Đề cương bài giảng hệ thống cơ điện tử ô tô 1

Phân loại tụ điện Có nhiều loại tụ điện, thông th-ờng ng-ời ta phân tụ điện làm 2 loại là: * Tụ điện có trị số điện dung cố định: Loại này th-ờng đ-ợc gọi tên theo vật liệu chất điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ 1

SỐ TÍN CHỈ: 03

LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Hưng Yên - 2015

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ

MỤC LỤC CHƯƠNG 1 + 2 ch-ơng I: các vấn đề chung 1.1 các kháI niệm, quy -ớc và mã cơ bản 1

1.1.1 Điện áp 1

1.1.2 Dòng điện 1

1.1.3 Điện trở 1

1.1.4 Nguồn điện 1

1.1.5 Định luật Ôm cho một đoạn mạch 1

1.1.6 Định luật Ôm cho nhánh có nguồn 2

1.1.7 Xung (pick - up) 2

1.2 Linh kiện điện và điện tử cơ bản 3

1.2.1 Linh kiện thụ động 3

1.2.1.1 Điện trở 3

1.2.1.2 Tụ điện 7

1.2.2 Linh kiện bán dẫn 11

1.2.2.1 Chất bán dẫn 11

1.2.2.2 Lớp tiếp xúc P-N 13

1.2.2.3 Điốt bán dẫn 14

1.2.2.4 Tranzito bán dẫn 16

1.2.2.5 Tranzito tr-ờng (FET _ Field- Effect Transistor) 21

1.3 Các thiết bị nguồn và giắc 30

1.3.1 Cầu chì 30

1.3.2 Rơ le điện từ 31

1.3.3 Giắc 33

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 46

2.3 Các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện 49

2.3.1 ắc quy 49

2.3.2 Máy phát (Alternator) 51

2.3.3 Bộ tiết chế IC 56

+ UAB : là điện áp giữa hai điểm A, B của mạch

+ VA, VB : là điện thế của A và B so với gốc (điểm mát)

1.1.5 Định luật Ôm cho một đoạn mạch

- Cho một đoạn mạch có điện trở R đặt vào điện áp U

Quan hệ giữa dòng điện và điện áp đ-ợc biểu diễn theo định

luật Ôm: I = U/R

Trong đó: I - dòng điện trong mạch tỷ lệ thuận với điện áp và tỷlệ nghịch với điện trở

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 2

1.1.6 Định luật Ôm cho nhánh có nguồn

Cho nhánh có nguồn suất điện động E và điện trở trong Ri

Định luật Ôm cho nhánh có nguồn là:

U = E - RiI Th-ờng điện trở nguồn rất nhỏ:

+ Khi mạch hở (không tải) I = 0, do đó U = E

+ Khi điện trở mạch ngoài rất nhỏ so với điện trở trong của nguồn U = 0 gọi nguồn bị ngắn mạch, lúc đó: I = E/Ri

Hình 1.3: Minh hoạ mối quan hệ U-I-R-E

1.1.7 Xung (pick - up)

- Là tín hiệu (điện áp hay dòng điện) biến đổi theo thời gian d-ới dạng rời rạc (gián

đoạn) Nó xuất hiện một cách đột ngột rồi mất đi trong một khoảng thời gian

Xung điện có thể là xung một chiều hoặc xoay chiều

Hình 1.4: Một số dạng xung cơ bản trên ôtô

1.2 Linh kiện điện và điện tử cơ bản

1.2.1 Linh kiện thụ động

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 4

Bảng 1.1: Cách ghi và đọc giá trị điện trở

* Giá trị điện trở đ-ợc sơn bằng mã màu

Tuỳ theo số vạch màu trên điện trở (4, 5 hay 6 vạch) ý nghĩa của từng vạch đ-ợc minh hoạ bằng hình vẽ sau:

Hình 1.7: Mã màu điện trở

+ Điện trở có 4 vòng màu: Đây là điện trở th-ờng gặp nhất

Hình 1.8: Điện trở có 4 vòng màu

Vòng thứ nhất: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở

Vòng thứ hai: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở

Vòng thứ ba: Chỉ hệ số nhân với số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở Vòng thứ t-: Chỉ sai số giá trị điện trở

Ví dụ: Điện trở có 4 vòng màu theo thứ tự: Vàng, tím, cam, Nhũ bạc

Giá trị điện trở là:

Kết quả: R = 47.000 hay 47K , Sai số 10%

+ Điện trở có 5 vòng màu: Là điện trở có độ chính xác cao

Hình 1.9: Điện trở có 5 vòng màu

Vòng thứ nhất: Chỉ giá trị hàng trăm trong giá trị điện trở

Vòng thứ hai: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở

Vòng thứ ba: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở

Vòng thứ t-: Chỉ hệ số nhân với số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở Vòng thứ năm: Chỉ sai số giá trị điện trở

Ví dụ: Điện trở có 5 vòng màu, theo thứ tự: Nâu, tím, đỏ, đỏ, nâu

Phân loại điện trở có nhiều cách Thông dụng nhất là phân chia điện trở thành hai loại:

điện trở có trị số cố định và điện trở có trị số thay đổi đ-ợc (biến trở).Trong mỗi loại này

đ-ợc phân chia theo các chỉ tiêu khác nhau thành các loại nhỏ hơn nh- sau:

* Điện trở có trị số cố định: Điện trở có trị số cố định th-ờng đ-ợc phân loại theo vật

liệu cản điện nh-:

+ Điện trở than tổng hợp (than nén)

+ Điện trở than nhiệt giải hoặc than màng (màng than tinh thể)

+ Điện trở dây quấn gồm sợi dây điện trở dài (dây NiCr hoặc manganin, constantan)

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 6

+ Điện trở màng kim, điện trở màng oxit kim loại hoặc điện trở miếng: điện trở miếng thuộc thành phần vi điện tử Dạng điện trở miếng thông dụng là đ-ợc in luôn trên tấm ráp mạch

+ Điện trở cermet (gốm kim loại)

Dựa vào ứng dụng điện trở đ-ợc phân loại nh- liệt kê trong bảng sau:

Bảng 1.2: Các đặc tính chính của điện trở cố định tiêu biểu

Hình 1.10: Hình dạng bên ngoài của một số điện trở cố định

* Điện trở có trị số thay đổi đ-ợc (biến trở):

Biến trở có hai dạng:

+ Dạng kiểm soát dòng công suất lớn dùng dây quấn Loại này ít gặp trong các mạch điện trở

+ Dạng th-ờng dùng hơn là chiết áp Cấu tạo của biến trở so với điện trở cố định chủ yếu là có thêm một kết cấu con chạy gắn với một trục xoay để điều chỉnh trị số điện trở Con chạy có kết cấu kiểu xoay(chiết áp xoay) hoặc theo kiểu tr-ợt (chiết áp tr-ợt) Chiết áp có 3

