Luận văn Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung” MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................................... 1 PHẦN I: TRUYỀN HÌNH MÀU ........................................................................................ 2 CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC QUA VỀ TRUYỀN HÌNH ĐEN TRẮNG ............................... 3 CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ TRUYỀN HÌNH MÀU ....................... 6 1. Giới thiệu. .................................................................................................. 6 1.1. Các vấn đề liên quan : Tiêu chuẩn quét, đồng bộ dải tần Video......... 6 1.2. Giới thiệu tổng quát về truyền hình màu. ........................................... 9 2. Ánh sáng và màu sắc. .............................................................................. 10 CHƯƠNG III: NGUYÊN LÝ TRUYỀN HÌNH MÀU ................................................... 12 1. Nguyên tắc truyền 3 màu chính. .............................................................. 12 2. Sự tái tạo màu. ......................................................................................... 13 3. Mã hoá và giải mã (Coder & Decoder). .................................................. 14 3.1. Mã hoá. .............................................................................................. 14 3.2. Giải mã .............................................................................................. 14 4. Khảo sát tín hiệu chói EY. ........................................................................ 15 5. Tín hiệu chói của bản chuẩn sọc màu. ..................................................... 16 6. Toạ độ màu và sự trung thực màu ........................................................... 18 CHƯƠNG IV: SƠ ĐỒ KHỐI MÁY THU HÌNH MÀU ................................................. 20 1. Phần cao tần - trung tần - tách sóng. ........................................................ 21 2. Phần đường tiếng. .................................................................................... 21 3. Phần đường hình. ..................................................................................... 21 4. Phần đồng bộ và tạo xung quét. ............................................................... 22 5. Phần xử lý điều khiển. ............................................................................. 22 6. Phần nguồn .............................................................................................. 23 CHƯƠNG V: HỆ MÀU ..................................................................................................... 24 1. Hệ NTSC. ................................................................................................. 24 2. Hệ PAL .................................................................................................... 27 3. Hệ SECAM .............................................................................................. 32 CHƯƠNG VI: QUÉT NGANG (HORIXONTAL) ......................................................... 37 1. Sò công suất ngang và chọn lệnh ngang ................................................. 37 2. Sóng quét ngang (từ dao động ngang ra). ................................................ 37 3. Sự tạo thành HV (High Voltage) ............................................................. 38 4.Tụ điện và diode đệm ............................................................................... 38 5. Lái tia ngang. ........................................................................................... 39 6. Cuộn Flyback (FBT): Nguồn biến áp. ..................................................... 40 CHƯƠNG VII: QUÉT DỌC (VERTICAL) .................................................................... 41 CHƯƠNG VIII: TÁCH SÓNG HÌNH, TRUNG TẦN HÌNH. BỘ KÊNH VÀ ANTEN (VIDEO DET, VIDEO IF, TUNER VÀ ANTEN) ........................................................... 42 1. Khuếch đại trung tần hình ........................................................................ 42 2. Bộ chọn kênh. .......................................................................................... 43 CHƯƠNG X: KHUẾCH ĐẠI HÌNH VÀ ĐÈN HÌNH (VIDEO AMP - CRT) ............. 50 PHẦN II: TÌM HIỂU - THIẾT KẾ BỘ NGUỒN ỔN ÁP .............................................. 52 CHƯƠNG I: NGUỒN ĐIỆN TI VI .................................................................................. 53 1. Sơ đồ khối đặc điểm của mạch nguồn điện ............................................. 53 2. Bộ nguồn ổ áp (Voltage regulator) .......................................................... 54 3. Mạch nguồn ổn áp kiểu bù dùng transitor công suất mắc nối tiếp trên đường cấp điện từ nguồn đến tải đóng vai trò điện trở điều chỉnh để ổn áp. ........ 56 4. Nguồn ngắt mở (Switching power supply) .............................................. 59 5. Nguồn ổn áp dải rộng (80V - 260V) kiểu xung ngắt mở, có cách ly giữa nguồn và tải. ................................................................................................. 60 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ NGUỒN ỔN ÁP DẢI RỘNG ............................................... 64 I. Sơ đồ thiết kế. ........................................................................................... 64 II. Chỉ tiêu bộ nguồn. ................................................................................... 65 III. Tính các giá trị chỉ tiêu cơ bản của bộ nguồn. ....................................... 65 IV. Tính toán mạch chỉnh lưu và mạch lọc. ................................................ 66 V. Chọn Transistor và biến áp xung ............................................................ 67 1. Chọn Transistor T1 ............................................................................... 67 2. Tính biến áp xung ................................................................................. 68 VI. Tính phần mạch tạo điện áp chuẩn. ....................................................... 70 1. Chọn Diode ổn áp loại KC 133A có tham số. ...................................... 70 2. Tính điện trở R6 hạn chế dòng điện của D3. ......................................... 70 4. Chọn Diode D2. .................................................................................... 71 VII. Tính toán Transistor T2 và T3. .............................................................. 71 1. Tính toán Transistor T2. ....................................................................... 71 2. Tính điện trở phân áp ........................................................................... 69 3. Tính điện trở R7. ................................................................................... 74 4. Tính tụ lọc C10. .................................................................................... 74 5. Chọn Diode D4. .................................................................................... 74 6. Tính mạch bảo vệ ................................................................................. 74 KẾT LUẬN ......................................................................................................................... 76 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 1 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay kỹ thuật phát thanh truyền hình đã trở thành phương tiện thông tin đại chúng không thể thiếu được ở mỗi quốc gia. Vô tuyến truyền hình là bộ phận đóng vai trò quan trọng trong đời sống mọi cá nhân trên thế giới. Truyền hình đã và đang đáp ứng được rất nhiều nhu cầu cần thiết của con người như giải trí, giáo dục văn hoá, chính trị, nghệ thuật. Cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật, truyền hình đã liên tục được cải tiến từ những hệ thống truyền hình sơ khai truyền hình đen trắng, truyền hình màu cùng với sự phát triển kỹ thuật số ra đời được phổ biến ở các nước Mỹ, Nhật. Tuy nhiên có thể có hoạt động truyền hình này bất kỳ máy móc nào thiết bị cũng cần phải có năng lượng nguồn, năng lượng càng ổn định thì máy móc càng bền. Vì vậy muốn đánh giá về chất lượng bộ nguồn và tuổi t họ của máy, lệ thuộc rất nhiều ở bộ nguồn. Điều này được nhà sản xuất và người tiêu dùng quan tâm đến rất nhiều. Vì vậy em đã chọn đề tài “Thiếtkế bộ nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở cho máy thu hình màu”. Trong quá trình làm đề tài luận văn của mình em nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Đoàn Nhân Lộ người hướng dẫn em hoàn thành khoá luận. Tuy vậy cùng với thời gian và trình độ có hạn nên trong luận văn này không tránh khỏi thiếu sót và hạn chế. Em luôn mong quý thầy cô trong khoa góp ý giúp em hoàn thành khoá luận được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, năm 2004 Sinh viên Nguyễn Ngọc Khoa Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 2 PHẦN I TRUYỀN HÌNH MÀU Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 3 CHƯƠNG I SƠ LƯỢC QUA VỀ TRUYỀN HÌNH ĐEN TRẮNG Trong thời đại bùng nổ thông tin như hiện nay, vô tuyến truyền hình là bộ phận đóng vai trò quan trọng trong đời sống mới cá nhân trên thế giới. Truyền hình đã và đang đáp ứng được rất nhiều nhu cầu thiết yếu của con người. Cùng với sự phát triển khoa học kĩ thuật, truyền hình đã liên tục được