – 4.2 Giá trị đo
được đúng với lý thuyếtVin - 3.8 Điều chỉnh
theo biến trở
Biến trở được chỉnh
để V+ > V- cho đúng với
lý thuyết Vout 0 0 – 0.2 Giá trị đo
được đúng với lý thuyết
Vbe/Q2 0.01 0 – 0.2 Giá trị đo
được đúng
Trang 25với lý thuyết
Vce/Q2 18.9 18.8 – 12 Giá trị đo
được đúng với lý thuyết
Vcuộn dây 0 0 – 0.2 Giá trị đo
được đúng với lý thuyếtTrường hợp xảy ra quá áp: V từ (25 – 30) V
Vì chưa có điều kiện lên đo tại xưởng (không có nguồn cấp 25 – 30V tại nhà), nên chưa thể hoàn thành đo thực tế khối này
Nhận xét:
Mạch hoạt động bình thường ở trường hợp không xảy ra quá
áp Chưa đo được ở trường hợp mạch xảy ra quá áp
Chưa đạt được:
- Sụt áp ngõ ra khi dòng tải lớn
- Chưa đo được trường hợp quá áp
Trang 26III Kết luận
1 Phân tích ưu nhược điểm của mạch nguồn 220VAC hạ áp về 12VDC:
1.1 Ưu điểm:
* Hình ảnh minh chứng thực tập công nhân:
- Mặt trước và mặt sau mạch in:
- Quá trình thi công mạch
Trang 30- Quá trình đo kiểm tra linh kiện:
Trang 32- Mạch nguồn tạo ra điện áp đầu ra ổn định để cup cấp cho các mạch điện tử ,vi xử lý khác.
- Dòng điện được kiểm soát ở mức < 1A đảm bảo cho các tải cần dòng nhỏ
1.2 Nhược điểm:
- Bị sụt áp khi có dòng tải lớn
- Điện áp đầu ra chưa đạt đến 12VDC
- Khối bảo vệ quá dòng và quá áp dễ bị nhiễu
2 Cách khắc phục nhược điểm:
- Tìm những IC ổn áp có chất lượng tốt để đảm bảo điện áp đầu ra đúng 12VDC
- Mắc tụ ở vị trí kích dẫn cho SCR để khử nhiễu
3 Tính ứng dụng của hệ thống:
- Tính ứng dụng cao, có thể dùng để cung cấp nguồn cho các thiết bị và mạch khác, dùng sau mạch ổn áp xung, sử dụng sau nguồn tổng thể dòng lớn để diện tích nhỏ và đỡ toả nhiệt
~ The end ~