đầu ra, đầu giữa ứng với con tr-ợt còn hai đầu ứng với hai đầu điện trở

Hình 1.11: Cấu trúc của một chiết áp dây quấn

* Một số điện trở đặc biệt:

- Điện trở nhiệt Tecmixto: Đây là một linh kiện bán dẫn có trị số điện trở thay đổi theo nhiệt độ Khi ở nhiệt độ bình th-ờng thì Tecmixto là một điện trở, nếu nhiệt độ càng tăng cao thì điện trở của nó càng giảm

Hình 1.12: Ký hiệu của Tecmixto trên sơ đồ mạch

- Điện trở Varixto: Đây là linh kiện bán dẫn có trị số điện trở thay đổi đ-ợc khi ta thay đổi điện áp đặt lên nó Khi không có điện áp đặt lên nó hoặc đặt điện áp thấp, trị số

điện trở của nó rất lớn, cỡ 100KΩ trở lên Nh-ng khi giá trị điện áp đặt trên nó tăng dần, trị

số điện trở của nó giảm dần về 0 ở giá trị điện áp 60 V

Hình 1.13: Ký hiệu của varixto trên sơ đồ mạch

1.2.1.2 Tụ điện

a Khái niệm

Là một thiết bị có thể tích trữ các điện tích khi cấp lên nó một điện áp

Là linh kiện thụ động đ-ợc sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử Nó đ-ợc cấu

tạo từ hai bản cực làm bằng hai chất dẫn điện (Kim loại) đặt song song nhau, ở giữa có một lớp cách điện (Điện môi)

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 8

Ng-ời ta th-ờng dùng các chất: Thuỷ tinh, gốm sứ, mica, giấy, dầu, paraffin, không khí để làm chất điện môi

Hình 1.14: Cấu tạo tụ điện

Ký hiệu của tụ điện trên sơ đồ mạch:

Hình 1.15: Ký hiệu của tụ điện trên sơ đồ mạch

b Cách ghi và đọc giá trị tụ điện

Hai tham số quan trọng nhất th-ờng đ-ợc ghi trên thân tụ điện là trị số điện dung (kèm theo dung sai sản xuất) và điện áp làm việc

- Cách ghi trực tiếp: Ghi trực tiếp là cách ghi đầy đủ các tham số và đơn vị đo của

chúng Cách này chỉ dùng cho loại tụ điện có kích th-ớc lớn

- Cách ghi gián tiếp theo quy -ớc: Cách ghi gián tiếp theo quy -ớc Tụ điện có tham

số ghi theo qui -ớc th-ờng có kích th-ớc nhỏ và điện dung ghi theo đơn vị pF

Có rất nhiều quy -ớc khác nhau nh- quy -ớc mã, quy -ớc màu ở đây ta chỉ nêu một

số quy -ớc thông dụng

+ Ghi theo quy -ớc số: cách ghi này th-ờng gặp ở các tụ Pôlystylen

VD: Trên thân tụ ghi 47/630: có nghĩa tử số là giá trị điện dung bằng 47pF; mẫu số là

điện áp làm việc một chiều bằng 630V(dc)

+ Ghi theo quy -ớc mã: Giống nh- ở điện trở, mã gồm các chữ số chỉ trị số điện

dung và chữ cái chỉ % dung sai

Tụ có kích th-ớc nhỏ th-ờng đ-ợc ghi theo quy -ớc sau: ví dụ trên tụ ghi 204 nghĩa là trị số của điện dung 20.0000pF Vdc

Tụ Tantan là tụ phân cực th-ờng đ-ợc ghi theo đơn vị F cùng điện áp làm việc và cực tính rõ ràng

+ Ghi theo quy -ớc màu: Tụ điện cũng giống nh- điện trở đ-ợc ghi theo quy -ớc

màu Quy -ớc màu cũng có nhiều loại: loại 4 vạch, loại 5 vạch màu Nhìn chung các vạch màu quy -ớc gần giống điện trở

Hình 1.16: Mã màu của tụ điện

Bảng quy -ớc mã màu trên tụ điện:

Bảng 1.3: Quy -ớc mã màu trên tụ điện

c Phân loại tụ điện

Có nhiều loại tụ điện, thông th-ờng ng-ời ta phân tụ điện làm 2 loại là:

* Tụ điện có trị số điện dung cố định:

Loại này th-ờng đ-ợc gọi tên theo vật liệu chất điện môi và công dụng của chúng nh- trong bảng sau:

Bảng phân loại tụ điện theo vật liệu và công dụng:

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 10

Bảng 1.4: Bảng phân loại tụ điện theo vật liệu và công dụng

* Tụ điện có trị số điện dung thay đổi đ-ợc:

Tụ điện có trị số điện dung thay đổi đ-ợc là loại tụ trong quá trình làm việc ta có thể

điều chỉnh thay đổi trị số điện dung của chúng Tụ có trị số điện dung thay đổi đ-ợc có nhiều loại, thông dụng nhất là loại đa dụng và loại điều chuẩn

- Loại đa dụng còn gọi là tụ xoay: tụ xoay đ-ợc dùng làm tụ điều chỉnh thu sóng trong các máy thu thanh Tụ xoay có thể có 1 ngăn hoặc nhiều ngăn Mỗi ngăn có các lá

động xen kẽ, đối nhau với các lá tĩnh, chế tạo từ nhôm Chất điện môi có thể là không khí, mica, màng chất dẻo, gốm

- Tụ vi điều chỉnh (th-ờng gọi là tụ Trimcap): Loại này có nhiều kiểu Chất điện môi

cũng dùng nhiều loại nh- không khí, màng chất dẻo, thuỷ tinh hình ống Để thay đổi trị số

điện dung ta dùng Tuốc-nơ-vít để thay đổi vị trí giữa hai lá động và lá tĩnh

Hình 1.17: Một số loại tụ điện th-ờng gặp

1.2.2 Linh kiện bán dẫn

1.2.2.1 Chất bán dẫn

Hầu hết các chất bán dẫn đều có các nguyên tử sắp xếp theo cấu tạo tinh thể Hai chất bán dẫn đ-ợc dùng nhiều nhất trong kỹ thuật chế tạo linh kiện điện tử là Silicium và Germanium Mỗi nguyên tử của hai chất này đều có 4 điện tử ở ngoài cùng kết hợp với 4

điện tử kế cận tạo thành 4 liên kết hoá trị Vì vậy, tinh thể Ge và Si ở nhiệt độ thấp là các chất cách điện

Hình 1.18: Tinh thể chất bán dẫn ở nhiệt độ thấp (T=0 0 K)