cải tiến từ những hệ thống truyền hình sơ khai, truyền hình đen trắng, truyền hình màu và cùng với sự phát triển kỹ thuật số, truyền hình kỹ thuật số cũng đã được phổ biến rộng rãi trên nhiều nước, nhiều vùng lãnh thổ, trong đó có Việt Nam. Để có được cái nhìn tổng quan về truyền hình màu, trước tiên chúng ta nghiên cứu sơ lược về kỹ thuật truyền hình mà đầu tiên hay nền móng của sự phát triển đó là truyền hình căn bản -truyền hình đen trắng. Truyền hình đen trắng. Để truyền đi được một hình ảnh từ nơi này qua nơi khác, người ta phải chuyển đổi hình ảnh cần truyền ở đầu phát từ tín hiệu ảnh thành tín hiệu điện. Ở phía thu phải chuyển đổi tín hiệu điện đó thành tín hiệu của từng chi tiết của bức hình. Việc truyền hình ảnh thành tín hiệu điện thường được dùng đèn Vidicon, Supeorticon hoặc CCD. Đồ xun hiệ phá hiệ vid chu án tốt ngh g ễ Sau kh u video n t đi tới cá u vô tuyến eo. Từ tín yển đổi tí Video iệp i xử lý hìn ày qua m c máy thu qua các k hiệu Vid n hiệu điện Hình 1: h ảnh qua áy móc ở truyền h hối xử lý eo này ng video thà Hình T Cấu tạo ốn ống Vidi đài phát đ ình. Ở ph các máy t ười ta lại nh hình ản Cuộ 2: Vẽ đèn hiết kế ngu g vidicon con ta có ã được xử ía máy thu hu được c dùng một h hiện lên Tia e n lệch hình ồn ổn áp được tín h lý thành sau khi huyển đổi thiết bị g màn hình Lớp phá dải rộng ki ễ iệu video. sóng vô tu nhận được thành tín h ọi là đèn h . phosphor t quang Điểm sáng ểu Tín yến tín iệu ình Đồ xun đồn âm trên hìn đây án tốt ngh g ễ Ta có h Ta thấy g bộ ngan thanh đượ . Tất cả h đen trắn ta lấy ví iệp ình mô tả Hình 3 : K có các ti g, các tin c điều tần các tín hiệ g được đư dụ đang là nguyên tắ ỹ thuật ph n tức dồn tức này g với sóng u nói trên a vào mạ kênh 9 FC T c truyền h át sóng tr tin tức sán ọi chung l 4,5 MHz nằm chun ch điều bi C). hiết kế ngu ình đen trắ uyền hình g, tối, tin à Ey (tin tứ sau đó nh g trong mộ ên với són ồn ổn áp ng. đen trắn tức đồng b c chói). T ập chung v t tín hiệu g mang 1 dải rộng ki ễ g ộ dọc, tin in tức thứ ới các tin gọi là tín h 87,25MH ểu tức 4 là tức iệu z (ở Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 6 CHƯƠNG II GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ TRUYỀN HÌNH MÀU 1. GIỚI THIỆU. 1.1. Các vấn đề liên quan : Tiêu chuẩn quét, đồng bộ dải tần Video. Tần số quét dòng = số dòng quét/giây. Hệ PAL/SECAM : fH = 625 x 25 = 15625Hz. Hệ NTSC : fH = 525 x 30 = 15750Hz. Với tốc độ ảnh là 25 ảnh/giây (30 ảnh/ giây) nếu thực hiện quét từ trên xuống dưới 1 lần hết cả ảnh 625 đòng (525 dòng) thì mỗi điểm trên màn hình sẽ sáng và tắt chu kì 1/25 giây (1/30 giây) và mắt người sẽ thấy màn hình lúc sáng lúc tối lập loè. Để giải quyết vấn đề đó trong kĩ thuật đã thực hiện việc quét xen kẽ. Các mành lẻ 1,3,5,7,9. . . được quét trước, sau đó đến các mành chẵn 2,4,6,8,10. . . Như vậy với 2 điểm một ở trên, một ở dưới thuộc 2 dòng quét kề nhau, điểm ở trên sẽ phát sóng khi quét mành lẻ, điểm ở dưới sẽ phát sóng khi quét mành chẵn. Đối với mắt người do không phân biệt được nên đây chỉ là một điểm phát sáng 2 lần trong 1 ảnh, tức là 50(60) lần trong một giây. Và như vậy toàn màn hình sẽ không bị nhấp nháy. Tần số quét mành sẽ là: Hệ PAL/SECAM : Hv f f 50Hz 625 / 2 = = Hệ NTSC: Hv f f 60Hz 525 / 2 = = Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 7 Do ảnh chia ra số dòng là lẻ, 625 dòng hệ PAL hoặc 525 dòng hệ NTSC khi quét đến nửa đòng lẻ cuối cùng, tia điện tử bị quét ngược lên phía trên cùng của màn hình để tiếp tục quét các dòng chẵn. Điểm xuất phát quét trên cùng là khác nhau nên các dòng lẻ và dòng chẵn đã được quét xen kẽ với nhau. b. Đồng bộ, sự cần thiết phải có xung đồng bộ - Hình dạng và quy cách của xung đồng bộ. Tương kĩ thuật truyền hình, phía máy phát phải đùng một hệ thống quét gìôm quét theo chiều ngang gợi là quét dòng cớ tần số fH = 15625Hz và quét theo chiều dọc gọi là quét mành có tần số fv = 50Hz để phân chia ảnh ra nhiều phần tử ảnh rồi lấn lướt theo thời gian, nhặt từng phần tử ảnh chuyển thành ám hiệu điện gửi sang phía thu với qui luật từ trái sang phải, từ trên xung dưới, ở phía thu cũng phải dùng một hệ thống quét hoàn toàn như phía máy phát, bao gồm xung răng cưa quét dòng có fH = 15625Hz và xung răng cưa quét mành có fv = 50Hz để đưa đến cuộn lái tia tạo từ trường lái tia điện tử quét chạy theo chiều ngang và dọc màn hình, để mọi điểm trên màn hình đều được điện tử bắn vào, trả lại từng điểm ảnh trên màn hình, Về mặt kĩ thuật yêu cầu 2 hệ thống quét của phía phát và phía thu phải đồng bộ với nhau, có nghĩa là cùng tần số cùng pha. Nếu sai tần số quét dòng, sai pha thì ảnh bị chia làm hai phần theo chiều ngang, có một sọc đen ở giữa, nữa bên phải lật sang bên trái, nửa bên trái lùi về phía bên phải. Nếu sai tần số quét mành thì ảnh bị trôi theo chiều dọc. Nếu đúng tần số mành mà bị sai pha thì ảnh bị trôi theo chiều dọc. Nếu đúng tần số mành mà bị sai pha thì ảnh bị chia làm 2 phần theo chiều dọc, từ trên xuống cớ một băng đen ở giữa ngăn cách, nửa trên đầu chuyển xuống dưới chân, nửa dưới chân bộ lên đầu. Để thực hiện được việc đồng bộ thì phía đài phát đồng thời với việc gửi hình ảnh đi thì phải gửi theo các xung đồng bộ để giữ nhịp quét. Xung đồng bộ là xung có đang hình chữ nhật, chiếm độ cao bằng 25% tổng chiều cao tín hiệu truyền hình Đồ xun đầy hiệ gia xun c. G dòn thà án tốt ngh g ễ đủ và đư u truyền h n quét ng g đồng bộ iải tần V Ảnh có g quét sẽ nh một ch Hệ PA Hệ NT iệp ợc đặt trên ình đầy đ ược của m mành có ideo. tần số ca lần lượt q u kì tín hiệ L/SECAM SC: maxf = đỉnh của ủ và được ột chu kỳ độ rộng bằ o nhất là ua các đi u, đo đó: : max 6 f = 4 525.625. 2 T xung hoá, đặt trên quét. Gi ng 2,5TH. Hình 4 ảnh có cá ểm trắng - 4 25.625. 3 2 .30 3 = 5,5 hiết kế ngu vào giữa đỉnh của x ữa xung đ c sọc đen đen - trắ .25 = 6,5M MHz. ồn ổn áp thời gian q ung hoá, ổng bộ có trắng xen ng, cứ qua Hz. dải rộng ki ễ uét ngược vào giữa độ rộng kẽ nhau. 2 điểm h ểu tín thời 7μs Mỗi oàn Đồ xun mộ 1.2 a. N án tốt ngh g ễ Ảnh có t mành thì Hệ PA Hệ NT Dải ph Tín hiệ Tín hiệ Điện á Tín . Giới thiệ guyên lý iệp tần số thấ hoàn thàn L/SECAM SC: fmin = ổ của tín h u hình là t u video tr p dương cự hiệu truy u tổng qu hoạt động p nhất là h một chu : fmin = fv fv = 60Hz iệu hình m ín hiệu đơ uyền hình c tính âm ền hình đ át về truy của máy T ảnh nữa trê kì tín hiệu = 50Hz . àu ở hệ P n cực tính đầy đủ. . ầy đủ tron ền hình m thu hình m hiết kế ngu n trắng, n hình, do AL là: và có phổ g một chu àu. àu ồn ổn áp ữa dưới đe đó: gián đoạn kỳ quét d dải rộng ki ễ n, cứ quét . òng ểu hết Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 10 Từ Anten, tín hiệu vào mạch và sau khi đổi tần được đưa vào tầng khuếch đại trung tần. Khuếch đại trung tần ngoài nhiệm vụ khuếch đại còn đảm nhận các nhiệm vụ khác như hạn chế biên độ, lọc v.v.. Từ đầu ra của mạch tách sóng hình, thành phần chứa các tín hiệu EY và các tín hiệu mày được chia về hai phía: + Tín hiệu EY được đưa vào khuếch đại ánh sáng và sau đó vào mạch tự điều chỉnh hệ số khuếch đại AGC và mạch ma trận R, G, B. + Tín hiệu màu đến đầu vào mạch giải mã, mà ở đó được tách ra thành các thành phần EB - EY và EB - EY; các tín hiệu này được đưa đến mạch ma trận. Nhiệm vụ của mạch ma trận là từ các tín hiệu EY, ER - EY, EB - EY dùng phương trình. EY = 0.3ER + 0.59EG + 0.11EB. Tạo các tín hiệu R, G, B các tín hiệu này được khuếch đại ở tầng cuối đến khoảng 80 ÷ 100V và được đưa vào các katốt của đèn hình. Phần tách sóng toàn bộ tín hiệu màu toàn phần của bộ khuếch đại ánh sáng, sau khi được chọn riêng, các tín hiệu này dùng để điều chỉnh các mạch dao động sóng quét mành và quét dòng. Bộ tạo dao động quét dòng điều khiển tầng cao áp cuối và tầng khuếch đại công suất quét dòng. Các bộ tạo dao động và mạch còn tham gia điều chỉnh hội tụ và cung cấp các tín hiệu chỉnh mành. Tín hiệu trung tần tiếng được tiếp nhận từ bộ tách sóng Video, qua khuếch đại và bộ tách sóng điều tần đến loa. 2. ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC. Ánh sáng là sóng điện từ có sóng điện từ khoảng 3,8.1014Hz Bước sóng sáng nằm trong dải phổ từ 380.10-9m. Nếu xét dải phổ của ánh sáng mắt người sẽ cảm nhận được 7 màu sắc khác nhau đó là: Đỏ, Cam, Vàng, Lục lam, Chàm, Tím. Bẩy màu này khi trộn với nhau sẽ cho ta màu trắng. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 11 Sóng vô tuyến cũng như sóng điện từ truyền trong không gian với vận tốc 300.000km/giây. