Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: Hiểu được nguyên tắc hoạt động của bộ nguồn; - Kỹ năng: + Sử dụng được các công cụ chuẩn đoán hư hỏng bộ nguồn; + Sửa chữa được các hư hỏng thường gặp củ
SỬA CHỮA MẠCH CHỈNH LƯU
Sơ đồ nguyên lý
Hình 1.1 Sơ đồ mạch tổng quát bộ nguồn ATX
Bộ nguồn có 3 mạch chính là :
+ Mạch chỉnh lưu có nhiệm vụ đổi điện áp AC 220V đầu vào thành DC 300V cung cấp cho nguồn cấp trước và nguồn chính
Nguồn cấp trước đảm nhiệm cung cấp điện áp 5V STB cho IC Chipset quản lý nguồn trên Mainboard, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định Đồng thời, nguồn cấp này còn cung cấp 12V để nuôi IC tạo dao động, giúp nguồn chính hoạt động hiệu quả Nguồn cấp trước hoạt động liên tục khi bạn cắm điện, giữ cho hệ thống luôn sẵn sàng vận hành.
Nguồn chính có nhiệm vụ cung cấp các điện áp cần thiết cho Mainboard, các ổ đĩa cứng, đĩa mềm và ổ đĩa CD-ROM Nguồn này chỉ hoạt động khi có lệnh PS_ON được điều khiển từ Mainboard, đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn và hiệu quả.
Giải thích hoạt động
Nhiệm vụ của mạch chỉnh lưu là đổi điện áp AC thành điện áp DC cung cấp cho nguồn cấp trước và nguồn xung hoạt động
Sơ đồ mạch như sau :
Hình 1.2 Mạch chỉnh lưu trong bộ nguồn ATX
Nguồn ATX sử dụng mạch chỉnh lưu có 2 tụ lọc mắc nối tiếp để tạo ra điện áp cân bằng ở điển giữa
Công tắc SW1 là công tắc chuyển đổi điện giữa 110V và 220V, bố trí bên ngoài thiết bị Khi bạn gạt công tắc sang nấc 110V, công tắc sẽ đóng, làm tăng điện áp DC gấp đôi so với mức ban đầu Điều này giúp duy trì mức điện áp DC khoảng 300V, đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống.
Khi cắm nguồn 220V nhưng gạt chọn sang chế độ 110V, điện áp sẽ nhân đôi thành 600V DC, gây nguy hiểm cho các tụ lọc nguồn và dẫn đến.Module nguồn bị hỏng nặng hoặc cháy đèn công suất Do đó, việc chọn đúng chế độ điện áp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và tuổi thọ của thiết bị Tránh điều chỉnh sai chế độ để tránh gây hỏng hóc, mất an toàn điện và giảm tuổi thọ của các linh kiện điện tử.
+ Nhiệm vụ của nguồn cấp trước là cung cấp điện áp 5V STB cho IC quản lý nguồn trên Mainboard và cung cấp 12V cho IC dao động của nguồn chính
+ Sơ đồ mạch như sau :
Hình 1.3 Sơ đồ mạch nguồn cấp trước
Nguồn cấp trước trong bộ nguồn ATX
R1 là điện trở mồi để tạo dao động
R2 và C3 là điện trở và tụ hồi tiếp để duy trì dao động
D5, C4 và Dz là mạch hồi tiếp để ổn định điện áp ra
+ Nhiệm vụ : Nguồn chính có nhiệm vụ cung cấp các mức điện áp cho Mainboard và các ổ đĩa hoạt động
+ Sơ đồ mạch của nguồn chính như sau :
Hình 1.4 Nguồn chính trong bộ nguồn ATX
Q1 và Q2 là hai đèn công suất được mắc theo cấu hình đẩy kéo Trong quá trình hoạt động, chỉ có một trong hai đèn sáng còn đèn kia tắt, nhờ vào sự điều khiển của xung dao động Hệ thống này giúp kiểm soát việc bật tắt của các đèn một cách chính xác và liên tục, đảm bảo hiệu quả vận hành cao trong các ứng dụng điện công nghiệp và tự động hóa.
OSC là IC tạo dao động, hoạt động dựa trên nguồn Vcc 12V được cung cấp từ nguồn cấp trước IC này bắt đầu hoạt động khi lệnh P.ON= 0V, tạo ra dao động dạng xung ở chân 1 và 2 Các xung này được khuếch đại qua hai đèn Q3 và Q4, sau đó ghép qua biến áp đảo pha để điều khiển hai đèn công suất hoạt động hiệu quả.
- Biến áp chính : Cuộn sơ cấp được đấu từ điểm giữa hai đèn công suất và điểm giữa hai tụ lọc nguồn chính
=> Điện áp thứ cấp được chỉnh lưu thành các mức điện áp
+12V, +5V, +3,3V, -12V, -5V => cung cấp cho Mainboard và các ổ đĩa hoạt động
Chân PG đóng vai trò là điện áp bảo vệ Mainboard, giúp kiểm soát việc cấp nguồn cho bo mạch chính Khi nguồn cung cấp hoạt động bình thường, điện áp PG sẽ duy trì > 3V để xác nhận sự ổn định của nguồn Ngược lại, khi nguồn ra có vấn đề hoặc sai lệch, điện áp PG có thể bị mất hoặc giảm xuống, khiến Mainboard nhận biết được tình trạng này Mainboard dựa vào điện áp PG để quyết định có cho phép hoạt động hay không, đảm bảo hệ thống vận hành an toàn và ổn định.
12 điện áp PG < 3V thì Mainboard sẽ không hoạt động mặc dù các điện áp khác vẫn có đủ.
Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng và kiểm tra sửa chữa
Nguồn mất điện áp 5V STB (mất điện áp cấp trước)
Bước 1 – Kiểm tra khi nhận thiết bị
Hình 1.5 Gắn nguồn điện vào bộ nguồn ATX
Chập chân P.ON xuống Mass và quan sát quạt nguồn?