Nếu ta tăng nhiệt độ tinh thể, nhiệt năng sẽ làm tăng năng l-ợng một số điện tử và làm gãy một số nối hoá trị Các điện tử ở các nối bị gãy rời xa nhau và có thể di chuyển dễ dàng trong mạng tinh thể d-ới tác dụng của điện tr-ờng Tại các nối hoá trị bị gãy ta có các lỗ trống (hole) Về ph-ơng diện năng l-ợng, ta có thể nói rằng nhiệt năng làm tăng năng l-ợng các điện tử trong dải hoá trị

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 12

Hình 1.19: Tinh thể chất bán dẫn ở nhiệt độ cao (T=300 0 K)

Khi năng l-ợng này lớn hơn năng l-ợng của dải cấm (0.7eV đối với Ge và 1.12eV đối với Si), điện tử có thể v-ợt dải cấm vào dải dẫn điện và chừa lại những lỗ trống (trạng thái năng l-ợng trống) trong dải hoá trị Ta gọi n là mật độ điện tử tự do trong dải dẫn điện và p

là mật độ lỗ trống trong dải dẫn điện Nếu n = p ta gọi là chất bán dẫn thuần Thông th-ờng chế tạo loại chất bán dẫn này rất khó khăn

Hình 1.20: Tinh thể chất bán dẫn loại N

Khi ta tăng nhiệt độ của tinh thể, một số hoá trị bị gãy, ta có những lỗ trống trong dải hoá trị và những điện tử trong dải dẫn điện Ngoài ra, hầu hết các điện tử d- của As đều nhận nhiệt năng để trở thành điện tử có năng l-ợng trong dải dẫn điện Do đó tổng số điện tử trong dải dẫn điện nhiều hơn số lỗ trống trong dải hoá trị, ta gọi là bán dẫn loại N

* Chất bán dẫn loại P:

Thay vì pha vào Si thuần một nguyên tố thuộc nhóm V, ta pha vào những nguyên tố thuộc nhóm III nh- Indium (In), Galium(Ga), Nhôm(Al) Bán kính nguyên tử In gần bằng

bán kính nguyên tử Si nên nó có thể thay thế một nguyên tử Si trong mạng tinh thể Ba điện

tử của nguyên tử In kết hợp với ba điện tử của ba nguyên tử Si kế cận tạo thành 3 nối hoá trị, còn một điện tử của Si có năng l-ợng trong dải hoá trị không tạo một nối với Indium Giữa

In và Si có một trạng thái năng l-ợng trống (lỗ trống)

Hình 1.21: Tinh thể chất bán dẫn loại P

Khi ta tăng nhiệt độ của tinh thể sẽ có một số điện tử trong dải hoá trị nhận năng l-ợng

và trở thành những điện tử trong dải dẫn điện, chừa ra các lỗ trống Do đó, tổng số lỗ trống trong dải hoá trị nhiều hơn số điện tử trong dải dẫn điện Ta gọi đây là chất bán dẫn loại P

1.2.2.2 Lớp tiếp xúc P-N

Tại lớp tiếp xúc xuất hiện các dòng tải điện theo cơ chế khuếch tán: Các lỗ trống sẽ khuếch tán từ vùng P sang vùng N, các điện tử sẽ khuếch tán từ vùng N sang vùng P Quá trình này hình thành lớp điện tích trái dấu ở vùng gần lớp tiếp xúc và c-ờng độ điện tr-ờng ở vùng lân cận tiếp xúc E0 Điện tr-ờng tiếp xúc E0 có chiều tác dụng từ bán dẫn N sang bán dẫn P và tạo nên một hàng rào thế năng ngăn cản sự khuếch tán của lỗ trống qua lớp tiếp xúc

Hình 1.22: Lớp tiếp xúc P-N

Khi đặt một nguồn điện áp ngoài lên lớp tiếp xúc P - N có chiều sao cho VP > VN, điện tr-ờng này ng-ợc chiều điện tr-ờng E0, làm tăng dòng điện qua lớp tiếp xúc P - N (dòng

điện thuận) Ta gọi là phân cực thuận

Khi đặt một nguồn điện áp ngoài lên lớp tiếp xúc có chiều sao cho VP < VN, điện tr-ờng này cùng chiều điện tr-ờng E0, làm cho dòng điện qua lớp tiếp xúc P - N giảm xuống,

có một giá trị rất nhỏ gọi là dòng bão hoà Ta gọi là phân cực ng-ợc

Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö « t« 2- 03TÝn chØ 14

H×nh 1.24: CÊu t¹o vµ ký hiÖu cña ®ièt

b §Æc tÝnh V«n- Ampe cña ®ièt b¸n dÉn

§Æc tÝnh V«n- Ampe (V-A) biÓu thÞ mèi quan hÖ gi÷a dßng ®iÖn qua ®ièt víi ®iÖn ¸p

Hình 1.25: Đặc tuyến V-A của điốt bán dẫn

c Điốt ổn áp (Zener)

Khi phân cực thuận, đặc tuyến của điốt Zener giống hệt điốt th-ờng Khi phân cực ng-ợc ở vùng Zener, điện thế ngang qua điốt gần nh- không thay đổi trong khi dòng điện qua nó biến thiên một khoảng rộng

d Điốt Tunen (hay điốt xuyên hầm )

Hình 1.27: Ký hiệu và đặc tính V-A của điốt Tunen

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 16

Loại điốt này có khả năng dẫn điện cả chiều thuận và chiều ng-ợc Đặc tính V-A của

điốt Tunen ở phần thuận có đoạn điện trở âm AB Ng-ời ta sử dụng đoạn đặc tuyến AB này

để tạo các mạch dao động phóng nạp Điốt tunen có kích th-ớc nhỏ, độ ổn định cao và tần

số làm việc lên tới GHz

e Điốt xung

Điốt xung là điốt làm việc ở tần số cao khoảng vài chục KHz

Điốt Schốtkylà điốt xung điển hình, có thời gian hồi phục rất nhỏ (đổi trạng thái nhanh) nên đ-ợc dùng rất phổ biến trong kỹ thuật số và điều khiển

Hình 1.28: Ký hiệu của điốt Schốtky

f Photo điốt (LED Lighting Emitting Diode)

Photo điốt là linh kiện bán dẫn quang điện tử Nó có khả năng phát ra ánh sáng khi có hiện t-ợng tái hợp xảy ra trong lớp tiếp xúc P - N Tuỳ theo vật liệu chế tạo mà ta có ánh sáng bức xạ có màu khác nhau

Hình 1.29: Ký hiệu của photo điốt

1.2.2.4 Tranzito bán dẫn

a Cấu tạo và ký hiệu trong các sơ đồ mạch

Tranzito đ-ợc chế tạo từ một tinh thể chất bán dẫn có 3 miền pha tạp khác nhau để hình thành hai lớp tiếp xúc P - N phân cực ng-ợc nhau