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 12 CHƯƠNG III NGUYÊN LÝ TRUYỀN HÌNH MÀU 1. NGUYÊN TẮC TRUYỀN 3 MÀU CHÍNH. Quốc tế đã quyết định chọn 3 màu cơ bản là: Màu đỏ (Red) R λ = 700nm. Màu lục (Green) G λ = 546 nm. Màu lam (Blue) B λ = 435 nm. Lý do để chọn 3 màu này làm màu cơ bản là: • Nếu đem 2 trong 3 màu cơ bản trộn với nhau thì không cho ra màu thứ 3. • Nếu đem 3 màu trộn với nhau theo các tỷ lệ khác nhau thì sẽ cho ra hầu hết các màu có trong thiên nhiên. Tín hiệu màu là hiệu số của tín hiệu màu cơ bản và tín hiệu chói. Trong truyền hình màu người ta đã không trực tiếp phát đi các tín hiệu màu cơ bản mà phát đi các tín hiệu hiện màu, vì tại ảnh màu trắng các tín hiệu hiện màu đều bằng số 0, do đó không gây nhiễm màu lên ảnh đen trắng. * Ba tín hiệu màu là: EA - EY = EG - (0,3EA + 0,59EG + 0,11EB) = 0,7ER - 0,59EG - 0,11EB EG - EY = EG - (0,3ER + 0,59EG + 0,11EB) = 0,3ER- 0,4BEG - 0,11EB EB - EY = EG - (0,3ER + 0,59EG + 0,11 EB) = 0,3 ER - 0,59EG - 0,11EB Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 13 2. SỰ TÁI TẠO MÀU. Để kết hợp giữa truyền hình màu với truyền hình trắng đen, đài phát truyền hình màu đã phát đi một tín hiệu chói với hai tín hiệu hiện màu là đủ. Tín hiệu hiện màu thứ 3 là EG - EY đã bỏ không gửi vì: - Quãng biến thiên biên độ của EG - EY là nhỏ nhất, lượng thông tin ít, kém rõ ràng. Mắt người rất nhạy cảm với màu lục G, có thể phân biệt được các chi tiết rất nhỏ, do đó phải gửi đi màu lục G với dải phổ rộng, làm phức tạp thêm về kĩ thuật. Bởi vậy ở phía máy thu, phải dùng mạch ma trận G - Y để tạo ra tín hiệu hiện màu thứ 3 là EG - EY theo biểu thức sau đây: EY = 0,3ER + 0,59EG + 0,11EB . ⇒ EY = 0,3 (ER - EY) + 0,59(EG - EY) + 0,11 (EB - EY) → EB - EY = 0,3 (ER - EY) + 0,59(EG - EY) + 0,11 (EB - EY) ⇒ 0,59 (EG - EY) = - 0,3(ER - EY) - 0,11 (EB - EY) ⇒ EG - EY = - 0,51 (ER - EY) - 0,19 (EB - EY) Tiếp đó từ 3 tín hiệu màu sẽ khôi phục lại 3 tín hiệu màu cơ bản ER, EG, EB bằng mạch ma trận RGB theo các biểu thức sau đây: (EG - EY) + EY = ER. (EG - EY) + EY = EG (EG - EY) + EY = EB Đồ xun 3. M 3.1 sẵn các và nhấ Cu chó 3 t vừa 3.2 án tốt ngh g ễ Ã HOÁ V . Mã hoá. Hình a của truyề Trước tỷ lệ đã đ 2 tín hiệu t của EY ối cùng ch i EY, để c in tức đầu nói được . Giải mã 0 E iệp À GIẢI MÃ mô tả các n hình trắn hết một m ịnh sẵn, đ sắc với só (chẳng hạ o nhập ch ó được cái tiên ER, E gọi là mã 6,5 Y (CODER h thức để g đen. ạch ma trậ ể chuyển ng phụ (S n OIRT th ung sóng m gọi là tín G, EB chu hoá tín hiệ F M s uo nd Mc T & DECOD chia 2 tín h n sẽ làm c đổi ER, EG ub camer ì fsc = 4 ang phụ hiệu hình yển đổi d u màu (co F(MHz) hiết kế ngu ER). iệu sắc và ông việc c , EB thành - fsc) có t .43MC, ở đã điều ch màu. Toàn ần dần thà lor Video 0 EY C 4,43 ồn ổn áp o trong kê ộng trừ cá ra một tín ần số bé h FCC thì f ế này vào bộ công v nh ra tín ) Hình (b) 6,5 1 C2 6 dải rộng ki ễ nh sóng đ c điện áp t hiệu chó ơn tần số sc = 3.58M trong tín h iệc bắt đầ hiệu màu . F M s uo nd Mc ểu ã có heo i EY cao C). iệu u từ như Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 15 Khoảng tần số tín hiệu màu (Color Video) hình trên vẫn hoàn toàn nằm trong kênh sóng OIRT (hoặc FCC) như cũ. Nó được điều biên (AM) và truyền đi giống như truyền tín hiệu đen trắng. Như vậy phần đầu của máy thu hình màu gồm Anten, Tuner, IF và tách sóng hình giống y như máy thu hình đen trắng. Tại ngõ ra của tầng dải điều biên (tách sóng hình) bây giờ ta có được gọi là tín hiệu màu. Một mạch lọc giải sẽ lọc ra sóng mang phụ điều chế rời tách sóng để có lại 2 tín hiệu sắc C1, C2. phối hợp với tín hiệu chói EY, cả 3 tín hiệu bắn ra sẽ mang lại 3 tín hiệu tin tức đầu tiên là ER, EG, EB. Tất cả công việc trên được gọi là giải màu. 4. KHẢO SÁT TÍN HIỆU CHÓI EY. Tín hiệu chói chính là tín hiệu hình ảnh trong truyền hình trắng đen. Ở truyền hình màu, tín hiệu chói được tổ hợp từ 3 tín hiệu màu cơ bản ER, EG, EB theo biểu thức sau đây: EY = 0,3ER + 0,59ER + 0,1 1EB. Độ chói mà mắt người có thể cảm nhận được có sự tham gia 30% ánh sáng đỏ, 59% ánh sáng màu lá cây và 11% là của màu xanh lơ. Vì thế người ta chế tạo đáp tuyến về độ nhạy của đèn điện từ VIDICON có độ nhạy giống độ nhạy mắt người để có được tin tức về độ chói của ảnh tạo hình trắng đen. Giả sử ảnh là trắng có cường độ ánh sáng chuẩn (mức chói 10%). Camera đen trắng thu ảnh này với biên độ đỉnh - đỉnh\1Volt. Ở camera màu phổ được chia làm 3 đoạn nhưng biên độ của 3 quang phổ như cũ, ba đèn điện từ VIDICON vẫn đo được ER = 1Volt, EB = 1Volt, EG = 1Volt. Để tạo lại tín hiệu chói giống như Camera đen trắng người ta lấy 30% ER 59% của EG và 1111 của EB để có: EY = 30 + 59 + 11 = 100% Đồ xun 5. T các ta d trìn án tốt ngh g ễ ÍN HIỆU C Bảng c tín hiệu m ùng một b h tự giảm Trắng, * Sơ đ iệp HÓI CỦA huẩn có 8 àu ứng v ảng chuẩn dần độ ch Vàng, Xa ồ khối má BẢN CHU sọc màu ới bảng ch số 8 sọc ói từ trái s nh lơ, Xan y phát tạo T ẨN SỌC M và đồ thị uẩn. Tron màu, với đ ang phải, đ h lục, Tím tín hiệu hiết kế ngu ÀU. biểu diễn g kỹ thuật ộ rộng bằ ó là các m , Đỏ, Lam bảng chuẩ ồn ổn áp quảng biến truyền hìn ng nhau v àu. , Đen. n có 8 sọ dải rộng ki ễ thiên độ h màu, ng à sắp xếp c màu. ểu của ười theo Đồ xun án tốt ngh g ễ iệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng ki ễ ểu Đồ xun hiệ 6. T mà ER véc độ án tốt ngh g ễ Các sọ u màu ở c Quãng E OẠ ĐỘ M a. Toạ Mỗi m u là ER - E - EY và trụ tơ mà góc dài của vé OR uuur Bi OG uuur B OB uuur Bi iệp c màu đã đ ác trị số tố biến thiên B - EY Ph ÀU VÀ SỰ độ màu àu sắc điề Y và EB - c hoành l pha của v ctơ biểu th ểu thị màu iểu thị màu ểu thị màu ại diện ch i đa, ở sọc của các tí ụ thuộc và TRUNG T u được xá EY. Nếu ta à EB - EY t éctơ đó tí ị bão hoà đỏ với: E đỏ với: E đỏ với: E T o các màu trắng, điệ n hiệu màu o + 0,89V HỰC MÀU c định bở dùng một hì ta có th nh từ pha màu: R -EY = 0, R -EY = -0 R -EY = -0 hiết kế ngu đã bão ho n áp của tí lần lượt . i một tín h hệ trục vu ể biểu diễn chuẩn 00 7V, EB - ,59V, EB ,11V, EB ồn ổn áp à và như v n hiệu điều sẽ là: iệu chói v ông góc m mỗi sắc sẽ biểu thị EY = -0,59 - EY = -0 - EY = 0,8 dải rộng ki ễ ậy biên độ bằng 0. à hai tín h à trục tun màu bằng sắc màu, V. ,59V. 9V. ểu tín iệu g là một còn Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 19 Góc α của véc tơ màu đỏ OR biểu thị sắc màu đỏ. Còn độ dài OR = Biểu thị độ bão hoà màu. Đây là màu đỏ đậm nhất, đã bão hoà. Nếu một véctơ khác có cùng góc α nhưng độ dài ngắn hơn thì vẫn là màu đỏ nhưng nhạt hơn, càng ngắn càng nhạt, cho đến tâm điểm là màu trắng. b. Sự trung thực màu Quan niệm về sự trung thực màu, hay giống màu là một ý niệm rất khó xác định vì màu sắc chỉ là cảm giác chủ quan của riêng từng người. Việc kiểm tra sự trung thực màu sắc thực ra là kiểm tra các điện áp ngõ ra và ngõ vào của các mạch ma trận xem chúng có nằm trong giới hạn sai số cho phép để cho ra các màu thích hợp. + Trung thực về tâm lý: là sự chấp nhận màu trên mặt đèn hình màu có thể khác màu cử cảnh, miễn là các màu ấy để chịu và vừa mắt người. Điều này có nghĩa là chấp nhận một số itsai sót nhất định trong toạ độ của các màu. + Trung thực về khách quan vật lý: ta thấy phổ của điểm màu trên đèn hình có đúng là phổ của điểm màu của cảnh màu được truyền đi hay không? Ta thấy sự trung thực vật lý không thể đạt ngay từ nguyên tắc của truyền hình màu, vì truyền hình màu không thể truyền đi nguyên hình dạng của phổ, mà nó chỉ truyền đi 3 mức trung bình của 3 quang phổ mà thôi. + Trung thực về sinh lý chủ quan: Tức là cho mắt nhìn màu ở cảnh vật và nhìn màu ở mặt đèn hình, nếu giống nhau tức là có trung thực sinh lý. Cấp trung thực này cũng chỉ đạt được trong phòng thí nghiệm. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 20 CHƯƠNG IV SƠ ĐỒ KHỐI MÁY THU HÌNH MÀU • Phần đường hình màu gồm các khối từ 9 đến 16. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 21 • Phần đồng bộ và tạo xung quét gồm các khối từ 17 đến 23. • Phần xử lý điều khiển gồm các khối 23, 24. • Phần nguồn gồm khối 25 và 26. 1. PHẦN CAO TẦN - TRUNG TẦN - TÁCH SÓNG. * Khối 1: Hộp kênh của băng UHF. * Khối 2: Hộp kệnh của băng VHF. * Khối 3: Mạch khuếch đại trung tần chung. * Khối 4: Tách sóng Video và khuếch đại sơ bộ sau tách sóng Video. * Khối 5: Mạch tự động điều chỉnh tần số ngoại sai AFC (Auto Frequency Control) hoặc AFT (Auto Frequency Tuning). * Khối 6: Tự đồng điều chỉnh hệ số khuếch đại AGC (Auto Gain Control). 2. PHẦN ĐƯỜNG TIẾNG. * Khối 7: Quy đổi và tạo' trung tần tiếng lần 2 để có thể thu được tiếng của hệ màu khác nhau. * Khối 8: Toàn bộ đường tiếng của ti vi. 3. PHẦN ĐƯỜNG HÌNH. * Khối 9: Khuếch đại và xử lý tín hiệu chói EY. * Khối 10: Mạch giải mã màu của hệ màu khác nhau để lấy ra 2 tín hiệu màu là ER - EY và EB - EY. * Khối 11: Mạch ma trận G - Y để tạo tín hiệu màu thứ 3 là EG - EY mà đài phát đã không gửi đi. * Khối 12: Mạch ma trận R, G, B để khôi phục lại 3 tín hiệu màu cơ bản là ER, EG và EB. * Khối 13: Mạch khuếch đại tín hiệu màu đỏ lần cuối. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 22 * Khối 14: Mạch khuếch đại tín hiệu lục lần cuối. * Khối 15 : Mạch khuếch đại tín hiệu lam lần cuối. Ba mạch khuếch đại tín hiệu màu cuối đã phân biệt khuếch đại 3 tín hiệu màu cơ bản cho điện áp lớn lên cỡ 100V và đã thành cực tính âm để đưa lên 3 katốt của đèn hình màu điều khiển 3 tia điện tử bắn lên các điểm phát ra màu tương ứng ở trên màn hình để pha trộn thành ảnh màu. * Khối 16: Mạch cân bằng màu trắng. Thực tế nớ không phải là một khối riêng mà chỉ là bộ phận điều chỉnh nằm ngay trong dòng của 3 tầng khuếch đại màu cuối, dùng để điều khiển 3 tia điện tử bắn lên các điểm phát ra màu tương ứng ở trên màn hình với một cường độ thích hợp, sao cho khi chưa có tín hiệu màu đưa đến thì việc pha trộn ảnh trên màn hình sẽ ra màu trắng. 4. PHẦN ĐỒNG BỘ VÀ TẠO XUNG QUÉT. * Khối 17: Mạch tách xung đồng bộ, khuếch đại và phân chia xung đồng bộ. * Khối 18: Toàn bộ quét dòng của tivi. * Khối 19: Toàn bộ quét mành của tivi. * Khối 20: Mạch phối hợp giữa xung quét dòng với xung quét mành để tạo ra dạng xung sửa méo gối. * Khối 21: Mạch phối hợp hình thành xung đi xoá tia quét ngược. * Khối 22: Mạch chỉnh lưu đại cao áp. 5. PHẦN XỬ LÝ ĐIỀU KHIỂN. * Khối 23: Mạch tiếp nhận lệch điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại. * Khối 24: Mạch xử lý điều khiển các hoạt động của tivi. