ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN SMD
Giới thiệu
Linh kiện dán bao gồm điện trở, tụ điện, transistor và được sử dụng phổ biến trong các mạch điện tử Những linh kiện này được chế tạo với các đặc tính kỹ thuật phù hợp cho từng loại mạch, chẳng hạn như điện trở có độ chính xác cao cho thiết bị đo lường, tụ điện với độ tổn hao nhỏ cho mạch cao tần, và tụ điện có điện áp công tác lớn cho mạch cao áp Các linh kiện này là linh kiện rời rạc và cần được hàn nối vào mạch điện tử Trong kỹ thuật chế tạo mạch in và vi mạch, có thể tích hợp luôn điện trở, tụ điện và vòng dây vào trong mạch.
Mục tiêu
Phân biệt được các loại linh kiện điện tử hàn bề mặt rời và trong mạch điện
Đọc, tra cứu chính xác các thông số kỹ thuật linh kiện điện tử dán
Đánh giá chất lượng linh kiện bằng máy đo chuyên dụng
Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
1 Linh kiện hàn bề mặt (SMD)
+ Nhận biết linh kiện SMD
+ Sử dụng được các máyđo chuyên dụng
+ Biết sử dụng các phần mềm để kiểm tra sữa chữa
Linh kiện SMD (Surface Mount Devices) là loại linh kiện được dán trực tiếp lên bề mặt mạch in, sử dụng trong công nghệ SMT (Surface Mount Technology), thường được gọi là linh kiện dán Trong các mainboard, chúng ta thường thấy các linh kiện dán như điện trở dán, tụ dán, cuộn dây dán, diode dán, transistor dán, mosfet dán và IC dán Mỗi loại linh kiện thông thường đều có phiên bản linh kiện dán tương ứng, cho thấy sự đa dạng và ứng dụng rộng rãi của công nghệ này.
1.2 Linh kiện thụ động SMD
Hình1.1: hình ảnh một số linh kiện SMD a Điện trở SMD
Cách đọc trị số điện trở dán:
Điện trở SMD được ghi giá trị bằng 3 chữ số in trên bề mặt, trong đó 2 chữ số đầu là giá trị cơ bản và chữ số thứ 3 đại diện cho số mũ của mười Ví dụ, 334 tương đương với 33 × 10^4 ohms, tức là 330 kilohms; 222 là 22 × 10^2 ohms, tương đương 2.2 kilohms; 473 là 47 × 10^3 ohms, tương đương 47 kilohms; và 105 là 10 × 10^5 ohms, tương đương 1.0 megohm Đối với điện trở dưới 100 ohms, số cuối sẽ là 0, ví dụ, 100 thể hiện là 10 × 10^0 ohm, tương đương 10 ohms, và 220 là 22 × 10^0 ohm, tương đương 22 ohms Để tránh nhầm lẫn, điện trở nhỏ hơn 10 ohms sẽ có ký hiệu chữ R để chỉ dấu thập phân.
Ví dụ: 4R7 = 4.7 ohms R300 = 0.30 ohms 0R22 = 0.22 ohms 0R01 = 0.01 ohms
Điện trở SMD thường có giá trị được ký hiệu bằng 4 chữ số, trong đó 3 chữ số đầu tiên biểu thị giá trị thực và chữ số thứ tư là số mũ của 10 Ví dụ, 1001 tương đương với 100 × 10^1 ohms, tức là 1.00 kilohm; 4992 tương đương với 499 × 10^2 ohms, tức là 49.9 kilohm; và 1000 tương đương với 100 × 10^0 ohm, tức là 100 ohms Điện trở lớn hơn 1000 ohms được ký hiệu bằng chữ K (Kilo ohms), trong khi điện trở lớn hơn 1.000.000 ohms được ký hiệu bằng chữ M (Mega ohms) Các điện trở ghi 000 hoặc 0000 có giá trị bằng 0 ohms.
Bảng tra Code Resistor SMD (nguồn Cooler Master và AcBel dung rất nhiều loại này) 1/ Mã điện trở và giá trị tuơng ứng
Hình 1.4: Bảng tra linh kiện SM
2/ Hệ số nhân được kí hiệu bằng chữ cái:
Quy định ký mã số biểu diễn trị số tụ điện, cách đọc trị số tụ điện
Tụ điện, giống như điện trở, được ký hiệu để thể hiện các thông số quan trọng của chúng Việc hiểu rõ các ký mã số của tụ điện giúp chúng ta xác định chính xác trị số của chúng Có hai cách ký hiệu chính cho tụ điện: ký hiệu nhận rõ và ký mã số.