Có 2 loại Tranzito khác nhau: PNP (Tranzito thuận) hoặc NPN (Tranzito ng-ợc) Vùng bán dẫn nằm giữa gọi là Bazơ (B- cực gốc) hai vùng còn lại đ-ợc gọi là Colectơ (C- cực C) và emitơ (E- emitơ)

Lớp tiếp xúc P - N giữa cực E và B gọi là TE và giữa C và B gọi là TC

Hình 1.30: Ký hiệu và cấu tạo của các tranzito loại P-N-P và N-P-N

b Nguyên lý làm việc

Khi ch-a cung cấp điện áp ngoài lên các cực của Tranzito thì hai tiếp xúc phát TE và góp TC đều ở trạng thái cân bằng và dòng điện tổng chạy qua các cực của Tranzito bằng 0

Muốn cho Tranzito làm việc ta phải cung cấp cho các cực của nó một điện áp một chiều thích hợp Tuỳ theo điện áp đặt vào các cực mà ta tạo cho Tranzito làm việc ở các chế độ khác nhau Cả hai loại Tranzito PNP và NPN đều có nguyên lý làm việc giống hệt nhau, chỉ

có chiều nguồn điện cung cấp là ng-ợc dấu nhau

- Chế độ tích cực (hay chế độ khuếch đại):

Cung cấp nguồn điện một chiều lên các cực sao cho tiếp xúc phát TE phân cực thuận và tiếp xúc góp TC phân cực ng-ợc Khi tranzito làm việc ở chế độ này nó có khả năng khuếch

đại

Hình 1.31: Các dòng điện và điện áp trên các cực của tranzito PNP ở chế độ tích cực

Hệ số chuyển dời β:

Tr-ờng hợp tranzito loại P-N-P: β = 0.98 – 0.995

Hệ số khuếch đại dòng điện emitơ α: α = ICP/ IE (α = 0.90 0.995)

Quan hệ giữa 3 thành phần dòng điện trong tranzito là:

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 18

Hình 1.32: Chế độ ngắt của tranzito

Lúc này điện trở của tranzito rất lớn,cực E coi nh- hở mạch Dòng điện qua cực B bằng dòng ICB0 nh-ng ng-ợc dấu (IB = - ICB0) và UCE = EC

- Chế độ bão hoà:

ở chế độ này cả hai tiếp giáp TE và TC đều phân cực thuận và điện thế E - B lớn hơn

điện thế B - C Điện áp UCE rất nhỏ, trong tính toán th-ờng sử dụng giá trị UCE = 0.3 V

Hình 1.33: Chế độ bão hoà của tranzito

Đặc tuyến truyền đạt của tranzito trong các chế độ làm việc:

Hình 1.34: Đặc tuyến truyền đạt của tranzito

c Đặc tính V-I của tranzito:

Chúng ta khảo sát đặc tính V-I của tranzito mắc theo kiểu cực Bazơ chung Mạch điện

đ-ợc mắc nh- sau:

Hình 1.35: Sơ đồ mạch điện tranzito mắc theo kiểu cực B chung

- Đặc tuyến ngõ vào (Input curces): là đặc tuyến biểu diễn sự thay đổi giữa điện áp vào UBE với dòng điện vào IB

Hình 1.36: Đặc tính ngõ vào của tranzito Ge loại PNP

Trên họ đặc tuyến vào ta thấy điện áp UCE ít ảnh h-ởng lên dòng điện IB

- Đặc tuyến ngõ ra (Output curves): là đặc tuyến biểu diễn sự thay đổi của dòng điện mạch ra IC theo điện áp trên mạch ra UCB với dòng điện cực phát IB làm thông số

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 20

d ứng dụng:

* Điều khiển âm và điều khiển d-ơng:

+ Điều khiển âm: Dòng điện đ-ợc cấp thẳng tới đầu d-ơng (đầu vào) của tải còn phía đầu âm (đầu ra) của tải đ-ợc điều khiển (ON/OFF)

+ Điều khiển d-ơng: Dòng điện đầu d-ơng (đầu vào) của tải đ-ợc điều khiển (ON/OFF) còn đầu âm (đầu ra) của tải đ-ợc nối đất

Hình 1.38: Điều khiển âm và điều khiển d-ơng

* Chế độ làm việc của Tranzito:

+ Chế độ công tắc (ON/OFF):

Chế độ ON (điều khiển): khi có dòng điều khiển IB đạt giá trị khá lớn (gần với điểm chết) thì bóng sẽ mở hết Nói cách khác, đã có điện áp điều khiển thuận đặt vào 2 cực B và E

Kết quả: khi bóng ON (có dòng điều khiển từ B đến E) thì điện trở giữa B và C rất nhỏ và

dòng IC lớn đi từ C đến E

Chế độ OFF: điều kiện  hoặc dòng IB rất nhỏ ( 0)

 hoặc đặt một điện áp ng-ợc vào 2 cực E và B

Kết quả: khi bóng OFF (không có dòng điều khiển từ B đến E) thì điện trở giữa E và C rất

lớn ( ∞) và IC = 0

Hình 1.39: Chế độ công tắc của Tr

Chế độ này đ-ợc ứng dụng cho hầu hết các điều khiển trên ô tô nh-: điều khiển hệ thống phun xăng, đánh lửa, điều khiển điện áp máy phát điện, điều khiển các loại van điện dùng trong các loại cảm biến, điều khiển côn từ của Blốc lạnh,

* Đặc tr-ng của Transistor: Transistor đ-ợc đặc tr-ng bởi hệ số khuếch đại, kí hiệu là

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 22

tr-ờng do một loại hạt dẫn tạo nên: lỗ trống hoặc điện tử, do vậy nó còn đ-ợc gọi là cấu kiện

đơn cực

Nguyên lý hoạt động cơ bản của Tranzito tr-ờng là dòng điện đi qua một môi tr-ờng bán dẫn có tiết diện thay đổi d-ới tác động của điện tr-ờng vuông góc với lớp bán dẫn đó Khi thay đổi c-ờng độ điện tr-ờng sẽ làm thay đổi điện trở của lớp bán dẫn và do đó làm thay đổi dòng điện đi qua nó Lớp bán dẫn này đ-ợc gọi là kênh dẫn điện

b Phân loại:

Tranzito tr-ờng có hai loại chính là:

- Tranzito tr-ờng điều khiển bằng tiếp xúc P - N (hay gọi là Tranzito tr-ờng mối nối): Junction Field- Effect Transistor- JFET

- Tranzito tr-ờng có cực cửa cách điện: Insulated- Gate Field Effect IGFET

Transistor-Thông th-ờng lớp cách điện đ-ợc dùng là lớp oxit nên gọi là Metal- Oxide- Semiconductor Transistor (MOSFET)