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 23 6. PHẦN NGUỒN * Khối 25: Mạch khử từ dư tạo ra xung từ trường rất mạnh mỗi lần bắt đầu mở máy, tồn tại tương thời gian ngắn nhất để quét sạch từ dư ở khu vực màn hình, giữ cho màn hình không bị loang màu. * Khối 26: Khối nguồn bao gồm các mạch chỉnh lưu lạc và ổn áp để tạo ra các mức điện áp 1 chiều ổn định cần thiết để nuôi tivi. Đồ xun 1. H án tốt ngh g ễ Hiện n - Hiện - Hệ PA - Hệ SE Ệ NTSC. iệp ay trên thế NTSC (Na L (Phase CAM (Se CHƯƠ giới đang tional Tel Altematio ’ quentiel T NG V: H có 3 hệ tr evision Sy n Linne) Couieur A hiết kế ngu Ệ MÀU uyền hình stem Com me’moire ồn ổn áp màu: mittee). ) dải rộng ki ễ ểu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 25 Tín hiệu từ đài phát hình gửi tời được hộp kênh chọn lọc khuếch đại và gửi xuống trung tần hình và trung tần tiếng IC 101 sẽ đảm nhiệm toàn bộ các khâu kĩ thuật như: khuếch đại trung tần, tách sóng video, khuếch đại tín hiệu tách sóng video, khuếch đại tần hiệu sau tách sóng vldeo, tự động điều chỉnh tần số ngoại sai AFT, tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại AGC. Tín hiệu ra khỏi trung tần được tách thành 3 ngã đường đi như sau: • Đường tiếng gồm các khuếch đại cộng hưởng chọn lọc lấy trung tần tiếng là 4,5MHz rồi tách sóng điều tàn lấy ra âm tần, khuếch đại điện áp, công suất âm tần để đưa ra loa. Tín hiệu trung tần qua một mạch cộng hưởng chọn lọc lấy trung tần tiếng đi về đường hình rồi tách ra hai ngả đường đi lên kênh chói và kênh màu. • Đường kênh chói bao gồm các khối làm trễ 0,7μs rồi lọc bỏ trung tần màu không cho lẫn vào đường kênh chới để chỉ cho qua dải tần 0 ÷ 3MHz rồi khuếch đại tín hiệu chói EY và đưa đến mạch ma trận RGB. • Đường kênh màu: trước hết tín hiệu video màu được qua mạch cộng hưởng 3,58MHz để chọn lọc chỉ cho vào trung tần màu 3,58MHz rồi khuếch đại cho mạch lên và đưa đến mạch tách sóng điều biên nén. Đồng thời trung tần màu cũng được đưa qua cổng Burst để lấy ra tín hiệu đồng bộ màu, do xung quét dòng fH mở cửa, rồi đưa đến so pha để đồng bộ với 3,58MHz do máy thu tách ra. Sóng 3,58MHz do máy thu tạo ra đã qua so pha đồng bộ, được dịch pha đi ±450 rồi đưa vào mạch tách sóng điều biên nén để cộng vời sóng điều biên nén thành sóng điều biên thường. Sau đó tách sóng để lấy ra hai tín hiệu màu là ER - EY và EB - EY. Hai tín hiệu này được đưa qua mạch ma trận G - Y để tạo ra 3 tín hiệu màu cơ bản, rồi cùng với tín hiệu chói đưa đến ma trận RGB Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 26 để khôi phục lại 3 tín hiệu màu cơ bản là ER, EG, EB. Ba tần khuếch dạng màu cuối đã riêng biệt khuếch đại từng tín hiệu màu cơ bản cho biên độ lớn lên khoảng 100V và đảo thành cực tính âm để dẫn đến 3 katốt của đèn hình màu điều khiển cho 3 tia điện tử bắn lên các điểm phát ra các màu tương ứng đỏ, ' lục, lam ở trên màn hình để pha trộn thành ảnh màu. Ngã thứ 3 được đưa đến mạch tách xung đồng bộ để đi đến khối điều khiển khối quét mành và khối quét dòng, tạo ra các xung răng cưa quét mành có tần số fv = 60Hz và xung răng cưa quét dòng có tần số fH 15750Hz luôn đồng bộ với nhịp quét phía đài phát. Các xung quét mành và xung quét dòng được tạo đưa đến cuộn lái tia, tạo ra từ trường lái tia điện tử quét chạy theo được điện tử bắn vào phát ra ánh sáng. Mạch vi xử lý nhận lệnh điều khiển từ xa bằng tia hổng ngoại hoặc từ ' các phím bấm trên mặt máy để xử lý thông tin và ra lệnh cho ti vi làm việc. Mạch khử từ dư tạo ra xung từ trường rất mạnh tồn tại trong khoảng thời gian ngắn mỗi lần ta bắt đầu mở máy để quét sạch từ dư động ở khu vực đèn hình làm cho ánh không bị loang màu. Mạch nguồn nuôi đuổi điện AC200V thành nhiều mức điện một chiều ổn định cung cấp cho ti vi làm việc. Nhận xét sơ đồ khối của ti vi màu hệ NTSC so với các hệ màu khác ta thấy: Chỉ có mạch giải mã màu là hoàn toàn khác nhau, khi chuyển hệ ta phải thay bằng mạch giải mã màu khác. Nếu tivi màu là đa hệ thì phải có 3 mạch giải mã màu riêng biệt đặt song song với nhau để giải mã cho từng hệ màu. Tất cả phần mạch điện còn lại đều giống nhau về nguyên lý làm việc và cả kết cấu mạch điện. Chúng chỉ khác nhau ở một vài thông số kĩ thuật, cụ thể như sau: • Tần số mành fv : hệ NTSC là 60Hz, hệ PAL/SECAM là 50Hz. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 27 • Tần số quét dòng fH: hệ NTSC là 15750Hz, hệ PAL/SECAM là 156265Hz. Sai số chỉ có 6% do vậy có thể tự đồng bộ được khi đổi hệ. • Trung tần tiếng: Hệ NTSC 4,5 MHz (Mỹ, Nhật) PAL B.G 5,5 MHz (Tầy Âu) PAL I 6 MHz (Hồng Kông) PAL D.K 6.5 MHz (Trung Quốc, Việt Nam) SECAM III 6.5 MHz (Nga) Mạch cộng hưởng nén tiếng về hình phải chênh theo trung tần tiếng của các hệ màu. Dải thông tần của khối khuếch đại trung tần là rộng hẹp khác nhau. Hệ NTSC hẹp chỉ trong (5÷5)MHz, hệ PAL/SECAM rộng tới (7-8) MHz. 2. HỆ PAL a. Sơ đồ khối phía phát Hai tín hiệu Ev, Eu và nguyên lý sửa méo pha của hệ PAL: Hai tín hiệu EY, EU chính là hai tín hiệu ER - EY và EB - EY sau khi nhân với một hệ số trong đó tín hiệu EU được giữ nguyên còn tín hiệu EY được cố ý làm đảo pha liên tục theo từng đòng. Cả hai hệ PAL và SECAM đều cùng chung một luận cứ cho rằng 2 dòng kẻ liền kề nhau cộng lại với nhau coi đó là màu của một dòng, đơ đó sửa chữa méo pha. Sau đây là đồ thị véctơ giải thích nguyên lý sửa méo pha của hệ PAL. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 28 Giả thuyết tại dòng thức đài phát đi 1 véctơ là OM1 (+EV + EU) với góc pha là a , nhưng đến máy thu nhận được sớm lại bị sớm pha thành OM1”. Dòng tiếp theo đài phát đi tín hiệu có véctơ màu OM2 (-EV + EU). Máy thu nhận được thành véctơ OM2 nhưng đây là màu giả, do đài phát cố ý gửi đi (đài phát cố ý đảo pha EV), nên phía thu phải đảo trở lại thành màu thật OM2. Đem cộng hai véctơ màu của 2 dòng liền kề nhau ta được véctơ tổng hợp O(M’1 + M’2) đây chính là véctơ OM1 kéo dài ra, và như vậy góc pha trở lại đúng như phía phát đã gửi đi không còn bị méo pha nữa. Chỉ có biên độ lớn lên gấp đôi, ta dùng chiết áp giảm xuống là xong. Đồ xun án tốt ngh g ễ iệp T hiết kế nguồn ổn áp dải rộng ki ễ ểu Đồ xun án tốt ngh g ễ iệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng ki ễ ểu Đồ xun 64μ hìn T tạ án tốt ngh g ễ Khối t s là thời h đến mép Tốc độ Dây trễ Quá trì ín hiệu i điểm a b c a + c b + c iệp rễ 64μs là gian cần t phải màn siêu âm 3 6 300m.6 l 10 = siêu âm s nh hình th Dòng thứ n +EV + EU -EV - EU dây trễ si hiết cho m hình rồi tr 00m/s 4 = 19,2 au đây có ành hai tín Dòng n + -EV + -EV - +EV + +2E +2E T êu âm, làm ột chu kỳ ở lại mép (mm) thể rút ng hiệu 2EU thứ 1 Dò n EU +E EU -E EU -E U + V hiết kế ngu tín hiệu quét dòn trái). Dây ắn chiều d và ±EV: ng thứ + 2 V + EU V - EU V + EU 2EU -2EV ồn ổn áp điện qua đ g (quét từ trễ siêu âm ài l: Dòng thứ n + 3 -EV + EU +EV - EU +EV + EU +2EU +2EV dải rộng ki ễ ó bị chậm mép trái m : Dòng n + 4 +EV + -EV - -EV + +2E -2EV ểu lại àn thứ EU EU EU U Đồ xun 3. H án tốt ngh g ễ Ệ SECAM iệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng ki ễ ểu Đồ xun Hì đó phá đỉn mứ mà lớn mạ khi để nhấ án tốt ngh g ễ nh: Đặc tu chuông ng chuôn Vì hệ S phải có 2 Dùng t và dạng h chuông c tối thiểu u, ở phía Trong . Để khôn nh hẳn lên tách sóng tín hiệu m t tán cao iệp yến tần s ửa phía p g xấp ở p ECAM đ khâu kĩ thu mạch cộng chuông s là 4,286M để không thu sử dụn khi điều tầ g bị giảm ở phía tầ điều tần l àu trở lại xuống để ố dạng hát và dạn hía sau ã dùng hìn ật được b hưởng c ấp ở phía HZ nhằm gây nhiễu g mạch cộ n nhiễu lọ chất lượng n số cao tr ấy ra tín h bình thườn tín hiệu m T g H phá h thức điề ổ sung như ó đặc tuy thu, điều làm suy g đến ảnh đ ng hưởng t vào phía , người ta ước khi đ iệu màu ph g. Khâu k àu trở lạ hiết kế ngu ình: Tiền t và giải n u tần để m sau: ến tần số chỉnh đún iảm tín hi en trắng. dạng chuô tần số ca cố ý khuế ưa vào điề át suy giả ĩ thuật nà i bình thư ồn ổn áp nhấn tần hấn tần c ang tín h dạng xung g tần số ệu màu ở Còn để nh ng sấp. o của tín h ch đại cho u tần. Đến m phía tần y ở phía p ờng. Khâu dải rộng ki ễ cao ở phí ao ở phía iệu màu đi ngừa ở p cộng hưởn phía phát ận lại tín h iệu màu là tín hiệu m phía thu, số cao xu hát gọi là kĩ thuật ểu a thu , do hía g ở đến iệu rất àu sau ống tiền này Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 34 phía máy phát gọi là tiến nhất tần cao PRE EMPHASIS, ở phía thu gọi là giải nhấn tần cao DEEMPHASIS. Sơ đồ khối mạch giải mã SECAM Đồ xun án tốt ngh g ễ iệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng ki ễ ểu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 36 Tín hiệu Video màu tới mạch giải mã trước hết được qua mạch cộng hưởng 4,286MHZ dạng chuông úp để chọn lọc và khôi phục tín hiệu màu đã bị nén ở phía phát bằng mạch cộng hưởng dạng chuông ngửa, đồng thời được khuếch đại cho mạch lên, rồi chia thành 2 ngả đường: một đường đo trực tiếp với chuyển mạch SECAM, đường còn lại tới chuyển mạch SECAM sau khi đã qua dây trễ 64μs Chuyển mạch SECAM dùng để hướng tín hiệu màu đi cho đúng tuyến. vào hai đường lần hiệu màu lần lượt và pha trộn về màu và nhờ có dây trễ làm cho từng dòng thứ hai trở đi đã đồng thời có hai tín hiệu màu trên cùng một dòng và riêng biệt đỏ và lam đi theo từng đường riêng đến mạch tách