Thấy quạt nguồn không quay
Hình 1.7 Quan sát quạt nguồn Đo điện áp 5V STB tại chân có dây mầu tím không có điện, do đó nguồn bị mất điện áp 5V STB
Bước 2 – Phân tích nguyên nhân
Mất điện áp 5V STB là do nguồn cấp trước không hoạt động, có thể do nguyên nhân sau đây
Khi nguồn bị các sự cố như chập đèn công suất, chập các đi ốt chỉnh lưu sẽ gây nổ cầu chì và mất điện áp 300V DC
Hình 1.9 Mạch nguồn đầu vào
Nếu chập các đi ốt trong cầu đi ốt chỉnh lưu dẫn đến nổ cầu chì hoặc đứt điện trở nhiệt, làm mất điện áp 300V DC
Chập các đèn công suất của nguồn chính có thể gây nổ cầu chì và đứt điện trở nhiệt, dẫn đến chập các đi-ốt chỉnh lưu và mất điện áp 300V DC Điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thống nguồn, gây gián đoạn hoạt động của các thiết bị điện tử và làm giảm hiệu quả vận hành Để đảm bảo an toàn và duy trì hiệu suất, cần kiểm tra định kỳ các thành phần nguồn và tránh quá tải công suất đèn.
Nguồn cấp trước không dao động
Nguồn cấp trước có thể mất dao động do các sự cố như đứt điện trở mồi, bong mối hàn đèn công suất hoặc hỏng tụ điện hồi tiếp tạo dao động Các yếu tố này gây gián đoạn quá trình tạo ra tín hiệu dao động ổn định trong mạch Việc kiểm tra và bảo trì các thành phần này là cần thiết để duy trì hoạt động liên tục của nguồn cấp trước.
Hình 1.11 Mạch tạo nguồn cấp trước
- Nếu đứt điện trở mồi hoặc bong chân R,C hồi tiếp thì nguồn cấp trước sẽ mất dao động, mất điện áp ra
- Nếu bong chân đèn công suất thì mạch cũng mất dao động và mất điện áp ra
- Nếu cập đèn công suất thì sẽ nổ cầu chì, đứt điện trở nhiệt và có thể làm chập châp các đi ốt chỉnh lưu điện áp AC 220V
- Nếu chập hoặc đứt các đi ốt chỉnh lưu điện áp ra cũng làm mất điện áp 5V STB Bước 3 – Tháo vỉ máy ra và kiểm tra
Bạn cần kiểm tra tất cả các linh kiện được chú thích như hình dưới đây
- Kiểm tra cầu chì có bị đứt không?
- Kiểm tra điện trở nhiệt (có điện trở khoảng 4,7Ω ) xem có bị đứt không?
- Kiểm tra các đi ốt chỉnh lưu xem có bị đứt hay bị chập không?
- Kiểm tra các đèn công suất xem có bị chập không?
- Kiểm tra hai con đi ốt chỉnh lưu đầu ra xem có bị chập hay đứt không?
Hình 1.12 Vị trí linh kiện theo sơ đồ mạch nguồn ATX
Sau khi sửa xong, kiểm tra nguồn điện bằng cách cấp điện và đo điện áp trên dây màu tím Nếu kết quả đo được là 5V, chứng tỏ nguồn Stanby đã hoạt động tốt sau khi sửa chữa.
Hình 1.14 Bộ nguồn bị đứt cầu chì
Tháo đèn công suất bị chập ra ngoài và chỉ thay đèn mới vào sau khi đã sửa xong mạch đầu vào và đã có điệp áp 300V DC
Hình 1.15 Tháo đèn công suất
Tháo đèn công suất bị chập ra ngoài
Thay các đi ốt bị chập hoặc bị đứt
Thay điện trở nhiệt (nếu đứt), nếu không có ta có thể thay thế bằng điện trở sứ Thay cầu chì (lưu ý cầu chì chịu được 4 A trở lên)
Hình 1.16 Thay linh kiện phù hợp
Thay thế cầu chì, điện trở nhiệt và các đi ốt chỉnh lưu bị hổng
Sau đó cấp điện cho nguồn, đo điện áp trên hai tụ nguồn xem có điện áp chưa và có cần bằng không?
- Điện áp trên đầu tụ phải có 150V và điện áp trên hai đầu tụ phải bằng nhau
- Trường hợp đo thấy điện áp trên hai đầu tụ bị lệch, bạn cần thay đổi con điện trở đấu song song với hai tụ này
- Nếu điện áp trên hai đầu tụ vẫn bị lệch thì bạn cần phải thay hai tụ điện mới
Hình 1.17 Kiểm tra 150V trên tụ hóa
Kiểm tra kỹ các linh kiện xung quanh đèn công suất xem có bị hỏng không?
Bước sau cùng là lắp đèn công suất vào vị trí
Khi thay đèn công suất cần chú ý, có hai loại đèn được sử dụng trong nguồn cấp trước là đèn BCE (đèn thường) và đèn DSG (Mosfet)
Việc thay nhầm hai loại đèn có thể gây hỏng hoặc làm cho thiết bị không hoạt động Trong trường hợp không có đèn đúng loại, bạn có thể thay bằng một đèn có công suất tương đương Sau đó, hãy cấp điện cho bộ nguồn và kiểm tra điện áp 5V của STB trên dây màu tím để đảm bảo hoạt động chính xác.
Sau khi sửa xong, kiểm tra nguồn điện bằng cách cấp điện và đo điện áp trên sợi dây màu tím Nếu điện áp đo được là 5V, nghĩa là nguồn STB bạn đã sửa đã hoạt động tốt và sẵn sàng sử dụng.