Trong loại Tranzito tr-ờng có cực cửa cách điện đ-ợc chia làm hai loại là MOSFET kênh sẵn và MOSFET kênh cảm ứng

Mỗi loại FET lại đ-ợc phân chia thành loại kênh N và loại kênh P

Tranzito tr-ờng có ba chân cực là: cực nguồn S (Source); cực cửa G (gate) và cực máng

D (drain)

- Cực nguồn S: là cực mà qua đó các hạt dẫn đa số đi vào kênh và tạo ra dòng điện

nguồn IS

- Cực máng D: là cực mà ở đó các hạt dẫn đa số rời khỏi kênh

- Cực cửa G: là cực điều khiển dòng điện chạy qua kênh

c Một số -u nh-ợc điểm của tranzito tr-ờng so với tranzito l-ỡng cực

Ưu điểm:

- Dòng điện qua Tranzito chỉ do một loại hạt dẫn đa số tạo nên, do vậy FET là loại cấu kiện đơn cực (unipolar device)

- FET có trở kháng vào rất cao

- Tiếng ồn trong FET ít hơn nhiều so với Tranzito l-ỡng cực

- Nó không bù điện áp tại dòng ID = 0 và do đó nó là cái ngắt điện tốt

- Có độ ổn định về nhiệt cao

- Tần số làm việc cao

Nh-ợc điểm:

- Hệ số khuếch đại thấp hơn nhiều so với Tranzito l-ỡng cực

d Ký hiệu của FET trong các sơ đồ mạch:

Hình 1.41: Ký hiệu của FET trong các sơ đồ mạch

e Tranzito tr-ờng loại điều khiển bằng tiếp xúc P- N (JFET)

* Cấu tạo:

Tranzito JFET cấu tạo gồm có một miếng bán dẫn mỏng loại N (kênh loại N) hoặc loại

P (kênh loại P) ở giữa hai tiếp xúc P - N và đ-ợc gọi là kênh dẫn điện Hai đầu miếng bán dẫn đó đ-ợc đ-a ra hai chân cực gọi là cực máng D và cực nguồn S Hai miếng bán dẫn ở hai bên của kênh đ-ợc nối với nhau và đ-a ra một chân cực gọi là cửa G Do vậy, cực cửa đ-ợc tách khỏi kênh bằng các tiếp xúc P - N

Các Tranzito tr-ờng JFET hầu hết là loại đối xứng, nghĩa là khi đấu trong mạch có thể

đổi chỗ hai chân cực máng và nguồn cho nhau thì các tính chất và tham số của Tranzito không hề thay đổi

Hình 1.42: Cấu tạo của tranzito tr-ờng JFET kênh dẫn loại N

* Nguyên lý hoạt động của JFET:

Nguyên lý làm việc của Tranzito tr-ờng JFET kênh loại N và kênh loại P giống nhau Chúng chỉ khác nhau về chiều của nguồn điện cung cấp vào các chân cực

Để cho Tranzito tr-ờng làm việc ở chế độ khuếch đại phải cung cấp nguồn điện UGS có chiều sao cho cả hai tiếp xúc P - N đều phân cực ng-ợc Còn nguồn điện UDS có chiều sao cho các hạt dẫn đa số chuyển động từ cực nguồn S qua kênh về cực máng D để tạo nên dòng điện trong mạch cực máng ID

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 24

Hình 1.43: Sơ đồ nguyên lý làm việc của JFET

Xét sơ đồ nguyên lý làm việc của JFET kênh N: để hai tiếp xúc P - N đều phân cực ng-ợc ta phải cung cấp nguồn VGS có cực d-ơng vào chân cực nguồn S, cực âm vào chân cực cửa G Để cho các hạt dẫn điện tử chuyển động từ cực nguồn về cực máng thì nguồn điện VD

có chiều d-ơng vào cực máng, chiều âm vào cực nguồn

Khi UDS > 0: điện thế tại mỗi điểm dọc theo kênh sẽ tăng dần từ cực nguồn S đến cực máng D Do vậy, tiếp xúc P - N sẽ bị phân cực ng-ợc mạnh dần về phía cực máng Bề dày lớp tiếp xúc tăng dần về phía cực máng và tiết diện của kênh sẽ hẹp dần về phía cực máng

Hình 1.44: Mô hình đấu nối nguồn cung cấp cho JFET kênh N

- Xét khả năng điều khiển của điện áp trên cực cửa UGS đối với dòng điện ID và đặc tuyến truyền đạt của FET:

Muốn xét khả năng điều khiển dòng điện ID của điện áp trên cực cửa phải đặt lên cực máng một điện áp UDS1 > 0 và giữ cố định

+ Khi điện áp trên cực cửa UGS = 0 V, hai tiếp xúc P - N sẽ đ-ợc phân cực ng-ợc mạnh dần từ cực nguồn về phía cực máng và do đó kênh cũng sẽ hẹp dần về phía cực máng Tuy nhiên trong tr-ờng hợp này, tiết diện của kênh là lớn nhất nên dòng điện chạy qua kênh

là lớn nhất, ký hiệu là ID0

+ Khi đặt điện áp trên cực cửa có trị số âm (UGS < 0), thì tiếp xúc P - N đ-ợc phân cực ng-ợc càng mạnh hơn và tiết diện của kênh càng hẹp lại, điện trở của kênh càng tăng, kéo theo dòng điện ID giảm xuống Khi điện áp trên cực cửa giảm xuống đến một trị số gọi

là điện áp ngắt UGS ngắt thì hai lớp tiếp xúc P - N phủ trùm lên nhau và kênh hoàn toàn biến mất, dòng điện chạy qua kênh ID = 0

Quan hệ giữa ID với UGS thể hiện bằng đ-ờng đặc tuyến điều khiển hay còn gọi là đặc tuyến truyền đạt

Hình 1.45: Đặc tuyến truyền đạt của JFET kênh loại N

- Đặc tuyến ra của JFET:

Đặc tuyến ra chỉ mối quan hệ giữa ID và điện áp máng UDS

Đối với JFET kênh loại N, đặt một trị số UGS  0 và giữ cố định,sau đó thay đổi trị số điện

áp UDS Khi điện áp UDS = 0 V thì hai tiếp xúc P - N đ-ợc phân cực ng-ợc đồng đều từ cực nguồn đến cực máng, tiết diện của kênh là lớn nhất nh-ng dòng điện ID = 0 Đặt UDS > 0, và

có giá trị nhỏ, điện thế tại mỗi điểm dọc theo kênh sẽ tăng dần từ cực nguồn đến cực máng, làm cho tiếp xúc P - N đ-ợc phân cực ng-ợc mạnh dần về phía cực máng, đồng thời các hạt dẫn điện tử sẽ chuyển động về cực máng tạo nên dòng điện cực máng ID Tăng dần điện áp