Ký hiệu nhận rõ được sử dụng cho các tụ điện lớn, có diện tích đủ để ghi các trị số Các tụ lớn làm bằng gốm có hình dạng đĩa, tụ mylar (polyeste) và tụ hoá thường có đủ không gian để ghi chú Đặc biệt, các tụ phân cực, bất kể kích cỡ, cần được chú ý đến cực âm và cực dương Việc xác định đúng cực tính của tụ phân cực là rất quan trọng, vì nếu không sẽ dẫn đến hỏng hóc khi lắp ráp hoặc thay thế tụ mới trong mạch điện.
Ngày nay, ký mã số cho các tụ điện cỡ nhỏ, không phân cực và tụ hàn bề mặt được sử dụng phổ biến Các ký mã số này dễ nhận diện, tương tự như kỹ thuật ký mã số của điện trở Dãy ba số được sử dụng, trong đó hai con số đầu tiên biểu thị trị số của tụ điện và con số thứ ba là hệ số nhân, cho biết số lượng số 0 thêm vào sau trị số Hình 1.5 minh họa cách trình bày ký mã số của tụ điện, chủ yếu dựa trên đơn vị đo.
Hệ số nhân của tụ điện được đo bằng pF Ví dụ, tụ điện có ký mã số 150 có trị số 15 pF, không có số 0 nào thêm vào Trong khi đó, ký mã số 151 biểu thị trị số 15 pF với một số 0 được thêm vào bên phải, tương đương với 150 pF.
Tụ điện có mã số 152 tương ứng với giá trị 1500 pF Tương tự, mã số 224 cho thấy giá trị 220000 pF, với hai chữ số đầu là 22 và thêm bốn số 0 ở bên phải Lưu ý rằng vị trí thập phân luôn được dịch sang bên phải.
Hệ thống ký mã số cho tụ điện dựa trên đơn vị picofara (pF), trong đó mỗi trị số có thể chuyển đổi sang micrôfara (µF) bằng cách chia cho một triệu Ví dụ, tụ 15 pF tương đương với 0,000015 µF Mặc dù việc chuyển đổi sang µF có thể không thuận tiện cho các trị số nhỏ như 15 pF, nhưng việc ghi trên thân tụ bằng pF lại dễ dàng hơn cho việc đọc Các tụ điện có trị số lớn thường được thể hiện bằng µF Để xác định chính xác trị số tụ, chúng ta có thể sử dụng đồng hồ đo điện dung.
Hình 1.5: Đọc ký hiệu mã số trên thân tụ điện c Cuộn cảm SMD
Ví dụ: L040 2- 2N7J có thông số 2.7nH SMD 0402 5% inductor
Ví dụ L0402-8N2J: có thông số : 8.2nH SMD 0402 5% inductor d Diode SMD
Ví dụ : LL4148 SMD Diode 50mA/100V
1.3 Linh kiện tích cực SMD a Transistor SMD : 2SC3356 SMD Transistor b.Mosfet SMD
VD: SUB85N03: N-Channel 30V 85A 107W POWER MOSFET
2 Khai thác sử dụng máy đo chuyên dụng SMD
Sử dụng VOM ở thang đo dòng
Khai thác sử dụng máy đo hiện sóng
Sử dụng các phần mềm chuyên dụng để kiểm tra sửa chữa
2.1 Sử dụng máy đo VOM ở thang đo dòng Để đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng, ta đo đồng hồ nối tiếp với tải tiêu thụ và chú ý là chỉ đo được dòng điện nhỏ hơn giá trị của thang đo cho phép
2.2 Khai thác, sử dụng máy hiện sóng
Hình 1.6: Máy hiển thị sóng
A Panel trước: a CRT:Màn hình hiển thị
POWER: Công tắc chính của máy, khi bật công tắc lên thì đèn led sẽ sáng
INTEN: Điều chỉnh độ sáng của điểm hoặc tia
FOCUS: Điều chỉnh độ sắc nét của hình
TRACE RATOTION: Điều chỉnh tia song song với đường kẻ ngang trên màn hình b Vertical:
CH1 (X): Đầu vào vertical CH1 là trục X trong chế độ X-Y
CH2 (Y): Đầu vào vertical CH2 là trục Y trong chế độ X-Y
AC-GND-DC: Chọn lựa chế độ của tín hiệu vào và khuếch đâị dọc
- GND khuếch đại dọc tín hiệu vào được nối đất và tín hiệu vào được ngắt ra
VOLTS/DIV: Chọn lựa độ nhạy của trục dọc từ 5mV/DIV đến 5V/DIV, tổng cộng là 10 tầm
VAIRIABLE: Tinh chỉnh độ nhạy với giá trị > 1/2.5 giá trị đọc được Độ nhạy được chỉnh đến giá trị đặc trưng tại vị trí CAL
POSITION: Dùng để điều chỉnh vị trí của tia
VERT MODE: Lựa chọn kênh
- CH1: Chỉ có 1 kênh CH1
- CH1: Chỉ có 1 kênh CH1
- DUAL: Hiện thị cả hai kênh
- ADD: Thực hiện phép cộng (CH1 + CH2) hoặc phép trừ (CH1-CH2) (phép trừ chỉ có tác dụng khi CH2 INV được nhấn)
Khi nút ALT/CHOP được nhả ra trong chế độ Dual, kênh 1 và kênh 2 sẽ hiển thị luân phiên Ngược lại, khi nút này được ấn vào trong chế độ Dual, cả hai kênh sẽ được hiển thị đồng thời.