1 Nêu nguyên tắc bảo vệ của mạch nguồn AC?
2 Hãy nêu nguyên tắc hoạt động của mạch chỉnh lưu?
3 Phân tích chức năng của mạch lọc nhiễu trong mạch nguồn AC?
4 Hãy phân tích sơ đồ mạch nguồn DC?
5 Hãy nêu nguyên tắc hoạt động của mạch chỉnh lưu?
SỬA CHỮA MẠCH TẠO XUNG - MẠCH CÔNG SUẤT
Mạch dao động
Mạch dao động được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử, như mạch dao động nội trong khối RF Radio, mạch tạo xung dòng, và mạch tạo sóng hình sin cho IC vi xử lý hoạt động Các loại mạch dao động phổ biến bao gồm mạch dao động LC, mạch dao động RC và mạch dao động hystereses, đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý tín hiệu và truyền dẫn dữ liệu trong các thiết bị điện tử hiện đại.
- Mạch dao động hình Sin
- Mạch dao động đa hài
- Mạch dao động dùng IC
Mạch công suất
Mạch khuếch đại công suất là tầng cuối cùng trong hệ thống, mắc trực tiếp với tải để cung cấp công suất cần thiết Nhiệm vụ của nó là biến đổi tín hiệu điện thành dạng điện áp hoặc dòng điện có biên độ lớn, thường là volt hoặc ampe, nhằm đáp ứng yêu cầu của tải Mạch khuếch đại này đảm bảo khả năng truyền tải công suất tối ưu, giữ cho tín hiệu đầu ra đủ mạnh để vận hành các thiết bị của hệ thống.
Mạch điện gồm có: 2 transisstor T1 và T2, 2 biến áp BA1 và BA2, các điện trở R1, R2, Rt và nguồn cung cấp Ucc
Hình 2.1 Sơ đồ KĐCS đầy kéo dùng biến áp ra
- T1 và T2: là hai BJT cùng loại NPN có tham số giống hệt nhau (β1 = β2
= β) là thành phần tích cực trong mạch, làm nhiệm vụ khuếch đại
- Biến áp BA1: có hai nửa cuộn thứ cấp bằng nhau, có nhiệm vụ tạo ra hai điện áp ngược pha để kích thích cho T 1 và T2
- Biến áp BA2: có hai nửa cuộn sơ cấp W 21 và W22 bằng nhau, để lấy ra trên W2 điện áp ở cả 2 nửa chu kỳ
- R1 và R2: là hai điện trở định thiên cho T1 và T2, nếu mạch làm việc ở chế độ B thì chỉ cần mắc R2
- Rt: là điện trở tải, điện áp lấy ra chính là sụt áp trên Rt
- Ucc: là nguồn điện cung cấp cho mạch làm việc
IC TL 494 có 16 chân, chân số 1 có dấu chấm, đếm ngược chiều kim đồng hồ
Hình 2.2 Sơ đồ khối bên trong IC – TL 494
Chân 1 và chân 2 – Nhận điện áp hồi tiếp về để tự động điều khiển điện áp ra
Chân 3 đầu ra của mạch so sánh, có thể lấy ra tín hiệu báo sự cố P.G từ chân này
Chân 4 – Chân lệnh điều khiển cho IC hoạt động hay không, khi chân 4 bằng 0V thì IC hoạt động, khi chân 4 >0 V thì IC bị khoá
Chân 5 và 6 – là hai chân của mạch tạo dao động
Chân 8 – Chân dao động ra
Chân 11 – Chân dao động ra
Chân 13 – Được nối với áp chuẩn 5V
Chân 14 – Từ IC đi ra điện áp chuẩn 5V
Chân 15 và 16 nhận điện áp hồi tiếp
Mạch tạo xung
2.1.1 - Mạch dao động hình Sin
- Người ta có thể tạo dao động hình Sin từ các linh kiện L - C hoặc từ thạch anh
* Mạch dao động hình Sin dùng L - C
Hình 2.3 Mạch dao động hình Sin dùng L - C
Mạch dao động trên sử dụng tụ C1 và cuộn L1 tạo thành mạch dao động LC nhằm duy trì tín hiệu dao động liên tục Để đảm bảo hoạt động ổn định của mạch, tín hiệu dao động được đưa vào chân B của Transistor, trong khi R1 là trở định thiên giúp điều chỉnhTransistor R2 được sử dụng làm trở gánh để lấy ra tín hiệu dao động, và cuộn dây đấu từ chân E của Transistor xuống mass có tác dụng lấy hồi tiếp giúp duy trì dao động Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào các giá trị của C1 và L1 theo công thức: f = 1 / (2π√(L1.C1)).
* Mạch dao động hình sin dùng thạch anh
Hình 2.4 Mạch tạo dao động bằng thạch anh
Thạch anh là loại vật liệu tạo dao động với tần số được ghi rõ trên thân, khi được cấp điện sẽ tự phát ra sóng hình sin với tần số từ vài trăm KHz đến vài chục MHz Đèn Q1 đóng vai trò khuyếch đại tín hiệu dao động từ thạch anh, và tín hiệu cuối cùng được lấy ra tại chân C R1 không chỉ cấp nguồn cho thạch anh mà còn định thiên cho đèn Q1, trong khi R2 tạo ra sụt áp để lấy tín hiệu ổn định, đảm bảo hoạt động chính xác của mạch.
Hình 2.5 Thạch anh dao động trong Tivi mầu, Bộ tính 2.1.2 - Mạch dao động đa hài
Hình 2.6 Mạch dao động đa hài tạo xung vuông
* Các thông số như sau :
Khi cấp nguồn, đèn Q1 dẫn trước khiến áp Uc của Q1 giảm, làm áp Ub của Q1 qua C1 giảm, dẫn đến áp Uc của Q2 giảm và Q2 tắt Điều này làm áp Uc của Q2 tăng lên, qua đó làm áp Ub của Q1 tăng, xác lập trạng thái Q1 dẫn bão hòa và Q2 tắt Sau một khoảng thời gian t, dòng nạp qua R3 vào tụ C1 khiến điện áp tại đây vượt quá 0,6V, làm Q2 dẫn, làm áp Uc của Q2 giảm và quá trình lặp lại Quá trình này liên tục diễn ra và tạo thành dao động qua lại giữa hai transistor, với chu kỳ dao động phụ thuộc vào các giá trị của tụ C1, C2 và các điện trở R2, R3.