UDS, hai tiếp xúc P - N càng đ-ợc phân cực ng-ợc mạnh hơn về phía cực máng, tiết diện của kênh càng bị hẹp dần về phía cực máng nh-ng dòng điện ID lại càng tăng tuyến tính với sự tăng của điện áp UDS Ta có đoạn đặc tuyến dốc đứng gọi là vùng thuần trở

Khi điện áp UDS tăng đến trị số mà tại đó hai tiếp xúc P - N chạm nhau tạo ra “điểm thắt’’ của kênh thì trị số điện áp đó ta gọi là điện áp UDS bão hoà hay còn gọi là điện áp thắt Lúc này dòng điện ID đạt tới trị số dòng điện bão hoà IDbh Nếu tiếp tục tăng điện áp cực máng càng d-ơng hơn thì dòng ID không tăng nữa mà chỉ có tiếp xúc P - N đ-ợc phân cực ng-ợc mạnh hơn và chúng trùm phủ lên nhau làm cho một đoạn kênh bị lấp và chiều dài của kênh bị ngắn lại Lúc này, quan hệ giữa dòng điện ID với điện áp UDS không theo định luật

Ôm nữa, ID gần nh- không đổi khi UDS tiếp tục tăng

Nếu tăng trị số UDS lên quá cao có thể xảy ra hiện t-ợng đánh thủng tiếp xúc P - N và dòng

điện ID sẽ tăng vọt lên gọi là vùng đánh thủng

Thay đổi trị số điện áp trên cực cửa và thực hiện lại các b-ớc nh- trên ta đ-ợc họ đặc tuyến

ra

Hình 1.46: Họ đặc tuyến ra của JFET kênh loại N

f Tranzito tr-ờng loại MOSFET kênh sẵn:

* Cấu tạo:

MOSFET kênh sẵn còn gọi là MOSFET chế độ nghèo (Depletion- Mode MOSFET, viết tắt là DMOSFET) Khi chế tạo ng-ời ta chế tạo sẵn kênh dẫn, kênh dẫn loại P hoặc kênh dẫn loại N

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 26

Hình 1.47: Cấu tạo của MOSFET kênh sẵn loại P

* Nguyên lý làm việc:

Khi làm việc, thông th-ờng cực nguồn S đ-ợc nối với đế và nối đất nên US = 0 Các

điện áp đặt vào các chân cực cửa G và cực máng D là so với chân cực S Nguyên tắc cung cấp nguồn điện cho các chân cực sao cho hạt dẫn đa số chạy từ cực nguồn S qua kênh về cực máng D để tạo nên dòng điện ID trong mạch cực máng Còn điện áp đặt trên cực cửa có chiều sao cho MOSFET làm việc ở chế độ giàu hạt dẫn hoặc ở chế độ nghèo hạt dẫn

Nguyên lý làm việc của hai loại kênh P và kênh N giống nhau chỉ có cực tính của nguồn

điện cung cấp cho các chân cực là trái dấu nhau

Hình 1.48: Sơ đồ nguyên lý của MOSFET kênh sẵn

- Xét khả năng điều khiển của DMOSFET loại P:

Khả năng điều khiển dòng điện ID của điện áp trên cực cửa UGS chính là mối quan hệ giữa dòng điện ID với điện áp UGS khi UDS cố định

Để các hạt dẫn lỗ trống chuyển động từ cực nguồn S về cực máng D, ta đặt một điện áp trên cực máng UDS1 < 0 và giữ không đổi Sau đó thay đổi điện áp trên cực cửa UGS theo chiều d-ơng hoặc theo chiều âm Khi UGS = 0 thì d-ới tác dụng của điện áp UDS các lỗ trống chuyển động từ cực nguồn về cực máng tạo nên dòng điện ID

+ Nếu UGS < 0: nhiều lỗ trống đ-ợc hút về kênh làm nồng độ hạt dẫn trong kênh tăng lên, độ dẫn điện của kênh tăng và dòng điện chạy trong kênh tăng lên Chế độ làm việc này gọi là chế độ giàu hạt dẫn

+ Nếu UGS > 0: các lỗ trống bị đẩy ra xa kênh làm nồng độ hạt dẫn trong kênh giảm xuống, độ dẫn điện của của kênh giảm và dòng điện chạy qua kênh ID giảm xuống Chế độ làm việc này gọi là chế độ nghèo hạt dẫn

Hình 1.49: Đặc tính truyền đạt của MOSFET kênh sẵn loại P

- Xét họ đặc tuyến ra:

Đặc tuyến ra chỉ mối quan hệ giữa ID và điện áp UDS khi UGS không đổi

Hình 1.50: Đặc tính ra của MOSFET kênh sẵn loại P

Trên họ đặc tuyến ra cho thấy:

+ Khi điện áp UDS = 0 V thì dòng điện qua kênh ID = 0 Do đó đặc tuyến xuất phát

từ gốc toạ độ Điều chỉnh cho UDS âm dần, với trị số nhỏ thì dòng điện ID tăng tuyến tính với

sự tăng của điện áp UDS và mối quan hệ này đ-ợc tính theo định luật Ôm Ta có vùng thuần trở của đặc tuyến

+ Khi điện áp UDS đạt tới trị số bão hoà UDSbh thì dòng điện cực máng cũng đạt tới trị số bão hoà IDbh Trong tr-ờng hợp này, lớp tiếp xúc P - N chạm vào đáy của lớp oxit và kênh có điểm thắt tại cực máng, nên UDSbh còn đ-ợc gọi là điện áp “thắt“

Nếu cho | UDS | > | UDSbh | thì dòng điện không thay đổi và giữ nguyên trị số bão hoà

IDbh Đồng thời, tiếp xúc P - N bị phân cực ng-ợc càng mạnh về phía cực máng, làm cho chiều dài của phần kênh bị “thắt“ tăng lên Độ chênh lệch của điện áp UDS = | UDS | - |

UDSbh | được đặt lên đoạn kênh bị “thắt“ và làm cho cường độ điện trường ở đây tăng, giúp cho số các lỗ trống vượt qua đoạn kênh bị “thắt“ không thay đổi, do vậy dòng IDbh giữ không

đổi

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 28

Tr-ờng hợp nếu đặt UDS quá lớn sẽ dẫn đến hiện t-ợng đánh thủng tiếp xúc P - N ở phía cực máng, dòng điện ID tăng vọt Lúc này Tranzito chuyển sang vùng đánh thủng Qua các họ đặc tuyến của DMOSFET ta thấy nó làm việc ở cả hai chế độ nghèo và giàu hạt dẫn DMOSFET có mức ồn nhỏ nên nó đ-ợc dùng trong các tầng khuếch đại đầu tiên của thiết bị cao tần Độ hỗ dẫn của nó phụ thuộc vào điện áp UGS nên hệ số khuếch đại điện áp th-ờng đ-ợc tự động điều khiển