EXT TRIG IN : Đầu vào Trigger ngoài, để sử dụng đầu vào này, ta điều chỉnh Source ở vị trí EXT
SOURCE: Dùng để chọn tín hiệu nguồn trigger (trong hay ngoài), và tín hiệu đầu vào EXT TRIG IN
- CH1: Chọn Dual hay Add ở Vert Mode, chọn CH1 để lấy tín hiệu nguồn Trigger bên trong
- CH2: Chọn Dual hay Add ở Vert Mode, chọn CH2 để lấy tín hiệu nguồn Trigger bên trong
- TRIG.ALT: Chọn Dual hay Add ở Vert Mode, chọn CH1 hoặc CH2 ở
SOURCE, sau đó nhấn TRIG.ALT, nguồn Trigger bên trong sẽ hiển thị luân phiên giữa kênh 1 và kênh 2
- LINE: Hiển thị tín hiệu Trigger từ nguồn xoay chiều
- EXT: Chọn nguồn tín hiệu Trigger bên ngoài tại đầu vào EXT TRIG IN
Nút Trigger Slope có hai trạng thái: “+” Trigger xảy ra khi tín hiệu Trigger vượt quá mức Trigger theo hướng dương, trong khi “-” Trigger xảy ra khi tín hiệu Trigger vượt quá mức Trigger theo hướng âm.
- TRIGGER MODE: Lựa chọn chế độ Trigge
Nếu tín hiệu Trigger không có hoặc nhỏ hơn 25 Hz, mạch quét sẽ phát ra tín hiệu quét tự do mà không cần tín hiệu Trigger Trong trường hợp không có tín hiệu Trigger, mạch quét sẽ chuyển sang chế độ chờ và không hiển thị tín hiệu nào.
TV-V: Dùng để quan sát tín hiệu dọc của hình ảnh trong TV
TV-H: Dùng để quan sát tín hiệu ngang của hình ảnh trong TV d Time base:
- TIME/DIV: Cung cấp thời gian quét từ 0.2 us/ vạch đến 0.5 s/vạch với tổng cộng
Núm điều khiển SWP.VAR cho phép điều chỉnh thời gian quét khi CAL và giá trị tại TIME/DIV được hiệu chỉnh Thời gian quét có thể thay đổi liên tục nếu trục không ở vị trí CAL Để thiết lập thời gian quét, xoay núm đến vị trí CAL và đặt giá trị tại TIME/DIV Để giảm thời gian quét xuống 2.5 lần hoặc hơn, vặn núm điều khiển ngược chiều kim đồng hồ đến vị trí cuối cùng.