2.1.3 - Mạch dao động dùng IC (IC tạo dao động XX555 ; XX có thể là TA hoặc LA)
Hình 2.7 Mạch dao động tạo xung bằng IC 555
VCC cung cấp nguồn cho IC từ 4,5V đến 15V, trong đó đường mạch màu đỏ là dây dương và dây đen là dây âm Tụ 103 (10nF) kết nối từ chân 5 xuống mass là phần cố định và có thể bỏ qua mà không ảnh hưởng Khi điều chỉnh các điện trở R1, R2 và giá trị tụ C1, bạn có thể duy trì hoặc điều chỉnh tần số dao động và độ rộng xung theo ý muốn dựa trên công thức đã cung cấp.
T = Thời gian của một chu kỳ toàn phần tính bằng (s) f = Tần số dao động tính bằng (Hz)
R1 = Điện trở tính bằng ohm (W )
R2 = Điện trở tính bằng ohm ( W )
C1 = Tụ điện tính bằng Fara ( W )
Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 Tm : thời gian điện mức cao
Ts : thời gian điện mức thấp
Hình 2.8 Chu kỳ toàn phần T bao gồm thời gian có điện mức cao Tm và thời gian có điện mức thấp Ts
Bạn có thể tạo ra một dao động xung vuông với độ rộng Tm và Ts bất kỳ dựa trên các công thức đã đề cập Sau khi thiết lập xung có các thời gian Tm và Ts, ta xác định tổng chu kỳ T bằng tổng của Tm và Ts (T = Tm + Ts) Tần số dao động được tính bằng công thức f = 1/T, giúp điều chỉnh và kiểm soát chính xác các đặc tính của xung vuông trong các ứng dụng kỹ thuật.
* Thí dụ ta thiết kế mạch tạo xung như hình dưới đây
Hình 2.9 Mạch tạo xung có Tm = 0,1s , Ts = 1s
Mạch công suất
Khi không có tín hiệu vào, điện áp trên bazơ của T 1 ,T 2 so với emitơ của chúng đều bằng không (U BE1 và U BE2 ), điện áp ra tải bằng không
Khi có tín hiệu vào, tín hiệu này có dạng hình sin, phù hợp với đặc điểm của biến áp Do cấu tạo của biến áp BA 1, hai cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện hai nửa điện áp bằng nhau về biên độ nhưng ngược pha nhau, đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống.
Trong nửa chu kỳ dương của tín hiệu, hai cuộn thứ cấp của biến áp BA1 xuất hiện hai nửa điện áp có biên độ bằng nhau nhưng ngược pha nhau Các điện áp này được kết nối vào các tiếp điểm T1 và T2, dẫn tới T1 đóng (thông) và T2 mở (tắt), đảm bảo hoạt động đúng của mạch.
- T1 thực hiện KĐCS, trong mạch colectơ của T1 có dòng xoay chiều I C1 chạy từ : +U CC → W21 → CE của T1→ -U CC
Biến áp BA2 có cấu tạo đặc biệt, trong đó cảm ứng của I C1 dẫn dòng sang W2 tạo ra suất điện động cảm ứng Suất điện động này gây ra dòng điện I Rt chạy qua R t, làm xuất hiện điện áp ở bán chu kỳ dương Kết quả là trên tải có nửa sóng điện áp dương, đảm bảo truyền tải hiệu quả và ổn định năng lượng.
Khi tín hiệu vào trong nửa chu kỳ âm, điện áp trên cuộn thứ cấp của biến áp BA 1 đổi dấu gây ra T1 tắt, T2 dẫn thông, và T2 thực hiện quá trình kích từ cộng hưởng tự cảm (KĐCS) Trong mạch colectơ của T2, dòng dòng xoay chiều I C2 chạy theo hướng từ +UCC qua W22 đến cực CE của T2 rồi trở về -UCC, tạo thành vòng kín đảm bảo hoạt động ổn định của mạch.
Biến áp BA 2 có cấu tạo đặc trưng, tạo ra cảm ứng từ qua cuộn dây C2, gây ra suất điện động cảm ứng trên W2 Điều này làm dòng điện chảy qua R t, tạo ra điện áp ở bán chu kỳ âm Kết quả là trên tải xuất hiện nửa sóng điện áp âm, phản ánh hoạt động của biến áp trong quá trình biến đổi điện áp xoay chiều.
Quá trình khởi động diễn ra qua hai nửa chu kỳ của tín hiệu vào, trong đó nửa chu kỳ đầu (T1) hoạt động, tiếp theo là nửa chu kỳ sau (T2) hoạt động, giúp hai transistor luân phiên làm việc Nhờ đó, tín hiệu trên tải có đủ chu kỳ và hệ thống được khởi động lên K lần, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả.
Để bảo vệ nguồn và tải khi bị sét đánh hoặc điện áp vào tăng đột ngột, cần sử dụng các thiết bị lọc, loại bỏ hoặc giảm thiểu các xung nhiễu công nghiệp trên nguồn AC đi vào mạch nguồn ATX Nếu các nhiễu này không được kiểm soát, chúng có thể gây cháy nổ mạch nguồn, hỏng tải và làm giảm độ ổn định hoạt động của hệ thống.
Ngắt mở theo xung kích thích giúp tạo ra dòng điện không liên tục trên biến áp chính, từ đó khai thác hiện tượng cảm ứng điện từ để sinh điện áp cảm ứng trên cuộn thứ cấp Quá trình này đảm bảo hiệu quả trong truyền tải điện năng và tối ưu hóa hoạt động của máy biến áp Việc kiểm soát xung kích thích đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất hệ thống điện.