sóng điều tần. Để điều khiển PERMUTATOR có 2 lệnh như sau: * Lệnh triệt màu: nếu không nhận dạng ra cớ tín hiệu màu, mạch triệt màu sẽ khoá kênh màu lại để không gây nhiễu màu lăn ảnh trắng đen. * Lệnh lật trạng thái dơ mạch Flip Flop đưa xung điều khiển vào để hướng tín hiệu màu đi cho đúng tuyến. Một số đặc điểm của mạch giải mã màu hệ SECAM. • Nếu mạch cộng hưởng 4,286MHZ nhận dạng màu bị chỉnh sai cũng mất hoàn toàn màu, vì lúc này coi như đài phát không phát tín hiệu màu nên mạch triệt màu sẽ làm việc để khóa kênh màu. • Nếu mạch tách sóng lấy ra màu đỏ chỉnh sai tần số Fđỏ = 4,406MHZ thì sẽ bị sai màu chứ không mất màu. • Nếu chỉnh sai mạch tách sóng điều tần lấy ra màu lam FOB=4,250MHz thì cũng bị sai màu chứ không mất màu. Đồ xun 1. S cuộ 2. S lại són xuố Áp sẽ án tốt ngh g ễ CH Ò CÔNG S Là sò n lệch. ÓNG QUÉ Có dạn ở mức cao g quét ng ng bằng v 2 đầu cuộ là dòng răn iệp ƯƠNG V UẤT NGA công suất T NGANG g xung ch . Sò công ang thời ới cực e, n dây là D g cưa tron I : QUÉ NG VÀ CH lớn để khu (TỪ DAO ữ nhật với suất ngan gian t1. K hay áp ở C hay kh g suốt thờ T T NGAN ỌN LỆNH ếch đại c ĐỘNG NG một nửa c g sẽ chỉ dẫ hi sò vừa 2 đầu cuộ ông đổi (b i gian t1. hiết kế ngu G (HOR NGANG ông suất s ANG RA). hu kỳ ở m n thật mạ dẫn, áp c n sơ Flyba ằng hằng ồn ổn áp IXONT óng quét n ức thấp, n nh ở nửa d ực c của ck (L1) sẽ số) dòng dải rộng ki ễ AL) gang đưa ửa chu kỳ ương cao sò lập tức là 110 V trong cuộn ểu vào còn của tụt DC. L1 Đồ xun 3. S L1. đầu và anố 4.T êm ma khô 2μ dio ma Nh rin 10V án tốt ngh g ễ Ự TẠO TH Xung Để có áp trên cùn lọc bằng t t của đèn Ụ ĐIỆN VÀ Để giú dịu ngườ ss. Trong ng đổi ha Các tụ s, nhờ Đó de (Dam ss, cathod ư vậy bìn g và sóng thì diod iệp ÀNH HV ( Flyback 1 cao hơn n g lên khoả ụ trên vỏ đ hình. DIODE Đ p sự di ch i ta đặt th thời gian y các tụ đ đệm sẽ c xung bay ping Diod e nối vào h thường ring ring e mới dẫn HIGH VOL 500V xuất gười ta có ng 20KV èn hình đ ỆM uyển của t êm các tụ quét xuô ệm gần nh hỉ tác dụn về dịu xuố e) các dio cực c sò c diode đệm sao đó làm . T TAGE) hiện từ c thể quấn . Việc làm ể có áp dư ia điện tử lọc từ cực i ở nửa p ư không c g trong th ng. Ngoài de đệm lu ông suất n chẳng có áp cực c hiết kế ngu uộn lệch một cuộn kế tiếp là ơng một c ở nửa trái c của sò hải màn ả ó tác dụng ời gian n các tụ đệm ôn phân c gang tức tác dụng sò công su ồn ổn áp được áp n dây thật nắn cao á hiều cỡ 20 màn ảnh công suất nh áp ở c gì. gắn ngủi c người ta ực ngược là luôn có gì, chỉ kh ất ngang t dải rộng ki ễ gược về c lớn nâng á p (HV RE KV dùng được đều ngang xu ực c gần hỉ có kho còn gắn th (anode xu B+ 110VD i nào có ụt xuống d ểu uộn p ở CT) cho đặn, ống như ảng êm ống C). ring ưới Đồ xun 5. L 5-1 qué 47μ son Cu H.L cuộ đệm tiếp 500 dươ 1/4 án tốt ngh g ễ ÁI TIA NG Ở bán 4 của Flyb t ngang đ F là để c g song, ộn H.LIN IN là m n phát từ Khi sò D407 và có trị số V nên trị ng của tụ bề cao iệp ANG. kính dươn ack vào c ưa vào cu ách điện m tiếp tục lầ là biến áp ột hồi tiếp cuộn Fiyb ngang ng 4 tụ nối t tương đươ số chịu đư dưới cùng của xung g của són ực c rồi th ộn lệch đ ột chiều n lượt nối bù méo g nhẹ giữa ack ở đầu ắt, xung b iếp C481 ng 0,0471 ợc tổng c người ta tại cực c T g quét nga eo sò công ược lấy tạ (B+) tại cự với biến ối ngang ( dòng ra từ dây 5 và 1 ay về xuấ → C484. 4 tương đ ộng của 4 tranh thủ để dùng hiết kế ngu ng, dòng t suất ngan i cực c. T c c. Hai n áp bù mé pin trans 2 cuộn lệc 6. t hiện và Trị số mỗi ương 0,01 tụ là 4 x 5 lấy ra xun cho mạc ồn ổn áp ừ B+ 105 g xuống m ụ C455, C ửa cuộn l o gối dọc ) rồi xuốn h với dòn được làm tụ là 0,04 , áp chịu đ 00V = 2 g bay về c h AFC. N dải rộng ki ễ V đi qua c ass. Tín h 456 mỗi ệch được (pin trans g mass. C g xuất phá dịu bởi d 7 nên 4 tụ ựng mỗi t 000V. Tại ó bề dày b goài ra 3 ểu uộn iệu tụ = mắc 1). uộn t từ iode nối ụ là cực ằng tụ Đồ xun C4 như bay yếu cao V.H 6. C xun án tốt ngh g ễ 63=560p, ng được về tại cự đi làm m cũng bị eight. C4 UỘN FLY Cuộn F g cần thiế iệp C442 = 1 nối qua cô c c yếu bớ àn ảnh m nở ra như 52 để bảo BACK (FB lyback củ t phù hợp 000P và ng tắc S1, t → xung ở rộng ra ng còn đ vệ nối b-e T): NGUỒN a JVC G cho các nơ T C441 = 1 S2, S3. Đó bay về tr theo chiề ược hiệu và C426, BIẾN ÁP B *E) là i trong m hiết kế ngu 500p cũng ng các cô ong cuộn u ngang (W chỉnh ở p bảo vệ nố . nơi cung áy. ồn ổn áp là các tụ ng tắc này Flyback y idth). Tấ hần dọc b i c-e của sò cấp nguồn dải rộng ki ễ làm dịu lại làm x ếu bớt → t nhiên ch ằng chiết ngang. áp và ng ểu bớt ung HV iều áp. uồn Đồ xun khu pha thờ đượ tức nó luô tran → lại Tra án tốt ngh g ễ Sóng q ếch đại v sóng qu i xác định c quết địn là lệ thuộ (=Q303). n là 0,7v s Q305 có áp cực b t để Q307 c ns Q305 n iệp CHƯƠN uét dọc r ới trans, t ét dọc đưa áp tính củ h bới sự c vào chín Diode D3 cực b của thể dẫn t rans Q307 ó thể dẫn gắt, vậy 2 G VII: Q a từ pin 2 iền khuếch vào cực B a ngõ ra c áp của ngu h sóng qu 03 luôn ph Q305 luô hì áp cực b đúng bằn thì áp ở cự trans lúc T UÉT D 6 của IC đại công của 2 sò ông suất đ ồn (+43v ét dọc có ở ân cực thu n cao hơn của nó p g áp cực e c b nó ph nào cũng c hiết kế ngu ỌC (VER dao động suất dọc công suất ể đi đến c ) ngan qua cực B Q ận, hiệu s áp lực b hải cao hơ chung → ải thấp hơ hỉ có 1 tra ồn ổn áp TICAL đọc (TA 7 Q303. Tr 305Q và uộn lệch 2 điện tr 303 và dòn ố điện áp của Q307 n áp cực e trans Q30 n áp cực e ns được m dải rộng ki ễ ) 644BP) đ ans Q303 Q307 và đ dọc (V. Yo ở R317, R g chạy ng ở 2 đầu d khoảng 0 chung là 0 7 ngắt. Ng chung 0,7 à thôi. ểu ược đảo ồng ke) 318 ang iode ,7v, ,7v ược → Đồ xun đại són 1. K tran ra (4 47 am án tốt ngh g ễ TÁCH S ANTEN Kết thú hình đầu g hình d HUẾCH Đ a. Thờ sistor rời * Dạng * Dùng Đây là là các biế (Hình 2; 43,5; ,5MC) th b. Thờ Thời k plifer) và iệp ÓNG H (VIDE c chương tiên đến đ ẫn ngược đ ẠI TRUNG i kỳ đầu . khuếch đ 3 biến áp một trans n áp cộng b) cho thấ 45MC) để ời kỳ còn c i kỳ 2: ỳ của IC óP - AM CH ÌNH, TR O DET, IX đườn èn hình ch ến An ten TẦN HÌN tiên: Có ại lọc lựa. để lọc lựa istor khuế hưởng mà y việc dù đảm bảo hạy bằng tầm hẹp F (Operati T ƯƠNG V UNG TẦ VIDEO g tín hiệu ương X ta . H thể xem toà dãy tầ ch đại bìn ta thường ng 3 biến giải trun đèn điện t , kỹ thuậ onai Amp hiết kế ngu III N HÌNH IF, TUNE đã thông tiếp tục k như với n số của t h thường n gọi là biế áp trung g tán của ử. t khuếch l1fer) đã g ồn ổn áp . BỘ K R VÀ A từ ngõ và hai thông các máy rung tần h hưng ở n n áp trung tần cộng h máy FCC đại vi sa iúp người dải rộng ki ễ ÊNH VÀ NTEN) o tầng khu từ ngõ ra còn ráp t ình. gõ vào và tần (hình ưởng ở 3 (từ 41,25 i (differen ta khuếch ểu ếch tách ừng ngõ a). nơi → tial đại Đồ xun cả áp F th tha (su thì tuy lọc 2. B hay khi án tốt ngh g ễ một dãy trung tần iiter) để lo Mạch ừa sức rộn c. Thờ Bắt đầ y thế cho rface Aco ngõ ra củ ến (respon điều khôn Ộ CHỌN K Dò dài * Bước * Bước * Bướ UHF tuỳ * Bướ thấy được iệp tần số thự như hình ại bỏ các t lọc giải ch g kín cả k i kỳ thứ 3: u thấy các cuộn dây ustic Wav a lọc SAW se) gần y g còn cần ÊNH. bằng bộ c 1: Bật AF 2: Bấm m c 3: Tại vị theo kênh c 4: Chỉnh hình và t c rộng và ở phần (1 ầng số khô o qua từ hu vực tần lọc sứ (Ce và tụ cộng e) hoàn hả chỉ còn như hình thiết nữa. họn kênh, T về off. ột trong s trí AV vừ sóng muố chiết áp iếng của k T như vậy k ) nữa. Th ng cần thi 52,75 đến số này ramic Filt hưởng. S o đến nỗi đúng kho vẽ trên lý chỉnh bướ ố các AV. a bấm, b n thu. Preset - Tu ênh sóng m hiết kế ngu hông cần ay vào chỉ ết mà thôi 60,25mc er) lọc thạ au cùng là cho vào to ảng tần s thuyết. Tấ c. ật công tắc nning (tạ uốn thu. ồn ổn áp phải sử dụ cần lọc d . và khả n ch anh (X sự ra đòi àn bộ giải ố của trun t cả các b chọn băn i AV vừa dải rộng ki ễ ng nhiều b ãy (Bang P ăng của IC Tal Filter của lọc S tần từ 0 → g tần với ẫy sóng, c g về VL, bấm) cho ểu iến ass là ) để AW ∞ đáp uộn VH đến Đồ xun (D toà chọ AV trù với hiệ hìn xử tiến án tốt ngh g ễ * Bước Bước igital) đã h n. Thay và n trên gó lên đến ng số với 2 tận tốc n lẩn số n h đen trắn Tín hiệ lý sau đó g của các * CF 1 * CF15 iệp 5: Bật AF sang một oàn chỉnh o 2 nút bấ c trái phía 99 đường đường AV Fast (nha ào thì chín g hoàn hảo u SIF đượ đưa ra ch hệ. 554, CF15 56 bộ lọc T về ON. đời máy k các công m channe trên màn và như vậ ấy. Nút đ nh) và Sio h là kênh . c đưa vào ân (10) đ 55: tạo thà băng thôn T ế tiếp nữa tác AV t + và - sẽ hình. Các y mỗi đư iều khiển w (chậm) sóng số ấ chân (6) ể qua các nh bộ lọc g 6Mc. hiết kế ngu kỹ thuật bằng cơ k giúp hiệu máy mới ờng AV đ duy nhất c mà thôi, y, kết thúc và (18) IC mạch lọc băng thôn ồn ổn áp vi xử lý v hí cũng b số của đư nhất sau ược nhớ s hỉ còn là chỉ việc b mục này 1551 đượ , chỉ giữ l g 5,4Mc dải rộng ki ễ à kỹ thuậ ị loại bỏ h ờng AV đ này số đư ẵn kênh s nút chanel ấm nút ch ta đã có đ c khuếch ại thành p ểu t số oàn ang ờng óng + - anel ược đại, hần Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 45 * CF1557 bộ lọc băng thông 6,5Mc ứng với mỗi hệ số có 1 đường tiếng nối vào IC. Chân (13) IC1551 là chân báo hệ (có được thông tin nhờ vào chân (8) và (6). ở hệ PAL chân (10) IC801 mức cao qua Q802 thành thấp → D1553 dẫn nối dân (12) ICI55 l xuống mass → làm mất điện áp phân cực ngõ vào chân (12) nên đường tiếng SIF 4,5m bị gián đoạn. Trong khi đó chân (13) ICl55 l mức cao làm