- POSITION: Dùng để chỉnh vị trí của tia theo chiều ngang
CAL: Cung cấp tín hiệu 2Vp-p, 1KHz, xung vuông dùng để chỉnh que đo GND: Tiếp đất thiết bị với sườn máy
Z AXIS INPUT: Cho điều biến mật độ
CH1 SIGNAL OUTPUT: Cấp áp 20mV/vạch từ máy đếm tần
AC POWER: Nguồn xoay chiều
- Sử dụng máy hiển thị sóng để kiểm tra thực hành tại lớp
- Báo cáo kết quả cho giáo viên hướng dẫn thực hành
2.3 Kết hợp các thiết bị đo lường trong cân chỉnh sửa chữa
- Được thực hành tại xưởng
- Báo cáo thực hành cho giáo viên hướng dẫn
2.4 Sử dụng các phần mềm chuyên dụng để kiểm tra sửa chữa
- Học sinh được thực hành phần mềm Pspice trên máy tính
- Báo cáo kết quả cho giáo viên hướng dẫn thực hành
Bài 1: Đọc linh kiện SMD
Bài 2: Lắp mạch chỉnh lưu cầu một pha Dùng máy hiện sóng kiểm tra điện áp ngõ ra khi có tụ và khi không có tụ
Bài 3: Lắp mạch điều khiển độ sang của đèn Dùng máy hiển thị sóng kiểm tra góc kích dẫn của SCR.
KỸ THUẬT HÀN IC
Giới thiệu dụng cụ hàn và tháo hàn
Hình 2.1: Mỏ hàn vi mạch
1.2 Máy khò để tháo chân linh kiện
Cấu tạo máy khò: từ 2 bộ phận có quan hệ hữu cơ :
Bộ sinh nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra nhiệt độ thích hợp để làm chảy thiếc, giúp tách và gắn các linh kiện trên main máy một cách an toàn Tuy nhiên, nếu chỉ có bộ sinh nhiệt hoạt động mà không có sự hỗ trợ từ các thiết bị khác, nó sẽ nhanh chóng bị hỏng.
Bộ sinh gió cung cấp áp lực thích hợp để đẩy nhiệt vào gầm linh kiện, giúp rút ngắn thời gian lấy linh kiện ra và đảm bảo an toàn cho cả linh kiện và mạch in Mối quan hệ giữa nhiệt và gió là nghịch nhưng hữu cơ; khi gió tăng, nhiệt giảm và ngược lại Để giảm thời gian IC ngậm nhiệt, thợ thường sử dụng hỗn hợp nhựa thông lỏng như chất xúc tác, vừa làm sạch mối hàn vừa đẩy nhiệt nhanh vào chì Do đó, để khò thành công một IC, cần có đủ ba yếu tố: gió, nhiệt và nhựa thông lỏng.
Việc điều chỉnh nhiệt độ và luồng gió cho IC phụ thuộc vào thể tích và diện tích bề mặt của linh kiện Linh kiện có diện tích bề mặt lớn thường gặp khó khăn trong việc dẫn nhiệt sâu, dễ dẫn đến hư hỏng IC Mặc dù gió mạnh có thể giúp tản nhiệt sâu hơn, nhưng nó cũng khiến IC phải tiếp xúc với nhiệt lâu hơn Nếu gió quá mạnh, có thể gây ra hiện tượng rung lắc linh kiện, làm lệch chân linh kiện và thậm chí làm rơi linh kiện.
Đường kính đầu khò ảnh hưởng trực tiếp đến lượng nhiệt và gió được phát ra Khi chọn đường kính đầu khò, cần cân nhắc kích cỡ linh kiện; đầu khò nhỏ giúp đẩy nhiệt sâu và tập trung hơn, nhưng lượng nhiệt ra ít và thời gian khò lâu hơn Ngược lại, đầu khò lớn tạo ra lượng nhiệt lớn nhưng nhiệt lại lan tỏa nông, có thể ảnh hưởng đến các linh kiện lân cận.
Kỹ thuật khò linh kiện: được chia làm 2 giai đoạn : a Giai đoạn lấy linh kiện ra:
Giai đoạn này ai cũng cố không để nhiệt ảnh hưởng nhiều đến IC, giữ
IC không bị chết, nhưng tâm lý căng thẳng có thể dẫn đến sai lầm, như sợ khò lâu hay lo ngại về việc tăng nhiệt, điều này có thể khiến IC bị “sống” và làm hỏng chân IC cũng như mạch in Để tránh những sự cố đáng tiếc này, cần tuân thủ các quy ước nhất quán.
Để đảm bảo sự toàn vẹn của chân IC và mạch in, cần phải kiểm soát mức nhiệt độ và lưu lượng gió một cách chính xác Việc sử dụng thiết bị khò phải đủ nhạy để nhận biết khi chì đã đạt đến trạng thái "chín" hoàn toàn.
Gầm của IC phải thông thoáng, muốn vậy phải vệ sinh sạch xung quanh và tạo “hành lang” cho nhựa thông thuận lợi chui vào
Nhựa thông lỏng cần thấm sâu vào gầm IC, điều này đòi hỏi dung dịch nhựa thông phải có độ loãng phù hợp Đây là một nguy cơ thường gặp đối với nhiều kỹ thuật viên thiếu kinh nghiệm.