Tải của công suất chính trong hệ thống biến áp đóng vai trò tạo ra điện áp ở phía thứ cấp Đồng thời, nó còn giúp cách ly giữa khối sơ cấp và khối thứ cấp, qua đó loại bỏ điện áp cao của mạch sơ cấp để bảo vệ tải và người sử dụng khỏi các nguy cơ điện giật và hỏng hóc.
(4) Là một mạch nghịch lưu công suất nhỏ, có thể dùng dao động riêng hoặc blocking
(5) Là tải của công suất cấp trước, nhằm tạo ra điện áp cấp trước gồm 2 mức : 5V, 12-16V cung cấp cho dao động, PS-ON, STB và khuyếch đại kích thích
(6) Nắn, lọc, ổn áp đưa ra các điện áp một chiều standby
Mạch dao động RC tạo ra xung vuông với tần số cố định, ví dụ các nguồn cũ có tần số 13KHz và nguồn mới là 19KHz Xung này được gửi tới điều khiển công suất chính để đóng/mở, giúp điều chỉnh công suất hiệu quả Độ rộng xung (tx) của tín hiệu dao động thay đổi theo điện áp ra; khi điện áp cao hơn mức thiết kế, độ rộng xung sẽ giảm, còn khi điện áp thấp hơn, độ rộng xung sẽ tăng lên Chính nhờ đó, IC điều khiển dao động được gọi là PWM (Pulse Width Modulation – điều khiển độ rộng xung), giúp điều chỉnh công suất một cách linh hoạt và chính xác.
(8) Khuyếch đại tăng cường biên độ xung điều khiển Đầu vào của mạch chính là xung vuông ra từ mạch dao động
Là tải của mạch khuyếch đại dao động kích thích có vai trò chính trong việc truyền xung kích thích sang công suất chính, đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống Đồng thời, thiết bị này còn giữ vai trò cách ly giữa phần sơ cấp và thứ cấp, giúp đảm bảo an toàn và ổn định cho toàn bộ mạch Việc lựa chọn tải phù hợp không những tối ưu hóa quá trình truyền tín hiệu mà còn giữ cho mạch hoạt động ổn định, tránh nhiễu loạn không mong muốn.
Hệ thống cung cấp điện bao gồm các mạch nắn, lọc, ổn áp giúp chuyển đổi điện áp xoay chiều thành các mức điện áp một chiều ổn định Đầu vào của hệ thống là điện áp xoay chiều lấy từ biến áp công suất chính, còn đầu ra cung cấp các mức điện áp một chiều ổn định phù hợp để truyền đến jack ATX Quá trình này đảm bảo nguồn điện ổn định và an toàn cho các thiết bị điện tử sử dụng nguồn từ nguồn cấp dựa trên biến áp và mạch chỉnh lưu.
Mạch hồi tiếp ổn định điện áp giúp ngắt dao động khi điện áp ra vượt quá giới hạn, bảo vệ mạch nguồn và tải khỏi nguy cơ hư hỏng Ngoài ra, hệ thống này còn tự động ngắt dao động khi phát hiện chập tải, đảm bảo an toàn và kéo dài tuổi thọ cho các thiết bị điện.
Mạch khuyếch đại thuật toán bắt đầu hoạt động ngay sau khi bật máy, tạo ra điện áp PG với thời điểm xuất hiện trễ hơn các điện áp chính từ 0.2-0.5 giây để đảm bảo các điện áp ra đã ổn định PG sau đó được đưa vào main nhằm kích thích tất cả các mạch trên bo mạch chính bắt đầu hoạt động đồng bộ, giúp hệ thống hoạt động trơn tru và chính xác hơn.
Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng
- Phát hiện thấy đứt cầu chì, chập một hoặc nhiều đi ốt, đứt điện trở nhiệt
- Đo đèn công suất của nguồn cấp trước thấy bình thường nhưng hai đèn công suất của nguồn chính bị hỏng
Nguồn 5V STB ra thấp và tự kích (đo thấy kim dao động)
Bước 1 – Kiểm tra khi nhận thiết bị
Chập chân PON xuống Mass và quan sát quạt nguồn
Khi quạt nguồn không quay, kiểm tra điện áp tại chân dây màu tím của thẻ STB cho thấy điện áp 5V ra thấp và dao động, điều này cho thấy nguồn cấp trước đã gặp sự cố Việc đo điện áp 5V tại chân này giúp xác định chính xác vấn đề về nguồn cung cấp, từ đó có hướng xử lý phù hợp để khắc phục lỗi không hoạt động của quạt nguồn.
Với hiện tượng trên, nguồn Stanby vẫn cso điện áp ra tuy thấp và tự kích nhưng ta có thể xác địn rằng:
- Điện áp 300DC đầu vào đã có
- Các linh kiện đầu vào vẫn tốt (Cầu chì, điện trở nhiệt, cầu đi ốt chỉnh lưu – vẫn tốt)
- Các đèn công suất không bị chập (kể cả nguồn cấp trước và nguồn chính)
- Các linh kiện tham gia tọa dao động cho nguồn Stanby vẫn tốt (R mồi và R-C hồi tiếp vẫn tốt)
Sau khi xem lại nguyên lý ta có thể suy ra nguyên nhân của hiện tượng trên như sau:
Do chập phụ tải của nguồn cấp trước, khi hoạt động mạch bảo vệ hoạt động và ngắt điện áp:
- Chập Diode chỉnh lưu điện áp ra của nguồn cấp trước (Ví dụ chập đi ốt D7 và D9 ở sơ đồ bên dưới)
- Chập phụ tải của nguồn cấp trước (chập IC dao động cho nguồn chính như IC TL494 ở sơ đồ bên dưới)
Do hỏng các linh kiện của mạch hồi tiếp so quang (nếu có)
- Do đứt các điện trở lấy mẫu (ví dụ đứt R19 và R27)
- Do hỏng IC khuếch đại áp lấy mẫu KA431
- Do hỏng IC so quang (Opto)
Quy trình và kiểm tra sửa chữa
4.1 Quy trình và kiểm tra sửa chữa hiện tượng 1
Bước 1: Tháo đèn công suất của nguồn chính đang bị chập ra ngoài
Bước 2: Sau khi thay thế cầu chì, điện trở nhiệt và các đi ốt bị hỏng
Bươc 3: Sau đó cấp điện cho bộ nguồn, đo điện áp trên hai tụ lọc nguồn chính xem có điện áp chưa và có cân bằng không?