D1551, D1552 ngắt → Trung tần tiếng qua mạch lọc bằng thông CF1556, CF1557 vào IC1551 ở chân (14), (16). Ở hệ NTSC 3,58 chân (10) IC801 mức thấp → Q802 cao → D1553 ngắt đường SIF qua CFI554 vào chân (14) ICl55 1. Lúc này, đường tín hiệu có tần số 6Mc và 6,5Mc ngưng hoạt động. Chân (l), (2), (3), IC1551 dao động tạo ra sóng sin tần số 10Mc; 11,5Mc và 12Mc ứng với một đường SIF và bo (4,5Mc; 6Mc; 6,5Mc) sẽ có 1 tín hiệu dao động cấp cho tầng trộn (mix). Sự liên hệ .giữa SIF vào, OSC vào và ngõ ra được minh hoạ SIF vào DSC vào Kết quả 4,5M 10M 10M - 4,5M = 5,5M Chân (12) Chân (12) 6M 11,5M 11,5 M - 6M 5,5M Chân (14) Chân (2) 6,5M 12M 12M - 6,5M = 5,5M Chân (16) Chân 3 Từ lý luận trên ta có: * Nếu SIF In = 4,5MHZ người ta sẽ thực hiện mạch trộn như sau: Như vậy, chân (1) Xtal 10MHZ được nới vào bộ trộn. * Nếu SIF In : 5,5MHZ. Đồ xun án tốt ngh g ễ Tín hiệ * Nếu * Nếu iệp u này đượ SIF In = 6 SIF In = 6 c đi thẳng Mhz tương ,5 MHz T ra bộ 5,5 tự như tr hiết kế ngu MHz cấp h ường hợp ồn ổn áp oc trung t ta có. dải rộng ki ễ ần âm than ểu h Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 47 Cả 4 trường hợp trên, kết quả ngõ ra tín hiệu trung tần âm thanh có tần số 5,5MHz. * Sơ đồ khối mạch trung tần âm thanh và công suất âm thanh Sơ đồ khối của mạch này được thể hiện trên các Board PWM - B; PWP - D. Trong đó, các IC chức năng được mô tả như sau: * IC201: IX 0771 CEIN : tách sóng âm thanh, trung tần âm thanh, tiền khuếch đại âm thanh. * IC 401: M5 1321P: Khoá chọn âm thanh ở các chế độ TClAV. * IC 1532, ICI352: IX 0365CE: Công suất âm thanh (L-R). Đồ xun án tốt ngh g ễ iệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng ki ễ ểu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 49 Tín hiệu trung tần âm thanh 5,5MHZ được đưa vào chân (16) IC 1201. Tại IC này, tín hiệu điều tần của âm thanh được khuếch đại và giới hạn để triệt nhiễu, sau đó đưa vào mạch tách sóng để lấy ra tín hiệu âm thanh, tiếp tục qua mạch ATT (khuếch đại suy giảm ); chân (8) được nối đến 12V để tín hiệu qua nó lớn nhất. Trước khi ra khỏi IC, tín hiệu âm tán được khuếch đại thêm bởi khối AF AMP. Tín hiệu được lấy ra tại chân (a) đến Jack căm PK 5 board PWM B và MB board PWM - B và được chia làm 2 đường, 1 đường qua cầu phân thế R1322, R1323 để lấy biên độ nhỏ đưa vào chân (11) và (17) của IC 1401 board PWB-D. Đườang còn lại được đưa thẳng chân (10) và (16). Hai kênh âm thanh L, R từ ngõ Audio In (L-R) được đưa vào chân ( 12), (18) của IC Chân (15) IC 1401 nhận lệnh điều khiển, các khoá điện đóng mở cùng (lúc tuỳ thuộc vào trạng thái chân (15) là cao, thấp hay bỏ trống. Khi xem hình từ Vi deo thì chân (15) mức thấp. Khi xem đài, chân (15) mức cao khi SIF = 4,5eMC và bỏ trống khi SIF : 6,5MC. Âm thanh ra ở chân (l) và (9) của IC thì được đưa ra Jack S-OUT R, S-OUT L sau khi các thanh đệm. Tín hiệu L.R thì cũng được đưa đến chân (4) và (6) IC1351. Riêng kênh R được qua mạch xử lí tạo hiệu ứng ''WIĐE'' nhờ Q1321, Q1324, Q1327. Chân (4) IC 1351 lấy từ đường R, chân (6) IC13511 lấy đường L, chân (2), (8) nhận điện áp điều chỉnh âm lượng từ vi xử lý tới. Tín hiệu ra ở chân (3) IC 135 l dành cho kênh R, chân từ (7) IC 1351 dành cho kênh L tuỳ thuộc vào điện áp ở chân (2) và chân (8). Tín hiệu vào chân ( 10) ICI352 và tín hiệu L vào chân (10) IC l353. Hai IC này hình thành mạch khuếch đại công suất cho 2 kênh L,R. dẫn vào tầng khuếch đại Pre Amp nâng cao biên độ, rồi qua tầng thúc (DriveAmp). Sau cùng là tầng công suất (Power Amp) để có đủ dòng và áp cung cấp cho loa trái, phải. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 50 CHƯƠNG X: KHUẾCH ĐẠI HÌNH VÀ ĐÈN HÌNH (VIDEO AMP - CRT) Ba tín hiệu sắc (R-Y), (G-Y) và (B-Y) được đưa vào cực b của 3 trans công suất Q601, Q611 và Q621, trong lúc tín hiệu chói -Y được đưa vào cả 3 cực 2 của 3 trans nói trên. Đường tín hiệu chói vào Q621 (G ut) được giữ làm chuẩn với trở nối tiếp ở cực e là R621. Hai đường chói của Q601 và Q611 (R out và B out) dược hiệu chỉnh bằng 2 chiết áp VR612 (R drive) và VR602 (B drive). Phân cực của 3 trans cũng được hiệu chỉnh bằng trở emitter VR601, VR611 và VR621 (R-G-B, Bias - RGB Back Ground). Ngõ ra của Q610, Q611, Q621 tại collector được đưa thẳng vào 3 cathode của đèn hình. Tại đèn hình 3 cathode là ER, EG, EB. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 51 Lưới G1 chung được nối mass. Lưới G2 và G3 được cấp áp dương lấy từ bộ nhân đặt bên trong hộp Flyback. Thay đổi VR601, VR611, VR621 là thay đổi phân cực một chiều của 3 nên 3 chiết áp trên gọi là R, G, B Bias. Thay đổi phân cực ở e cũng là xác định mức ngắt của 3 trang, công suất là thay đổi mức ngắt của 3 cathode trong đèn hình. Nói cách khác VR601, VR611, VR621 được điều chỉnh ở mức tối nhất của cảnh, 3 ống phóng sẽ phải cùng ngắt một lượt. Chỉnh vì vậy nên 3 chiết áp này còn được gọi là R, G, B Back ground (Back ground = nền). Hai chiết áp VR602 và VR612 (R Drive và B Drive) thay đổi biên độ của - Y đưa vào cực e của Q61 1 và Q601. Mức tín hiệu đưa vào cao, có nghĩa là tín hiệu ra cũng cao và dòng tia của đèn hình cũng lớn. Thay đổi B Drive và R Drive như vậy và thay đổi mức cao nhất của dòng tia B và R sao cho ở chi tiết sáng nhất của cảnh (mức Y cao nhất) thì 3 ống phóng RGB có cường độ đúng tỷ lệ để tạo ra ánh sáng trắng ở mặt đèn hình. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 52 PHẦN II TÌM HIỂU - THIẾT KẾ BỘ NGUỒN ỔN ÁP Đồ xun 1. S các chi với phầ mộ trên dòn thâ nó án tốt ngh g ễ Ơ ĐỒ KHỐ Khối 1 mức theo Khối 2 ều thành đ Khối 3 cuộn cảm n dòng đ t chiều ra Khối 4 tải luôn g điện tiê Khối 5 n khối ngu sẽ khoá ng iệp CHƯ I ĐẶC ĐI - Biến áp yêu cầu c - Mạch c iên một ch - Mạch lọ có giá trị iện sau ch trên tải đ - ổn định ổn định, m u thụ chảy - Mạch b ồn. Nếu c ay khối n ƠNG I: ỂM CỦA M Sơ đồ kh nguồn dùn ủa máy. hỉnh lưu: iều. c nguồn: số cuộn c ỉnh lưu nh ược bằng p điện áp m ặc dù mứ ra tải luôn ảo vệ: bả ó sự cố ch guồn lại. T NGUỒN ẠCH NGU ối mạch n g để đổi đ dùng cá đ Dùng các ảm lớn để ằm san b hẳng. ột chiều: c nguồn đ thay đổ o đảm an ập mạch, hiết kế ngu ĐIỆN ỒN ĐIỆN guồn điện iện xoay c iốt tiếp m tụ hoá có phân chia ằng độ gợ Duy trì c iện ở đầu i. toàn cho t dòng điện ồn ổn áp TI VI hiều từ mứ ặt để để điện dung đường đi n sóng gi ho điện áp vào luôn hiết bị cũ tiêu thụ tă dải rộng ki ễ c 220V th đổi điện x lớn phối cho các th ữ cho điện một chiề biến đổi, h ng như ci ng vọt lên ểu ành oay hợp ành áp u ra oặc bản thì Đồ xun 2. B cao điệ ra thê tran như án tốt ngh g ễ Ộ NGUỒN Nguồn , gợn sóng * Nguy a. Chứ Trọng n trở thay B+ đã ổn m điện tr s này. b. Chứ Giữ đi * R1 R * R2: đ vậy khi B c. Chứ Thườn iệp Ổ ÁP (VO B+ trong nhỏ. ên lý của c năng ổn tâm của m đổi, nối ti áp. Vì phả ở công suấ c năng lấy ện áp ngõ 2, R3: Phần iều chỉnh + thay đổ c năng th g là nguồn LTAGE R máy thu h mạch ổn á áp (Regu ạch ổn áp ếp từ ngu i thường x t lớn song mẫu (Sa ra B+ luôn lấy mẫu. áp lấy mẫ i thì áp lấy am chiếu ( áp không T EGULATO ình màu th p: Mạch ổ lation) là 1tranz ồn dương uyên gán song với mpling) ổn định. u. Giữ B+ mẫu cũng Reference thay đổi c hiết kế ngu R) ường là + n áp gồm istor, côn chưa ổn (r h chịu dòn trans, ổn á là 110VD thay đổi t ). ủa 1 bộ di ồn ổn áp 110VDC v 6 chức năn g suất đón a từ bộ nắ g cao nên p để gánh C thí áp l heo. ode zener, dải rộng ki ễ ới độ ổn đ g g vai trò n) đến từ người ta bớt cho d ấy mẫu là giả sử là 6 ểu ịnh là 1 ngõ mắc òng 6V; V Đồ xun chi mộ ra đún tro này thấ kết b l 110 độn mạ án tốt ngh g ễ d. Chứ Phần d ếu. Nếu áp t mức tĩnh g l 10VD ng lúc áp t và cho ra p hơn mức e. Chứ Phần k quả là tra à cao hay VDC). f Chức Thườn g bình th ch ổn áp đ iệp c năng. ò sai nhận lấy mẫu một chiề C. Nếu B+ ham chiếu áp sửa sa tỉnh nếu c năng kh huếch đại ng ổn áp s thấp, sao năng bảo g được thi ường. Nó ang làm v vào cùng bằng áp th u nào đó, tụt xuống vẫn y như i sao cao h B+ bị tăng uếch đại ( sẽ khuếch ẽ được m cho B+ lu vệ (Prote ết kế ở tr i cách khá iệc bình th T lúc hai ng am chiếu, tương ứng chẳng hạn cũ, tầng ơn mức tỉ lên cao. DC Amp) đại áp sai ở ra nhiều ôn ở một ction). ạng thái n c bảo vệ ường. Ch hiết kế ngu uồn áp là á phần dò s với mạch , áp lấy m dò sai sẽ lậ nh lúc này . số lên cao hay ít tuỳ trong số ghĩ khi 5 thường ở ỉ khi nào c ồn ổn áp p lấy mẫu ai sẽ cho r được thiế ẫu sẽ tụt x p tức nhận . Tương tự đủ để điề theo sai s đã thiết k chức năng trạng thái ó sự cố nh dải rộng ki ễ và áp tham a áp sửa s t kế sẵn để uống dưới ra sự sai áp sửa sa u khiển ổn ố đưa vào ế trước (B nói trên h ngắt khi t ư B+ bị ch ểu ai ở B+ 6V biệt i sẽ áp, cực + = oạt oàn ạm Đồ xun má đại thể thê qua dươ nó Nh tro dướ T4 T1 3. M TIẾ TR án tốt ngh g ễ t hoặc qu … giúp bả * Mạc Diode vượt quá m R1 = 0,5 T1, khôn ng này xu (và cũng ư vậy khi ng mạch c i áp dươn làm T4 dẫn ngắt, giúp ẠCH NGU P TRÊN Đ Ở ĐIỀU CH Sơ đồ m iệp á tải thì b o vệ các t h ổn áp củ D2 để bảo 0,7 Volt là Ω). Hạn c g cho T1 c yên qua R là cực b c mạch ổn á ũng như k g của cầu mạch, rẽ bảo vệ đư ỒN ỔN Á ƯỜNG CẤ ỈNH ĐỂ Ổ ạch nguy ảo vệ mới ransitor nà a máy SH vệ mối nố áp phân c hế ở áp ha hạy qua tả 15 và bị ch ủa T4 ) đa p làm việc hông). Kh chia R13, R bớt dòng m ợc T3 và T P KIỂU BÙ P ĐIỆN N ÁP. ên lý ổn á T hoạt độn y. ARP 18” i b-e của T ực thuận i đầu b-e c i đã định t ậm lại ở D ng bị nối bình thườ i có sự cố 14 → D3 à chính r 1. D4 bảo v DÙNG TR TỪ NGUỒ p kiểu bù hiết kế ngu g để ngắt . 