Khi khò lấy linh kiện, nhiều người thường mắc sai lầm để nhiệt thẩm thấu qua thân IC trước khi xuống main, dẫn đến việc linh kiện trong IC bị biến tính do chịu nhiệt quá lâu Để khắc phục tình trạng này, hãy quét nhựa thông lỏng xung quanh IC mà không để nhựa thông dính lên bề mặt hoặc làm loang sang các linh kiện lân cận Điều chỉnh gió đủ mạnh để thúc đẩy nhựa thông và nhiệt vào gầm IC, đồng thời khò nghiêng đều xung quanh IC để dung dịch nhựa thông dẫn nhiệt sâu vào bên trong.
Khi chì đã nóng chảy, hãy chuyển mỏ khò lên góc 90 độ và khò đều quanh IC, chú ý rằng lõi thường nằm ở giữa Tiến hành thu dần vòng khò để nhiệt tản đều trên bề mặt, tác động lên các mối chì trung tâm của IC Khi nhựa thông bắt đầu sôi và IC nhô lên, sử dụng nĩa để nhấc linh kiện ra.
Kỹ năng quản lý nhiệt độ trong quá trình khò IC là rất quan trọng, vì hư hỏng thường xảy ra do quá nhiệt ở vùng trung tâm Ngược lại, nếu nhiệt độ quá thấp, chì sẽ không chảy đều, dẫn đến việc khi nhấc IC, cả mạch in có thể bị kéo lên, gây ra hư hại nghiêm trọng Giai đoạn gắn linh kiện vào cần được thực hiện cẩn thận để tránh những vấn đề này.
Trước tiên, hãy vệ sinh sạch sẽ các mối chân trên mainboard Sau đó, quét một lớp nhựa thông mỏng vừa đủ lên bề mặt Lưu ý rằng nhựa thông chỉ nên tạo thành một lớp màng mỏng; nếu sử dụng quá nhiều, nhựa thông sẽ sôi và gây hại.
Để gắn IC chính xác, cần chỉnh nhiệt độ và gió ở mức vừa đủ, sau đó khò ủ nhiệt tại vị trí gắn IC Tiếp theo, giảm gió để tránh làm sai định vị Nếu có thể, lật IC và khò ủ nhiệt vào các chân để làm nóng, sau đó đặt IC vào đúng vị trí Có thể sử dụng dùi để giữ định vị và quay đều mỏ khò từ ngoài vào giữa linh kiện.
Tất cả các chất bán dẫn hiện nay chỉ chịu được nhiệt độ khuyến cáo trong thời gian ngắn; nếu vượt quá 10% nhiệt độ tối đa cho phép, tuổi thọ và thông số linh kiện có thể giảm hơn 30% Do đó, ngay cả khi nhiệt độ chưa đạt ngưỡng phá hủy, việc khò nhiều lần và lâu vẫn có thể làm hỏng linh kiện Trong trường hợp bất khả kháng như lệch định vị hay nhầm chiều chân, nên khò lấy linh kiện ra ngay trước khi chúng kịp nguội.
Tóm lại khi dùng máy khò ta phải lưu ý:
Nhiệt độ làm chảy chì phụ thuộc vào kích thước của linh kiện; linh kiện càng lớn và dày thì nhiệt độ khò cần thiết càng cao Tuy nhiên, nếu nhiệt độ quá lớn sẽ gây hại cho linh kiện.
Gió đóng vai trò quan trọng trong việc truyền nhiệt đến các linh kiện bên trong gầm xe, giúp chúng dễ dàng hoạt động hiệu quả Để tối ưu hóa quá trình này, cần tạo không gian thông thoáng xung quanh các linh kiện có diện tích lớn Mặc dù gió mạnh có thể đẩy nhiệt sâu hơn, nhưng nó cũng có thể làm giảm nhiệt độ và ảnh hưởng đến các linh kiện lân cận Vì vậy, việc điều phối nhiệt và gió một cách hài hòa là rất cần thiết để đảm bảo hiệu suất hoạt động của các linh kiện.