Bước 4: Sau khi sửa xong, ta cấp điện cho nguồn và đo điện áp trên sợi dây màu tím nếu có 5V STB thì nguồn đã hoạt động tốt
4.2 Quy trình kiểm tra và sửa chữa hiện tượng 2
Hình 2.11 Linh kiện nguồn ATX
- Ta kiểm tra đi ốt chỉnh lưu điện áp ra, nếu thấy bị chập thì cần thay đi ốt mới (lưu ý- đây là đi ốt cao tần)
- Tạm thời hút chân (12) là chân Vcc của IC dao động TL494 ra (để loại trừ nguyên nhân do chập IC này)
- Nếu vẫn chưa hết thì bạn thay IC khuếch đại lấy mẫu TL431
- Nếu chưa hết thì thay IC So quang
1 Hãy phân tích sơ đồ mạch dao động sử dung IC TL494?
2 Nêu nguyên tắc tạo dao động của mạch dao động dùng IC TL494?
3 Nêu và Phân tích các hư hỏng trong phần mạch dao động, cách khắc phục?
SỬA CHỮA MẠCH ỔN ÁP
MÃ BÀI: MĐ20-03 Giới thiệu:
Khóa học sửa chữa mạch ổn áp gồm tổng cộng 12 giờ, trong đó có 8 giờ lý thuyết giúp cung cấp kiến thức cơ bản về mạch ổn áp, bao gồm khả năng phân tích sơ đồ mạch Phần thực hành kéo dài 8 giờ nhằm nâng cao kỹ năng khắc phục các sự cố thường gặp trong mạch ổn áp Để tham gia hiệu quả, người học cần có kiến thức nền tảng về đặc tính điện áp trước khi bắt đầu bài học.
AC, DC, cách đo giá trị điện áp và các linh kiện điện tử như diode, transitor, biến áp,
- Phân tích được sơ đồ mạch ổn áp
- Khắc phục được các sự cố hư hỏng mạch ổn áp
- Tính cẩn thận, tỉ mỉ, đảm bảo an toàn tuyệt đối trong công việc
Máy biến thế gồm hai cuộn dây quấn trên cùng một lõi sắt từ, mỗi cuộn dây được chế tạo từ nhiều vòng dây sát nhau nhưng cách điện nhờ lớp chất cách điện bọc ngoài từng sợi dây Lõi sắt của máy biến thế được làm từ nhiều lá sắt mỏng ghép sát nhau nhằm giảm thiểu tác dụng của dòng điện Fu- cô, qua đó hạn chế nhiệt sinh ra và giảm hao phí năng lượng.
Hình 3.1 Sơ đồ biến áp
Hình 3.2 Nguyên lý hoạt động của biến áp
- Khi nối cuộn sơ cấp N1 với nguồn điện xoay chiều sơ cấp điện Áp U1.Dòng điện đi qua cuộn dây N1 sinh ra từ thông cảm ứng biến thiên Φ
Hệ thống sử dụng mạch từ khép kín, giúp tạo ra từ thông móc vòng qua cuộn dây N2 và N1 Từ thông qua cuộn N2 gây ra sức điện động cảm ứng E2 tỷ lệ thuận với số vòng N2, trong khi trong cuộn N1, sức tự cảm E1 cũng tỷ lệ thuận với số vòng N1 Điều này đảm bảo sự cân bằng và tối ưu hóa hiệu suất trong mạch từ và cảm ứng điện từ.
- Nối cuộn N2 với tải ta có nguồn điện thứ cấp U2
3 Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng
Hiện tượng: Điện áp 5V Stanby có ra đủ nhưng khi chập chân P.ON xuống mass thì quạt nguồn không quay
Bước 1 – Kiểm tra khi nhận thiết bị
Chập chân PON xuống Mass và quan sát quạt nguồn
Thấy quạt nguồn không quay
Thấy quạt nguồn không quay
Vì điện áp cấp trước có 5V STB nên ta suy ra
- Điện áp đầu vào 300V Dc vẫn có, các linh kiện đầu vào tốt
- Nguồn cấp trước đã hoạt động tốt
- Các đèn công suất của nguồn chính không bị chập
Vậy hiện tượng hư hỏng ở trên là do những nguyên nhân sau đây
- Mạch bảo vệ của nguồn chính bị hỏng hoặc IC bảo vệ (không đưa được lệnh P.ON đến chân IC dao động)
- IC dao động của nguồn chính bị hỏng
- Một hoặc cả 2 đèn công suất bị hỏng
- Biến áp đảo pha bị hỏng
Hình 3.3 Mạch biến áp trên bộ nguồn
4 Quy trình và kiểm tra sửa chữa
Kiểm tra đèn công suất có bị hỏng không?
Kiểm tra biến áp đảo pha có bị hỏng không?
Hình 3.4 Biến áp trên bộ nguồn
Hình 3.4 Sơ đồ mạch điện áp ra cao
Hình 3.4 Sơ đồ mạch điện áp của các đèn đảo pha khi nguồn ở chế độ hoạt động (P.ON xuống mức thấp =0V)
Hình 3.4 Sơ đồ linh kiện biến áp và IC của nguồn
- Thay IC dao động TL494
- Thay IC bảo vệ LM339
- Thay biến áp đảo pha
Câu 1: Điện áp 5V STB ra không ổn định, đo kiểm dưới 5V ?
Câu 2: Điện áp đầu ra mất 3,3 V, 5V hoặc 12 V?
Câu 3: Điện áp ra đầy đủ nhưng khi khởi động máy tính, máy tính không hoạt động? Thế nào là hiện tượng sụt áp?