1. Áp ở đ của T2 (mố ủa T1 cũn rước. Cầu 3 phân cự với B+ = 1 ng, T4 hoà , chẳng hạ dẫn điện á a đã được ệ nối b-e ANSITOR N ĐẾN TẢ : hình 3.30 ồn ổn áp mạch sò ầu nối b-e i nối b-e c g là hạn ch chia R13, c ngược v 10VDC n n toàn ng n như B+ t p dương đ đưa vào c của T2. CÔNG SU I ĐÓNG V . dải rộng ki ễ ổn áp, khu của T1 kh ủa T1 còn ế dòng xu R14 hạ thấp ì Cathode gang qua ắt điện (có ụt xuống i tới cực b ực b của T ẤT MẮC AI TRÒ Đ ểu ếch ông nối yên áp của R16. đặt thấp của 3 và NỐI IỆN Đồ xun ta m thờ hết án tốt ngh g ễ U Δ Nguyê ắc nối tiế i và đúng trên điện Sơ đồ k iệp (%) = UR U (%) = S n lý ổn áp p vào mộ hướng, thì trở điều ch hối của m đc + UR ΔURđc + 0 Sơ đ ơ đồ chi ti kiểu bù là t điện trở sẽ làm ch ỉnh, giữ c ạch ổn áp T ồ mạch ổn ết mạch ổ : nếu trên điều chỉnh o mọi sự m ho điện áp kiểu bù, c hiết kế ngu áp kiểu b n áp kiểu đường cấ và có thể ất ổn địn ra trên tải hức năng ồn ổn áp ù bù p điện từ điều chỉn h của ngu luôn được của các kh dải rộng ki ễ nguồn đến h nó được ồn đầu vào ổn định. ối như sau ểu tải, kịp rơi : Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 58 Khối 1 - Bán dẫn công suất Q1, mắc nối tiếp trên đường cấp điện từ nguồn đến tải, đóng vai trò điện trở điều chỉnh đê ổn áp. Khi Q1 dẫn điện mạnh, nội trở giảm, sụt áp UCE1 giảm, dòng IC1 tăng tức là Itải tăng do đó Utải tăng. Khi Q1 dẫn điện yếu, nội trở tăng, sụt áp UCE1 tăng, dòng IC1 giảm tức là Itải giảm, dẫn tới Utải giảm. Khối 2 - Mạch so sánh dò sai và khuếch đại để điều khiển khối 1 . Nó bao gồm bán dẫn Q2 và điện trở tải R1. Khối 3 - Mạch tạo điện áp chuẩn bao gồm đi ốt zêne Đz và điện trở hạn chế R2, nó giữ cho UE2 luôn luôn chuẩn bằng Uz. Khối 4 - Mạch lấy mẫu, bao gồm các điện trở R3, R4, R5 mắc thành mạch phân áp để lấy ra UE2 đưa ve cực B của Q2 để so sánh với UE2. Trong mạch thực tế người ta mắc thêm các tụ hơi C1, C2 để phối hợp với điện trở điều chỉnh Rđc là nội trở của Q1 để hình thành mạch lọcπ, nhằm san bằng độ gợn sóng, giữ cho điện áp một chiều ra trên tải được bằng phẳng. Nguyên lý ổn áp của mạch điện như sau: Nếu điện áp ra trên tải tăng, qua mạch phân áp UB2 tăng, còn UE2 vẫn giữ chuẩn, làm cho chênh lệch UBE2 tăng, Q1 dẫn điện yếu, nội trở tăng, sụt áp UCE1 tăng, IC1 giảm, tức là Itải giảm, làm Ura giảm để ổn định. Nếu điện áp ra giảm thì UB2 giảm ngay còn UE2 vãn giữ chuẩn, Q2 sẽ dẫn điện yếu đi, dòng IC2 giảm, sụt áp trên R1 ít làm UB1 tăng, khiến Q1 dẫn điện mạnh, nội trở giảm, sụt áp UCE1 giảm, dòng IC1 tăng tức là Itải tăng, làm Utải; tăng để ổn định. Chiết áp R4 dùng để điều chỉnh mức điện áp một chiều lấy ra. Nếu ta vặn lên điểm A, Ura sẽ giảm, vặn xuống điểm B, Ura sẽ tăng. Ưu điểm của mạch ổn áp kiểu bù: ổn áp tốt, phạm vi ổn áp đủ rộng và có thể điều chỉnh được. Công suất ra đủ lớn, do đó mạch điện được dùng rất phổ biến làm bộ nguồn chung cho cả máy. Nhược điểm: Đồ xun cũn điệ thì thư hìn Kh khi hiệ 4. N b. L án tốt ngh g ễ a - Hiệ g có dòng n và phát b - Khô toàn bộ n ờng làm c h. c - Hiệ i nguồn đầ ển Q1 dẫn u quả của d - Ngu GUỒN NG a. Loại oại dùng iệp u suất của Itải chạy sinh nhiệt. ng có khả guồn ở đầ hết theo u quả của u vào bị tụ thông bã mạch lọc l ồn chỉ ch ẮT MỞ (S dùng dao dao động mạch ngu qua Q1 đó năng cách u vào đan transistor mạch lọc n t xuống q o hào, nội à xấu nhất o ra được m WITCHIN động đa nghẹt (Bl T ồn thấp v ng vai trò li giữa ng g ở mức công suất guồn phụ uá thấp, th trở băng . ột mức đ G POWER hài (Multl ocking Os hiết kế ngu ì trong thờ điện trở uồn và tả cao và ch dòng hoặ thuộc vào ì cơ chế c 0 để đưa iện đuy nh SUPPLY) vibrator) cillator). ồn ổn áp i gian làm điều chỉnh i - Nếu Q1 ưa ổn định c thậm ch cơ chế củ ủa mạch ổ điện ra ch ất. dải rộng ki ễ việc, lúc , gây tổn bị đánh th , sẽ đổ ra í hỏng cả a mạch ổn n áp phải o đủ. Lúc ểu nào hao ủng tải đèn áp. điều này Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 60 Bộ nguồn ngắt mở loại dùng dao động nghẹt Hầu hết các máy mới sau này, bộ nguồn ngắt mở là loại dùng dao động nghẹt. Đầu tiên là nguồn AC được nắn cầu nối lọc bằng 1 tụ lọc vào. Nguồn B+ chưa ổn sau đó được dùng để cấp năng cho 1 dao động nghẹt công suất lớn. Sóng ra ở thứ cấp biến áp nghẹt là được nắn, (lọc để đổi thành áp dương một chiều B+). Vì hoạt động ở tần số cao (# 10 → 20KC), mạch lọc sau này (tụ lọc ra) không cần tụ quá lớn mà B+ vẫn đạt độ gợn nhỏ, chất lượng cao. 5. NGUỒN ỔN ÁP DẢI RỘNG (80V - 260V) KIỂU XUNG NGẮT MỞ, CÓ CÁCH LY GIỮA NGUỒN VÀ TẢI. a. Nguyên lý ổn áp kiểu xung ngắt mở. Đây là hoại nguồn chỉnh lưu qua 2 cấp: lần chỉnh lưu thứ nhất, đã trực tiếp chỉnh lưu từ nguồn của mạng điện xoay chiều để lấy ra điện 1 chiều chỉ để nuôi mạch nghịch lưu và tạo ổn áp. Mạch nghịch lưu đã đổi dòng một chiều thành dòng xung ngắt mở với tần số cao (15KHz), do đó có thể coi gần như là dòng điện xoay chiều (hình sin). Năng lượng của dòng xoay chiều này sẽ thông qua các cuộn dây của biến áp xung, chuyển sang bên thứ cấp nhiều hai bằng các điếu tiếp mạch cao tần để sẩy ra điện một chiều ổn định nuôi tivi. Việc ổn định điện áp ra đã được thực hiện ngay trong quá trình chuyển năng Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 61 lượng điện từ bên sơ cấp sang các cuộn thứ cấp của biến áp xung, bằng cách điều chỉnh độ rộng của xung ngắt mở (khoá K) theo mức nguồn điện ở đầu vào. Nếu mức vào là cao thì thời gian thông rất ngắn. Nếu mức vào thấp thì thời gian thông sẽ dài ra. - Mạch điện và nguyên lý làm việc của mạch nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung, có cách ly giữa nguồn và tải. a) Nguyên lý tạo nghịch lưu: điện xoay chiều ở đầu vào được cầu chỉnh lưu đổi thành điện một chiều i, qua tụ C1 lọc, dẫn đến cuộn dây (1) (2) rồi đến chân 3 của IC nằm chờ. Nếu khoá K thông thì dòng điện i mới chạy trong mạch điện, qua kháo k và R1. Chính dòng điện nạp qua R2, C2 đến chân số (2) của IC là dòng Ib mở cửa cho bán dẫn khóa K thông lần đầu tiên, lúc này mới có dòng điện i chảy qua cuộn dây (1) (2) và gây sụt áp (1) dương (+) (2) âm(-) ở điện áp này ghép qua cuộn (3) (4) làm (3) dương (+), (4) âm(-). Xung âm ở chân số (4) qua R3 C3 lại quay về chân số 2 của IC làm tắt khoá K. Khoá K tắt, dòng i đột ngột giảm xuống bằng số 0. Trên cuộn (1) (2) sẽ gây ra một sức điện động cảm ứng là EL = L di dt dị và có cực tính dương (+) ở đầu (2) và âm (-) ở đầu (1). Điện áp này lại ghép sang cuộn (3) (4) làm 3 âm(-), 4 dương (+). Xung (+) ở chân số (4) qua R3 C3 quay về chân số 2 của IC để mở thông khoá K. Khoá K thông lại có dòng i chảy qua cuộn (1) (2) và quá trình cứ thế tiếp diễn tạo thành mạch nghịch lưu. Nhờ sự liên tục thông tắt của khoá K trong mạch nghịch lưu, nên dòng i tuy là dòng một chiều, nhưng khi qua cuộn (1) (2) đã đổi thành dòng xoay chiều với tần số cao khoảng 15 ÷ 16 KHz. Năng lượng của dòng xoay chiều đã được ghép sang các cuộn dây bên thứ cấp, và tuỳ theo số dòng dây quấn mà ta lấy ra được nhiều mức điện áp cao thấp khác nhau, rồi chỉnh lưu lần thứ hai bằng các đốt tiếp mặt cao tần, để lấy ra nhiều mức điện một chiều ổn định nuôi ti vi. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 62 Mạch nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung, có cách ly giữa nguồn và tải b) Nguyên lý tạo ổn áp: khi nguồn đầu vào ở mức cao thì hạ áp trên cuộn (1) (2) cao, ghép sang cuộn (5) (6) cũng cao, qua điếu Đ5 chỉnh lưu lấy ra điện áp âm lớn, đưa về chân số 1 của IC để so sánh với điện áp ngưỡng lấy từ chiết áp VR đưa về chân số 5 của IC. Kết quả sẽ điều khiển cho bán dẫn K thông rất ngắn, tắt rất nhan, nên lượng điện chuyển sang các cuộn thứ cấp vẫn là ổn định. Khi điện đầu vào thấp, hạ áp trên cuộn (1) (2) thấp, ghép sang cuộn (5) (6), qua điếu Đ5 chỉnh lưu lấy ra điện áp âm một chiều thấp, đưa về chân số 1 của IC, điều khiển cho bán dẫn khoá K thông trong thời gian dài, lâu mới tắt và lượng điện chuyển sang các cuộn thứ cấp vẫn ổn định . Để tăng tính ổn định cho mạch nguồn, thì sau khi mạch nguồn đã làm việc, đã cấp điện cho mạch quét dòng của tivi là việc, người ta lấy ngay xung quét dòng của tivi có chu kì rất ổn định, đưa về cưỡng chế mạch nghịch lưu, thông tắt theo nháp tần số dòng. Lúc đó mạch nguồn mới cho ra công suất đúng như chỉ tiêu thiết kế và ổn định. Đồ xun của vào án tốt ngh g ễ Dạng x xung ngắ . iệp ung minh t mờ (thờ Dạn bằ hoạ nguy i gian thô g xung m ng cách đ T ên lý ổn ng của kh inh hoạ n iều chỉnh hiết kế ngu áp bằng c oá K) theo guyên lý ổ độ rộng xu ồn ổn áp ách thay đ mức ngu n áp ng dải rộng ki ễ ổi độ rộn ồn điện ở ểu g tx đầu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 64 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ NGUỒN ỔN ÁP DẢI RỘNG I. SƠ ĐỒ THIẾT KẾ. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 65 II. CHỈ TIÊU BỘ NGUỒN. 1. Điện áp vào là nguồn điện xoay chiều cho phép biến đổi từ 90V đến 260V. 2. Tần số lưới điện xoay chiều: f = 50Hz. 3. Điện áp ra một c hiều Ura = 100VDC. 4. Hiệu suất bộ nguồn η = 80% 5. Độ ổn định điện áp ra. ra ra U U Δ = 1% 6. Công suất ra Pra = 60W. III. TÍNH CÁC GIÁ TRỊ CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA BỘ NGUỒN. 