Phương pháp hàn và tháo hàn
+ Biết cách tháo và tái tạo chân IC
+Hàn được đúng kỹ thuật
Bạn bật máy hàn lên, với máy hàn loại 952 -A ở hình 2.2
Nhiệt độ ở vịtrí 50% vòng xoay (nhiệt độ là triết áp HEATER)
Chỉnh gió ở vịtrí 30% vòng xoay (gió là triết áp AIR)
Để kiểm tra mức nhiệt của máy hàn, hãy điều chỉnh đầu khò cách tờ giấy trắng khoảng 3 cm Sau đó, di chuyển đầu khò lướt qua tờ giấy; nếu tờ giấy chuyển sang màu xám, nghĩa là mức nhiệt đã đạt yêu cầu.
Đặt một chiếc khăn mặt lên mặt bàn và đặt vỉ máy lên trên, hoặc sử dụng giá đỡ để giữ vỉ máy cố định Sau đó, bôi đều một lớp mỡ hàn lên bề mặt lưng của vỉ máy.
IC Để đầu mỏ hàn khò cách lưng IC khoảng 2 đến 3cm và thổi đều gió trên lưng IC
- Thời gian khò từ 40 đến 50 giây là bạn nhấc được IC ra, không nên tháo ra quá nhanh hay quá chậm
- Trước khi tháo bạn cần nhớ chiều gắn IC để khi thay thế không bị lắp ngược
Sau khi tháo IC ra, hãy sử dụng mỏ hàn kim để gạt sạch thiếc thừa ở chân IC trên vỉ máy Tiếp theo, rửa sạch bằng nước rửa mạch in để đảm bảo bề mặt được sạch sẽ.
2.2 kỹ thuật hàn a Cách tháo và tái tạo chân IC
Bạn có thể thay IC mới, cũng có thể thay IC cũ tháo từ máy khác ra
- Nếu là IC mới, khi ta mua thì chân IC đã được tạo sẵn
- Nếu là IC cũ, ta cần phải tạo lại chân cho IC
Cách tạo lại chân cho IC cũ:
+ Trong nhiều trường hợp ta phải hàn lại IC cũ vào máy như khi:
- Tháo IC ra và hàn lại trong trường hợp IC bong mối hàn
- Thay thử IC từ máy khác sang trước khi quyết định thay IC mới
- Tháo IC ra khỏi vỉ mạch để cô lập khi máy bị chập nguồn V.BAT v v
=> Trong các trường hợp trên ta cần tạo lại chân cho IC
+ Để tạo chân ta cần chuẩn bị các tấm làm chân như sau:
- Tìm một ô đúng với chân của IC bạn đang làm
- Gạt sạch thiếc trên IC cũ, sau đó rửa sạch sẽ
- Đặt IC vào đúng vị trí của IC đó trên tấm sắt
Ta đặt IC sao cho chân IC đúng vào vị trí của các lỗ trên tấm sắt, khi đặt
IC lên tấm sắt, bạn nên bôi một chút mỡ để tạo độ dính
- Khi đã đặt chuẩn bạn dùng băng dính để dán cố định IC lại
Cho thiếc nước ở dạng dẻo, không quá lỏng hoặc quá khô, lên bề mặt tấm sắt Dùng lực miết mạnh tay để thiếc thấm đều vào tất cả các lỗ trên tấm sắt Cuối cùng, loại bỏ thiếc thừa trên bề mặt tấm sắt.
- Chỉnh lại nhiệt độ cho mỏ hàn thấp hơn lúc tháo IC (để ở khoảng 35% mức điều chỉnh)
- Khò vào chân IC trên tấm sắt cho đến khi thiếc nóng chảy và chuyển mầu sáng óng ánh là được
- Đợi sau 1 phút cho IC nguội rồi gỡ IC ra khỏi tấm sắt
- Kiểm tra lại, tất cảcác chân IC phải có thiếc và đều nhau là được b Cách hàn IC vào máy
Sau khi làm sạch chân IC trên vỉ máy, hãy láng một lớp thiếc mỏng đều lên chân IC trên mạch in Tiếp theo, rửa sạch bằng nước rửa mạch và bôi một lớp mỡ mỏng để tăng độ dính Cuối cùng, đặt IC vào vị trí, chú ý đảm bảo đặt đúng chiều.
- Chỉnh IC dựa vào đánh dấu ở hai góc như hình dưới
- Chỉnh nhiệt độmáy hàn ở 50% (như lúc tháo ra)
- Khò đều trên lưng IC, sau khoảng 30 giây thì dùng Panh ấn nhẹ trên lưng IC để tất cảcác mối hàn đều tiếp xúc
Trước khi thực hiện thao tác, cần phân tích nhiệt độ tại điểm khò để xác định các khu vực linh kiện bị ảnh hưởng, đặc biệt là những linh kiện nhỏ và bằng nhựa, nhằm bảo vệ chúng hiệu quả.