SỬA CHỮA MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Mã bài: MĐ20-04 Giới thiệu:
Chương trình sửa chữa mạch điều khiển gồm 11 giờ học, trong đó 6 giờ lý thuyết giúp học viên nắm vững kiến thức cơ bản về các loại mạch điều khiển, cách nhận biết và sửa chữa các hư hỏng Các học phần này giúp người học phân tích nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển Thực hành trong 5 giờ thiết kế kỹ năng khắc phục các sự cố thường gặp trên mạch điều khiển Để theo kịp chương trình, học viên cần có kiến thức nền về các mạch điện như mạch chỉnh lưu dùng diode, linh kiện điện tử như tụ điện, điện trở, diode và biết cách xác định linh kiện hỏng, đo đạc điện áp DC, dạng sóng điện áp DC và các phương pháp đo điện áp hiệu quả.
- Phân tích được sơ đồ mạch điều khiển;
- Khắc phục được các sự cố hư hỏng mạch điều khiển;
- Tính cẩn thận, đảm bảo an toàn tuyệt đối trong công việc
Hình 4.1 Sơ đồ mạch nguồn ATX
Để bảo vệ nguồn và tải khi bị sét đánh hoặc điện áp vào tăng đột ngột, cần sử dụng các thiết bị lọc nhiễu để giảm thiểu các xung nhiễu công nghiệp từ nguồn AC Việc loại bỏ hoặc giảm thiểu nhiễu này qua nguồn AC giúp ngăn chặn các nguy cơ cháy nổ mạch nguồn và tải, đồng thời nâng cao độ ổn định hoạt động của hệ thống.
Ngắt mở theo xung kích thích tạo ra dòng điện không liên tục trên biến áp chính Điều này tận dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để sinh ra điện áp cảm ứng trên cuộn thứ cấp của biến áp Quá trình này giúp tối ưu hóa hiệu quả truyền tải năng lượng và cải thiện khả năng làm việc của hệ thống điện.
Biến áp chủ yếu chịu trách nhiệm truyền tải công suất, đồng thời tạo ra điện áp ở cấp thứ cấp Nó còn có chức năng cách ly giữa khối sơ cấp và thứ cấp nhằm loại bỏ nhiễu điện áp cao của sơ cấp, bảo vệ tải và người sử dụng.
(4) Là một mạch nghịch lưu công suất nhỏ, có thể dùng dao động riêng hoặc blocking
(5) Là tải của công suất cấp trước, nhằm tạo ra điện áp cấp trước gồm 2 mức : 5V, 12-16V cung cấp cho dao động, PS-ON, STB và khuyếch đại kích thích
(6) Nắn, lọc, ổn áp đưa ra các điện áp một chiều standby
(7) Là một mạch dao động RC nhằm tạo ra xung vuông có tần số cố định Xung này được gửi tới điều khiển công suất chính đóng/mở
(8) Khuyếch đại tăng cường biên độ xung điều khiển Đầu vào của mạch chính là xung vuông ra từ mạch dao động
Là tải của mạch khuyếch đại dao động kích thích giúp chuyển xung kích thích sang công suất chính một cách hiệu quả Nó đảm bảo truyền năng lượng chính xác mà không làm mất đi sự cách ly giữa phần sơ cấp và thứ cấp của hệ thống.
Hệ thống bao gồm các mạch nắn, lọc và ổn áp để biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện DC ổn định Đầu vào của hệ thống là điện áp xoay chiều lấy từ biến áp chính có công suất lớn, trong khi đầu ra cung cấp các mức áp DC ổn định phù hợp để cấp nguồn cho jack ATX của thiết bị Quá trình này giúp đảm bảo nguồn điện luôn ổn định, giảm thiểu nhiễu và bảo vệ các linh kiện điện tử khỏi các dao động không mong muốn.
Mạch hồi tiếp ổn định điện áp giúp ngắt dao động khi điện áp ra vượt quá giới hạn, đảm bảo an toàn cho hệ thống Ngoài ra, mạch còn tự động ngắt dao động khi phát hiện có chập tải, nhằm bảo vệ nguồn cấp và tải khỏi những hư hỏng nghiêm trọng Điều này giúp duy trì hoạt động ổn định của thiết bị và kéo dài tuổi thọ của hệ thống điện.
Mạch khuyếch đại thuật toán hoạt động sau khi nguồn điện được bật, giúp tạo ra điện áp PG Thời điểm xuất hiện của điện áp PG sẽ trễ hơn so với các điện áp chính, đảm bảo quá trình hoạt động chính xác và ổn định của hệ thống.
Trong quá trình khởi động, khoảng thời gian từ 0.2 đến 0.5 giây được dành để chờ điện áp ra ổn định, đảm bảo các thông số kỹ thuật hoạt động chính xác Sau đó, PG được đưa vào main và kích thích các mạch điện trên main bắt đầu hoạt động cùng lúc, giúp đồng bộ các tín hiệu và đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả Quá trình này đảm bảo sự ổn định và phối hợp chính xác của các thành phần trong hệ thống.
Nguồn chính có các mạch cơ bản như:
- Mạch tạo dao động (sử dụng IC tạo dao động)
- Biến áp đảo pha đưa các tín hiệu dao động đến điều khiển các đèn công suất
- Các đèn khuếch đại công suất
- Biến áp chính (lấy ra điện áp thứ cấp)
- Các đi ốt chỉnh lưu đầu ra
- Mạch lọc điện áp ra
Khi cắm điện AC 220V, điện mạch chỉnh lưu sẽ cung cấp điện áp 300V
DC cho nguồn cấp trước và mạch công suất của nguồn chính
Nguồn cấp trước (Stanby) hoạt động và cung cấp điện áp 12V cho IC dao động, đồng thời cung cấp điện áp 5V STB cho mạch khởi động trên Mainboard
Khi có lệnh P.ON ở mức thấp, tín hiệu này kích hoạt IC dao động hoạt động để tạo ra hai tín hiệu dao động ngược pha Các tín hiệu này được khuếch đại qua hai đèn đảo pha, sau đó truyền qua biến áp đảo pha nhằm điều khiển các đèn công suất Quá trình này đảm bảo hoạt động chính xác của hệ thống điều khiển đèn công suất trong mạch điện.