- Tạo kênh dẫn và khả năng điều khiển của MOSFET kênh cảm ứng loại P:

Theo nguyên tắc cấp nguồn điện cho các chân cực,ta cấp nguồn điện UGS < 0 để tạo kênh, còn UDS < 0 để tác động cho các lỗ trống chuyển động từ cực nguồn về cực máng tạo nên dòng điện ID

Hình 1.52: Sự hình thành kênh dẫn của MOSFET loại P

+ Khi ta đặt một điện áp UGS < 0 đến một giá trị gọi là điện áp ng-ỡng (UGSth) thì một số các lỗ trống đ-ợc hút về tạo thành một lớp mỏng các lỗ trống trên bề mặt của lớp bán dẫn đế Si(N), nối liền cực nguồn với cực máng D và kênh dẫn điện đ-ợc hình thành

+ Khi kênh đã xuất hiện,d-ới tác dụng của điện tr-ờng cực máng,các lỗ trống sẽ di chuyển từ cực nguồn qua kênh về cực máng và tạo nên dòng điện trong tranzito ID

Tiếp tục cho UGS càng âm hơn thì số lỗ trống đ-ợc hút về kênh càng nhiều, mật độ hạt dẫn trong kênh càng tăng lên, độ dẫn điện của kênh càng tăng dẫn đến c-ờng độ dòng điện chạy qua kênh cũng tăng lên

Hình 1.53: Đặc tuyến truyền đạt của MOSFET kênh cảm ứng loại P

- Họ đặc tuyến ra:

Họ đặc tuyến ra biểu thị mối quan hệ giữa dòng điện ID và điện áp UDS với UGS giữ không đổi trong sơ đồ mắc cực nguồn chung nh- sau:

Hình 1.54: Sơ đồ nguyên lý và đặc tuyến ra của MOSFET kênh cảm ứng loại P

Điện áp đặt lên cực cửa phải đủ lớn để kênh dẫn đ-ợc hình thành, sau đó ta thay đổi

điện áp UDS và theo dõi sự thay đổi của dòng ID theo điện áp UDS

Nếu UDS = 0 thì các lỗ trống không chuyển động về cực máng nên ID = 0

+ Khi UDS có trị số nhỏ thì điện thế tại mỗi điểm dọc theo kênh sẽ giảm dần từ cực nguồn S đến cực máng D D-ới tác dụng của điện áp UDS các lỗ trống sẽ di chuyển từ cực nguồn đến cực máng tạo nên dòng ID Tiếp tục cho điện áp UDS càng âm thì dòng ID tăng nhanh và tăng tuyến tính với sự tăng của điện áp âm UDS Đồng thời, tiếp xúc P - N cũng

đ-ợc phân cực ng-ợc tăng dần từ cực nguồn đến cực máng, bề dày lớp tiếp xúc tăng dần về phía cực máng và kênh hẹp dần về phía cực máng, điện trở kênh tăng lên Ta có đoạn dốc

của đặc tuyến gọi là vùng thuần trở

+ Khi trị số điện áp trên cực máng đạt trị số mà tại đó bề dày của tiếp xúc P - N tăng lên chạm vào đáy của lớp oxit ở phía cực máng thì ta gọi là điện áp cực máng bão hoà (UDSbh) Lúc này dòng điện ID đạt trị số bão hoà IDbh Tiếp tục cho điện áp UDS càng âm hơn thì bề dày của lớp tiếp xúc P - N càng tăng về phía cực máng, phần kênh bị “thắt“ lại càng

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 30

tr-ờng hợp này, độ gia tăng của trị số điện áp cực máng UDS sẽ đ-ợc đặt lên đoạn kênh bị

“thắt“ Và nó tác dụng trực tiếp lên phần kênh còn lại, kích thích sự chuyển dịch của các hạt

lỗ trống từ cực nguồn vượt qua đoạn kênh bị “thắt’’ để về cực máng làm dòng điện ID không

b Cách đọc giá trị tải cực đại

- Giá trị dòng điện cực đại cho phép đ-ợc ghi trên vỏ cầu chì, ví dụ: 10, 15, 20, 30A,

- Nhận biết bằng màu vỏ:

Khả năng chịu tải (A) Màu vỏ

5 Màu vàng nâu 7.5 Màu nâu

+ Đối với cầu chì loại thanh:

Khả năng chịu tải (A) Màu vỏ

100 Màu xanh da trời

c Cầu chì tự nhảy - Circuit breaker:

Hay còn gọi là cầu chì nhiệt, rơle nhiệt, là một cầu chì có một thanh l-ỡng kim thay cho phần nóng chảy Khi dòng điện chạy qua thanh l-ỡng kim đạt tới một giá trị tới hạn, thanh sẽ cong lên và mở tiếp điểm, ngắt dòng điện

Có hai loại: loại đặt lại th-ờng và loại đặt lại tự động

Hình 1.57: Cầu chì tự nhảy

Ký hiệu trên sơ đồ mạch:

Loại đặt lại th-ờng: Loại đặt lại tự động:

1.3.2 Rơ le điện từ

Là một linh kiện điện từ dùng để đóng mở các tiếp điểm trong mạch điện bằng lực điện

từ của cuộn dây nam châm điện

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 32

Một số loại rơle điện từ:

Stt Loại Sơ đồ mạch Sơ đồ chân giắc Màu vỏ

2 1M

Xanh biển hoặc xanh lá

Hình 1.62: Giắc đực và giắc cái

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 34

Ví dụ: CN - M29 (X4) trong đó: CN - giắc

M29 - Số thứ tự của giắc này trên sơ đồ mạch

1 Hệ thống khởi động (starting system): Bao gồm accu, máy khởi động điện

(starting motor), các relay điều khiển và relay bảo vệ khởi động Đối với động cơ diesel có trang bị thêm hệ thống xông máy (glow system)

2 Hệ thống cung cấp điện (charging system): gồm accu, máy phát điện

(alternators), bộ tiết chế điện (voltage regulator), các relay và đèn báo nạp

3 Hệ thống đánh lửa (Ignition system): Bao gồm các bộ phận chính: accu, khóa

điện (ignition switch), bộ chia điện (distributor), biến áp đánh lửa hay bobine (ignition coils), hộp điều khiển đánh lửa (igniter), bougie (spark plugs)

4 Hệ thống chiếu ánh sáng và tín hiệu (lighting and signal system): gồm các

đèn chiếu sáng, các đèn tín hiệu, còi, các công tắc và các relay

5 Hệ thống đo đạc và kiểm tra (gauging system): chủ yếu là các đồng hồ báo

trên tableau và các đèn báo gồm có: đồng hồ tốc độ động cơ (tachometer), đồng

hồ đo tốc độ xe (speedometer), đồng hồ đo nhiên liệu và nhiệt độ n-ớc

6 Hệ thống điều khiển động cơ (engine control system): gồm hệ thống điều

khiển xăng, lửa, góc phối cam, ga tự động (cruise control) Ngoài ra, trên các

động cơ diesel ngày nay th-ờng sử dụng hệ thống điều khiển nhiên liệu bằng

điện tử (EDC – electronic diesel control hoặc common rail injection)