Các linh kiện dễ bị nhiệt làm chết hoặc biến tính theo thứ tự là :
Tụ điện một chiều, điốt, IC, bóng bán dẫn và điện trở là những linh kiện quan trọng trong lĩnh vực điện tử Kỹ thuật viên cần rèn luyện kỹ năng và tích lũy kinh nghiệm để đối phó với những thách thức này Nhiệt độ cao là một trong những kẻ thù nguy hiểm nhất đối với phần cứng, do đó việc kiểm soát nhiệt độ là rất cần thiết Kỹ năng càng được rèn luyện sẽ giúp kỹ thuật viên làm việc hiệu quả hơn trong môi trường này.
Phương pháp xử lý vi mạch in sau khi hàn
+ biết kỹ thuật xử lý mạch in sau khi hàn
+ Biết khắc phục các lỗi sau khi hàn sai
3.1 Các yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn đối với vi mạch
+ Yêu cầu đối với mạch in:
Sơn phủ bảo vệ là lớp vật liệu không dẫn điện được sử dụng để bảo vệ linh kiện và PCB khỏi ô nhiễm, hơi muối, độ ẩm, nấm, bụi và ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt.
Sơn phủ hay lấp phủ là giải pháp lý tưởng cho các mạch điện tử ngoài trời, nơi có nhiệt độ và độ ẩm cao Lớp bảo vệ này không chỉ ngăn chặn hư hại do va đập trong quá trình vận chuyển và lắp đặt, mà còn giảm thiểu ứng suất do nhiệt và lực tác động, từ đó kéo dài tuổi thọ sản phẩm Hơn nữa, nó gia tăng độ bền điện môi giữa các dây dẫn, cho phép thiết kế mạch nhỏ gọn hơn và chống lại tác động của sự mài mòn cũng như các loại dung môi.
+ Qui trình sơn/lấp phủ bảo vệ
Trước khi tiến hành sơn hoặc lấp phủ bảo vệ PCB, cần làm sạch và khử ẩm trong vòng 8 giờ Quá trình khử ẩm có thể thực hiện bằng lò sấy liên tục ở nhiệt độ từ 88°C đến 98°C trong khoảng 4 giờ Các phương pháp sơn/lấp phủ bảo vệ bao gồm phun sơn, dùng chổi quét sơn hoặc nhúng chìm, trong đó paraxylene sử dụng phương pháp bay hơi lắng đọng hóa học Các bước thực hiện bao gồm: làm sạch PCB, che đậy các vùng không cần sơn bằng mặt nạ, phun sơn bảo vệ vào cả hai mặt và các cạnh của PCB, làm khô bằng lò sấy tùy theo loại sơn, tháo mặt nạ và kiểm tra PCB để đảm bảo chất lượng sau khi sơn/lấp Lưu ý rằng quy trình sơn/lấp phủ không ảnh hưởng đến chức năng hoạt động của PCB.
3.2 Phương pháp xử lý mạch in sau khi hàn b Xử lý linh kiện sau khi hàn vi mạch
Sau khi hàn xong PCB, cần cắt bỏ phần chân linh kiện thừa để đảm bảo độ dài cần thiết, tránh hiện tượng trồi ngược và nguy cơ chập mạch Việc cắt chân thừa có thể gây ứng lực lên chân linh kiện, dẫn đến nứt mối hàn và làm giảm tuổi thọ mối hàn do quá trình oxi-hóa Để khắc phục, cần quan sát kỹ và tìm các vết nứt để thực hiện hàn tay bổ sung Công đoạn này được gọi là cắt chân sửa lỗi.
Trên thực tế có nhiều lỗi xảy ra cần hàn tay để sửa lỗi, xin giới thiệu 8 lỗi cơ bản nhất
Thiếu thiếc hàn trong lỗ
Chập chân, bắt cầu, ngắn
MẠCH ĐIỆN TỬ NÂNG CAO
Nguồn ổn áp kỹ thuật cao
Hiểu được nguyên lý mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng transistro hay
Biết cách kiểm tra và sữa chữa nguồn ổn áp dạng xung
1.1 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng transitor
1.1.1 Bộ biến đổi nguồn DC-DC nối tiếp
Sơ đồ trong hình 3.1 (a) cho thấy rằng trong chế độ bộ nguồn, điện áp trên tải được ổn định nhờ tụ C có giá trị lớn Điều này cho phép coi điện áp trên tải là không đổi trong một số chu kỳ đóng cắt T, tuy nhiên không có nghĩa là điện áp này không thể điều chỉnh Đồng thời, cần lưu ý rằng điện cảm cũng có vai trò quan trọng trong hệ thống.