Khi các đèn công suất hoạt động, chúng tạo ra điện áp xung tại điểm giữa Điện áp này sau đó được chuyển qua biến áp chính, rồi qua tụ gốm và trở về điểm giữa của hai tụ lọc nguồn để duy trì sự ổn định của nguồn cấp.
Các điện áp thứ cấp được lấy ra từ biến áp chính được chỉnh lưu và lọc thành điện áp DC bằng phẳng cung cấp cho Mainboard
Lệnh điều khiển nguồn chính: (Chân P.ON đưa qua dây mầu xanh lá cây từ Mainboard lên)
- Lệnh P.ON từ Mainboard đưa lên theo dây mầu xanh lá cây là lệnh điều khiển nguồn chính hoạt động
- Khi chân lệnh P.ON = 0V là nguồn chính chạy, khi chân P.ON = 3 đến 5V là nguồn chính tắt
Tín hiệu bảo vệ Mainboard (Chân P.G đi qua dây mầu xám xuống Mainboard)
Chân P.G (Power Good) luôn được kết nối từ nguồn chính xuống mainboard để kiểm tra tình trạng hoạt động của nguồn Khi chân này có điện áp từ 3 đến 5V, tức là nguồn chính hoạt động bình thường Ngược lại, nếu chân P.G có điện áp bằng 0V, điều đó cho thấy nguồn chính đang gặp sự cố hoặc không hoạt động đúng.
Điện áp cung cấp cho nguồn chính hoạt động
- Điện áp cung cấp cho mạch công suất là điện áp 300V DC từ bên sơ cấp
- Điện áp cấp cho mạch dao động và mạch bảo vệ là điện áp 12V DC lấy từ thứ cấp của nguồn Stanby
Nhận biết các linh kiện trên vỉ nguồn:
- Đi ốt chỉnh lưu điện áp đầu ra là đi ốt kép có 3 chân trống giống đèn công suất
- Các cuộn dây hình xuyến gồm các dây đồng quấn trên lõi ferit có tác dụng lọc nhiễu cao tần
- Các tụ lọc đầu ra thường đứng cạnh bối dây nguồn
- IC tạo dao động – Thường có số là: AZ750 hoặc TL494
- IC bảo vệ nguồn – thường dùng IC có số là LM339
Hình 4.2 Sơ đồ mạch nguồn ATX
- Biến áp chính luôn luôn là biến áp to nhất mạch nguồn
- Biến áp đảo pha là biến áp nhỏ và luôn luôn đứng giữa ba biến áp
- Hai đèn công suất của nguồn chính thường đứng về phía các đèn công suất
Hình 4.2 Đèn công suất của nguồn
3 Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng
Hiện tượng: Điện áp 5V STB ra đủ, khi chập chân P.ON xuống mass thì quạt nguồn chỉ hơi lắc lư rồi tắt
Chập chân PON xuống Mass và quan sát quạt nguồn
Thấy quạt nguồn không quay
Thấy quạt nguồn chỉ hơi lắc lư rồi tắt
Chập các điốt chỉnh lưu điện áp ra của nguồn chính bao gồm các đi ốt chỉnh lưu cho điện áp 12V, 5V, 3,3V và -12V
Chập các tụ lọc trên các đường điện áp ra của nguồn chính
Do mạch bảo vệ bị hỏng nên dò sai, không chập phụ tải nhưng vẫn ngắt lệnh P.ON đi vào IC
4 Quy trình và kiểm tra sửa chữa
Ta cần kiểm tra kỹ các Diode chỉnh lưu điện áp ra của nguồn chính
Hình 4.3 Diode chỉnh lưu của nguồn
Cần kiểm tra kỹ các đi-ốt kép chỉnh lưu điện áp ra để đảm bảo chúng không bị dò hoặc chập, vì hiện tượng này có thể gây mất ổn định nguồn và làm quạt nguồn qua lại rồi tắt liên tục Đo kiểm tra các điện áp 3.3V, 5V, và 12V để đảm bảo nguồn cấp ổn định và hoạt động đúng chức năng.
Hình 4.4 Diode chỉnh lưu của nguồn
Chỉnh đồng hồ về thang 1 ôm
- Que đỏ đặt vào mass (dây đen)
- Que đen đặt vào đường 12V (dây màu vàng)
Suy ra, nếu thấy có trở kháng khoảng 80 đến 100 ôm là bình thường
Nếu điện trở kháng bằng 0 là bị chập, thường là chập điốt chỉnh lưu 12V
Chỉnh đồng hồ về thang 1 ôm
- Que đỏ đặt vào mass (dây đen)
- Que đen đặt vào đường 5V (dây màu đỏ)
Suy ra, nếu thấy có trở kháng khoảng 90 đến 100 ôm là bình thường
Nếu điện trở kháng bằng 0 là bị chập, thường là chập điốt chỉnh lưu 5V
Chỉnh đồng hồ về thang 1 ôm
- Que đỏ đặt vào mass (dây đen)
- Que đen đặt vào đường 3.3V (dây màu cam) Suy ra, nếu thấy có trở kháng khoảng 50 đến 60 ôm là bình thường
Nếu điện trở kháng bằng 0 là bị chập, thường là chập điốt chỉnh lưu 3.3V
Câu 1: Khi có hiện tượng điện áp các DC ra thấp hoặc cao hơn định mức, phân tích nguyên nhân và phương pháp sửa chữa?
Câu 2: Điện áp 5V STB ra đủ nhưng khi chập chân P.ON xuống mass quạt nguồn quay vài vòng rồi tắt, phân tích nguyên nhân và phương pháp sửa chữa?