7 Hệ thống điều khiển ôtô: bao gồm hệ thống điều khiển phanh chống hãm ABS

(antilock brake system), hộp số tự động, tay lái, gối hơi (SRS), lực kéo (traction control)

8 Hệ thống điều hòa nhiệt độ (air conditioning system): bao gồm máy nén

(compressor), giàn nóng (condenser), lọc ga (dryer), van tiết l-u (expansion valve), giàn lạnh (evaporator) và các chi tiết điều khiển nh- relay, thermostat, hộp điều khiển, công tắc A/C…

Nếu hệ thống này đ-ợc điều khiển bằng máy tính sẽ có tên gọi là hệ thống tự

động điều hòa khí hậu (automatic climate control)

9 Các hệ thống phụ:

Hệ thống gạt n-ớc, xịt n-ớc (wiper and washer system)

Hệ thống điều khiển cửa (door lock control system)

Hệ thống điều khiển kính (power window system)

Hệ thống điều khiển kính chiếu hậu (mirror control)

 Nhiệt đới (Việt Nam, các n-ớc Đông Nam á, châu Phi…)

 Loại đặc biệt th-ờng dùng cho các xe quân sự (sử dụng cho tất cả mọi vùng khí hậu)

Tất cả các hệ thống điện trên ôtô phải đ-ợc hoạt động tốt trong khoảng 0,9 

1,25 Uđịnh mức (Uđm = 14 V hoặc 28 V) ít nhất trong thời gian bảo hành của xe

6 Nhiễu điện từ

Các thiết bị điện và điện tử phải chịu đ-ợc nhiễu điện từ xuất phát từ hệ thống

đánh lửa hoặc các nguồn khác

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 36

1.4.3 Nguồn điện trên ôtô:

Nguồn điện trên ô tô là nguồn điện một chiều đ-ợc cung cấp bởi accu, nếu động cơ ch-a làm việc, hoặc bởi máy phát điện nếu động cơ đã làm việc Để tiết kiệm dây dẫn, thuận tiện khi lắp đặt sửa chữa…, trên đa số các xe, ng-ời ta sử dụng thân s-ờn xe (car body) làm dây dẫn chung (single wire system) Vì vậy, đầu âm của nguồn điện

đ-ợc nối trực tiếp ra thân xe

1.4.4 Các loại phụ tải điện trên ôtô :

Các loại phụ tải điện trên ôtô đ-ợc mắc song song và có thể đ-ợc chia làm 3 loại:

1 Phụ tải làm việc liên tục: gồm bơm nhiên liệu (50  70W), hệ thống đánh lửa (20W), kim phun (70  100W) …

2 Phụ tải làm việc không liên tục: gồm các đèn pha (mỗi cái 60W), cốt (mỗi cái

55W), đèn kích th-ớc (mỗi cái 10W), radio car (10  15W), các đèn báo trên tableau (mỗi cái 2W)…

3 Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: gồm đèn báo rẽ (4 x 21W + 2 x

2W), đèn thắng (2 x 21W), motor điều khiển kính (150W), quạt làm mát động cơ (200W), quạt điều hòa nhiệt độ (2 x 80W), motor gạt n-ớc (30  65W), còi (25  40W), đèn s-ơng mù (mỗi cái 35  50W), còi lui (21W), máy khởi động (800  3000W), mồi thuốc (100W), anten (dùng motor kéo (60W)), hệ thống xông máy (động cơ diesel) (100  150W), ly hợp điện từ của máy nén trong hệ thống lạnh (60W)…

Ngoài ra, ng-ời ta cũng phân biệt phụ tải điện trên ô tô theo công suất, điện áp làm việc

1.4.5 Các thiết bị bảo vệ và điều khiển trung gian:

Các phụ tải điện trên xe hầu hết đều đ-ợc mắc qua cầu chì Tùy theo tải cầu chì có giá trị thay đổi từ 5  30A Dây chảy (Fusible link) là những cầu chì lớn hơn

40 A đ-ợc mắc ở các mạch chính của phụ tải điện lớn hoặc chung cho các cầu chì cùng nhóm làm việc th-ờng có giá trị vào khoảng 40  120A Ngoài ra, để bảo vệ mạch điện trong tr-ờng hợp chập mạch, trên một số hệ thống điện ôtô ng-ời ta sử dụng bộ ngắt mạch (CB – circuit breaker) khi quá dòng

Trong hình 1.64 d-ới đây trình bày sơ đồ hộp cầu chì của xe Honda Accord 1989

1 Đến máy phát

2 Cassette, Anten

3 Quạt giàn lạnh (Hoặc nóng)

4 Relay điều khiển xông kính, điều

5 Điều khiển kính chiếu hậu, quạt

25 Motor quay kính sau (phải)

26 Motor quay kính sau (trái)

27 Motor quay đèn đầu (phải)

28 Motor quay đèn đầu (trái)

29 Quạt giàn nóng

30 Hộp điều khiển quạt

31 Hệ thống s-ởi

15 Đèn chiếu sáng trong salon

16 Hộp điều khiển quay đèn đầu

36 Hệ thống báo rẽ và báo nguy

37 Còi đèn thắng, dây an toàn

38 Motor quay kính tr-ớc (phải)

39 Motor quay kính tr-ớc (trái)

40 Quạt dàn lạnh

Để các phụ tải điện làm việc, mạch điện nối với phụ tải phải kín Thông th-ờng phải có các công tắc đóng mở trên mạch Công tắc trong mạch điện xe hơi có nhiều dạng: th-ờng đóng (normally closed), th-ờng mở (normally open) hoặc phối hợp (changeover switch) có thể tác động để thay đổi trạng thái đóng mở (ON – OFF) bằng cách nhấn, xoay, mở bằng chìa khóa Trạng thái của công tắc cũng có thể thay đổi bằng các yếu tố nh-: áp suất, nhiệt độ…

Trong các ôtô hiện đại, để tăng độ bền và giảm kích th-ớc của công tắc, ng-ời ta th-ờng đấu dây qua relay Relay có thể đ-ợc phân loại theo dạng tiếp điểm: th-ờng

đóng (NC – normally closed), th-ờng mở (NO – normally opened), hoặc kết hợp cả hai loại - relay kép (changeover relay)

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ô tô 2- 03Tín chỉ 38

Hình 1.64: Sơ đồ hộp cầu chì xe HONDA ACCORD 1989

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40