1. Công suất bộ nguồn tiêu thụ từ mạng điện. rar P 60W P 80% = =η = 75W. 2. Điện áp sau bộ chỉnh lưu. U0max = 260V 2 = 367V. U0min = 90V 2 = 127V. 3. Dòng điện trung bình sau bộ chỉnh lưu. vtb max 0 max U 75 I U 127 = = = 0,6A. vtb min 0 max P 75 I U 367 = = = 0,2A. 4. Điện trở tải của bộ chỉnh lưu. 0 maxt max tb min U 367 R I 0,2 = = = 1835Ω 0 maxt min tb min U 127 R I 0,6 = = = 212Ω Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 66 5. Dòng điện tải tiêu thụ. Ira = ra ra P 60 U 100 = = 0,6A. 6. Điện trở tải. rara ra U 100 R I 0,6 = = = 167A 7. Tần số xung fH = 15625Hz 8. Chu kỳ xung. H 1 T 0,000064 s f = = μ 9. Thời gian khoá lớn nhất. ramë max 0 max U .T 100.64 T U 367 = = = 17μs. IV. TÍNH TOÁN MẠCH CHỈNH LƯU VÀ MẠCH LỌC. 1. Tính Diode chỉnh lưu. Điện áp ngược lớn nhất đặt trên Diode: Ungmax = 157. 260 2 = 577V Dòng điện thuận trung bình: Itb = 0,6 A. → Chọn Diode L202C. 2. Tính mạch lọc. a. Chọn điện trở R1 = 10Ω vừa dùng làm điện trở mạch lọc, vừa dùng để hạn chế dòng điện nạp cho tụ lúc mới mở máy để bảo vệ Diode chỉnh lưu. Công suất điện trở R1. RR1 = (Itbmax)2. R1 = (0,6)2 10 = 3,6W Khi bật máy thì dòng điện nạp ban đầu lên tụ khá lớn nên dòng qua điện trở R1 cũng lớn hơn 4 đến 5 lần bình thường. PE1 = 5. (Itbmax)2. 10 = 18W. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 67 → Ta chọn R1 có giá trị (10Ω - 20Ω) b. Chọn tụ lọc. Theo công thức ta có: ra i4gs t I R U 1 2C.f 2R ⎛ ⎞= = −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ ⇒ ra i gs t I R C 1 2U 2R ⎛ ⎞= = −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ Với yêu cầu độ gợn sóng sau bộ lọc là 3% thì UGS = 3%. Thay vào biểu thức trên ta được C = 118 μF ⇒ Chọn C = 120μF/400V. V. CHỌN TRANSISTOR VÀ BIÊN ÁP XUNG 1. Chọn Transistor Tl Khoá đóng mở là phần tử có nội trở thay đổi được theo sự điều khiển của tín hiệu vào. Điện trở tiếp giáp Collector và Emitter ở chế độ thông bão hoà rất nhỏ (RCE của Transistor Silic = 0,1 - 0,25Ω) ở chế độ ngắt hoàn toàn điện trở tiếp giáp rất lớn RCE = 105 - 106 a. Yêu cầu của Translstor T1. Khi tắt phải có nội trở lớn, khi thông phải có nội trở nhỏ, tốc độ đóng mở cao. Khi khoá làm việc xảy ra hiện tượng quá độ, thời gian quá độ càng ngắn thì tốc độ mở càng cao cần chọn Transistor làm việc ở tần số cao, khả năng chống nhiễu cao, Công suất điều khiển nhỏ, chọn Transistor có hệ số khuếch đại lớn; chọn Transistor T, loại NPN 2SC 2125 có tham số. - Công suất tiêu tán lớn nhất 50W - Tần số giới hạn 520MHZ. - Nhiệt độ chịu đựng 1500C. - Dòng Icmax = 5a - Điện áp UCEmax= 800V - Điện áp UCBmax = 2000V Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 68 - Điện áp UEBmax = 5V - Hệ số khuếch đại β = 30. b. Tính điện trở R2. Điện trở R2 và tụ C8 làm thành bộ khởi động cho Trans, T1, Trans T1 làm việc theo chế độ khoá nên chọn dòng phân áp nhỏ. 1 C1max r2 b I 0,6 I 0,003A 6 6 6,30 = = = =β 01max 2 r2 U 367 R 12333 120K I 0,003 = = = Ω ≈ Ω 2. Tính biến áp xung Để mạch dao động cần có 2 điều kiện: - Cân bằng pha: điện áp hồi tiếp đổng pha với điện áp vào. - Cân bằng biên độ: tích của hệ số hồi tiếp và hệ số khuếch đại phải lớn hơn 1(s). Trans T1 ghép cực C với cuộn dây LC cực B với cuộn LB qua tụ C8 để thực hiện dao động Blocking ghép biến áp. a. Chọn lõi biến áp. Công suất biến áp: r a ba P 60 P 80% = =η = 75W Chọn lõi biến áp K38.24. 17 có kích thước. - Đường kính trong d = 2,4cm. - Đường kính ngoài d = 4,3cm. - Chiều dài h = 0,7cm. - Bmax = 0,25T Tiết diện mặt lõi từ: ( ) ( ) c D d .h 4,3 2,4 0,7 S 2 2 − −= = = 0,67cm2 Tiết diện cửa sổ: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 69 2 2 0 d 3,14.2,4 S 4 4 π = = 4,5cm2 Công suất giới hạn của biến áp: 0 c 0max gh S .S B .f 0,67.4,5.0,25.15265 P 150 150 = = Pgh = 97W Vậy ta đã có: Pgh : 79W Pba = 75W → Pgh > Pba đạt yêu cầu b. Tính số vòng các cuộn dây. Cuộn dây sơ cấp LC. 4 4 max C 0 H 0,25.10 .U 0,25.10 .367 L B max.f SC 0,25.15625.0,67 = = → LC = 350vòng. Cuộn dây thứ cấp. Cra ra ht 0 L 350 L U U 100 U max. 19,9 = = = 85 vòng ⇒ LC = 350vòng Cuộn hồi tiếp. C ra ra ht 0 L 350 L U U .12 U max. 367 = = = 11vòng ⇒ Lht = 11vòng c. Tính đường kính các cuộn dây Chọn mật độ dòng điện: I = 3mA/mm2 D = 0.65. I (mm) Dòng chảy trong cuộn dây sơ cấp LC: Itbmax = 0,6A D = 0,65. 0,6 = 0,5mm Đường kính cuộn dây sơ cấp = 0,5mm. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 70 Cuộn chảy trong cuộn dây thứ cấp Lra: Ttảimax = 0,6A d = 0,65. 0,6 = 0,5mm ⇒ Dòng chảy trong cuộn dây hồi tiếp Lht: Itải = 0,01A d = 0,65. 0,01 = 0,065mm Chọn dây có đường kính 0,1mm để quấn cuộn hồi tiếp Lht. Dòng chảy trong cuộn tạo dao động LB. tb b I max 0,6 I 1,88A 0,33 = = =β d = 0,65 1,8 = 0,9mm ⇒ Chọn dây có đường kính 1mm để quấn cuộn dây tạo dao động LB. VI. TÍNH PHẦN MẠCH TẠO ĐIỆN ÁP CHUẨN. Điện áp ra sau Diode D2 = 12V. 1. Chọn Diode ổn áp loại KC 133A có tham số. - Điện áp ổn định: 3V. - Công suất tiêu hao lớn nhất: 3mA. - Dòng điện ổn định nhỏ nhất: 3mA. - Dòng điện ổn định lớn nhất: 80mA. - Dòng điện ổn định trung bình: 10mA. 2. Tính điện trở R6 hạn chế dòng điện của D3. UR6 = 12V - 3V = 9V IR6 = ID3 - IET3 = 6mA = 0,006A. 6 9 R 1500 1,5K 0,006 = = Ω = Ω 3. Tính tụ lọc C6. Áp dụng công thức: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 71 ra i 4gs t ra i 4g gs t I R U 1 2c.f 2R I R C 1 2U .f 2R ⎛ ⎞= = −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎛ ⎞= = −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ Vì dòng qua D2 nhỏ nên chọn RD = 0,5 Ω. Giả sử độ gợn sóng là 0,5%. Ugs = 0,5% . 12 = 0,06V. Thay vào ta được C9 = 4,5μF. ⇒ C9 = 4,7/16 V 4. Chọn Diode D2. Chịu điện áp ngược 3,14. 12 : 38V Dòng điện trung bình: 10mA. Chọn Điode loại K509A. * Dòng điện trung bình Itb = 100mA. * Chịu điện áp ngược Ung = 50V * Dòng điện xung Ixung = 1,5A. * Nhiệt độ chịu đựng t = 850C. VII. TÍNH TOÁN TRANSISTOR T2 VÀ T3. 1. Tính toán Transistor T2. Khi Transistor T1 mở thì Trans T2 phải làm việc ở chế độ thông bão hoà UBE T1 = 0,7V. Khi điện áp vào lớn nhất thì Trans T1 mở nhở nhất: BE 1V max B1 U T 0,7.0,3 R 154 I 0,136 = = = Ω Mặt khác ta có: thời gian khoá mở nhở nhất. x min V b. .L t n.R .max β= Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 72 x V T .min.n.R max L b. .l = β ⇒ v min x b. .L R 51 t max.n β= = Ω Ta có: ⇒ CE2 V maxv min CE2 V max R .R R 51 R R = = Ω+ Vậy Trans T2 Phải thơm điều kiện: - Trans là hoại NPN. - Điện áp UCEOMAX = 367V. - Điện áp UBEOMAX = 5V. ⇒ Chọn Trans ta có: - Công suất tiêu tán: 10W. - Nhiệt độ chịu đựng 1000C. - Tần số giới hạn 10MHz. - Điện áp UCEMAX = 800W. - Điện áp UBEMAX = 2200W. - Điện áp UBEMAX = 5V. - Dòng điện ICmax = 2A. - Hệ số khuếch đại B = 30 lần. Thông thường dùng Trans để làm khuếch đại so sánh, tín hiệu hồi tiếp đưa về cực B, tín hiệu điện áp chuẩn đưa về cực E, tín hiệu ra sau khi được khuếch đại lấy ở cực C. Yêu cầu của Trans T3: - Điện áp UCEO = 12V - Điện áp UBEO = 3V Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 73 - Chọn Trans loại 2SB622. Điện áp UCEO = 400V. Điện áp UCBO = 600V. - Điện áp UBEO = 6V. - Dòng điện Icmax = 300mA. - Tần số giới hạn 10MHz. - Công suất lớn nhất Pmax = 800mW. - Hệ số khuếch đại B = 80 lần. 2. Tính điện trở phân áp. Các điện trở này dùng để lấy mẫu điện áp ra cho Trans T3. B3 4 I 80 = = 0,05mA. Chọn dòng phân áp lớn 6 lần: P / aI 6.0,05 0,3mA.= = BC BCBC BC P / a U U 3 R I I 0,3 = = = = 10KΩ. ABAB BC U 9 R I 0,35 = = = 25,700Ω. Dùng điện trở R5 để biến đổi điện áp. Giả sử : cần thay đổi 1% về mỗi phía. UR5 = 2%. 12 = 0,24V. ⇒ Chọn các điện trở phân áp. - R4 = 10.000Ω = 10KΩ. - R5 = 680Ω. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 74 - R3 = 27KΩ. 3. Tính điện trở R7. C2 maxB2 max I 0,7 I 76.30 = =β = 0,3mA. Điện áp đặt lên R7 : R7. IB2 = 9V = UR7. ⇒ 7 B2 max 9 0 R I 0,3 = = =30.000Ω = 30KΩ. 4. Tính tụ lọc C10. Khi yêu cầu độ gợn sóng ở đầu ra là 5%. Thì: Usgra = 5%. 100V = 5V. ⇒ C10 = i 4ra t sgra R I I R 2.f.U ⎛ ⎞−⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ = 768μF. ⇒ Chọn C10 = 1000μF/120V. 5. Chọn Diode D4. - Chịu dòng trung bình 0,6A. - Chịu điện áp ngược 3,14 .100V = 314V. → Chọn Diode loại F06C20C. 6. Tính mạch bảo vệ Dựa vào chế độ làm việc của trans T1 chọn Trans T4 hoại 2SC 2655 có tham số như sau: - Pmax = 900W - f = 1000MHz - UCBOMAX = 50V - UBEOMAX = 5V - Dòng Icmax = 2A - Hệ số khuếch đại = 70 lần Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 75 → Chọn điện trở R9 = 0,8/5 W * Vấn đề bảo vệ: Bình thường dòng qua Trans, T1 nhỏ (IC1 = 0,6A). Do vậy, dòng qua R9 cũng nhỏ cỡ 0,6A, sụt áp trên R9 < 0,6V. → Trans T4 không thông và mạch vẫn làm việc bình thường. UR9 = IR9 . R9 = 0,6 . 0,8 = 0,48 V. Nếu dòng qua R9 tăng vọt lên, khi có sự cố thì sụt áp trên R9 sẽ lớn hơn 0,6 V UR9 = 2IC1max . R9 = 2 . 0,6 . 0,8 = 0,96V. Điện áp trên R9 = 0,96V sẽ làm Trans T4 dẫn, làm cực B và E của trans T1 chạm nhau → dẫn đến Trans T1 khoá và mạch ngưng làm việc. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung Nguyễn Ngọc Khoa Lớp: Điện tử - Viễn Thông 76 KẾT LUẬN "Nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung'' được thực hiện với thời gian, điều kiện khá khiêm tốn và kiến thức còn nhiều hạn chế nên chắc chắn còn thiếu sót em rất mong mỏi nhận được ý kiến xây dựng của Quý Thầy Cô, các bạn sinh viên để ngày càng tiến bộ. Đây là một đề tài tương đối khó với em, nhưng đã được hoàn thành là do sự hướng dẫn tận tình của thầy Đoàn Nhân Lộ cùng với nỗ lực của bản thân Em. Một lần nữa em xin chân thành biết ơn Quý Thầy Cô đã giúp đỡ giảng dạy trong thời gian học tập và hoàn thành đề tài