L là một phần tử của sơ đồ chứ không phải là một thành phần của tải như trường hợp trên
Khi van V thông, tải nhận năng lượng từ dòng điện i V đi từ nguồn qua van và cuộn cảm L Khi van V khoá, dòng điện qua cuộn cảm vẫn được duy trì nhờ dòng i D đi qua điôt D0 và phụ tải.
Hình 3.1 Bộ biến đổi nguồn DC-DC nối tiếp (a) Sơ đồ nguyên lý; (b) Đồ thị dạng dòng điện, điện áp
1.1.2 Bộ biến đổi nguồn DC-DC song song
Trong sơ đồ XADC song song, phần tử đóng cắt chính chỉ có nhiệm vụ nạp năng lượng cho cuộn cảm L, không nối tải vào nguồn Cuộn cảm L được mắc nối tiếp giữa tải và nguồn Khi van V thông, cuộn L nhận năng lượng từ dòng điện i V, đi từ nguồn qua L và van V.
Dòng điện qua cuộn cảm được duy trì bởi dòng i D qua điôt D và tải Tụ C có giá trị lớn, được mắc song song với tải để ổn định điện áp, do đó điện áp trên tải U t gần như không thay đổi trong chu kỳ đóng cắt của van V Khi van V mở, điện áp U t trên tải khiến điôt D khóa lại.
Hình 3.2 Bộ biến đổi nguồn DC-DC song song.(a) Sơ đồ nguyên lý; (b) Đồ thị dạng dòng điện, điện áp
1.1.3 Bộ biến đổi nguồn DC-DC nối tiếp, song song
Trong các bộ biến đổi điện áp nối tiếp hoặc song song, điện áp ra tải có cùng cực tính với điện áp nguồn Sơ đồ nối tiếp và song song có khả năng đảo cực tính nguồn Như thể hiện trong hình 3.3 (a), van V được mắc nối tiếp giữa tải và nguồn, trong khi cuộn cảm L được nối song song với tải Khi van V thông, dòng điện từ nguồn chỉ nạp năng lượng cho cuộn cảm L qua điốt D Khi van V không thông, dòng qua cuộn cảm tiếp tục duy trì theo hướng cũ, dồn năng lượng ra tải Do chiều của điốt D, cực tính điện áp trên tải ngược với cực tính nguồn E.
Hình 3.3 Bộ biến đổi nguồn DC-DC nối tiếp, song song.(a) Sơ đồ nguyên lý; (b) Đồ thị dạng dòng điện, điện áp
1.2 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng IC
Sử dụng hai tầng đảo trong IC 4069, chúng ta có thể tạo ra tín hiệu xung vuông Tín hiệu này được khuếch đại qua một tầng đảo, sau đó kích vào chân B của transistor TR1, và tiếp tục qua một tầng đảo khác trong IC.
Khi kích vào chân B của transistor TR2, hai tín hiệu đảo pha được tạo ra để điều khiển tầng cầu kéo đẩy Điều này có nghĩa là khi TR1 dẫn điện, TR2 sẽ ngừng dẫn và ngược lại Tín hiệu từ chân C của TR1 và TR2 tác động vào cầu kéo đẩy với bốn transistor MOSFET, bao gồm TR3, TR4 ở một bên và TR5, TR6 ở bên kia Dòng điện kéo đẩy sẽ luôn thay đổi chiều.
Cuộn sơ cấp của biến áp T1 được quấn ít vòng bằng dây đồng lớn, cho phép nó hoạt động với cường độ dòng điện cao, tạo ra một biến áp xung công suất lớn với tần số thấp Cuộn thứ có nhiều vòng hơn cuộn sơ, giúp tạo ra mức điện áp AC cao Để đạt được mức điện áp AC 100V và 110V, người ta tính toán số vòng quấn phù hợp; nếu muốn có mức điện áp 220V, cần tăng gấp đôi số vòng quấn ở cuộn thứ.
Mạch nguồn ổn áp kiểu xung sử dụng Mosfet hoạt động với nguồn ắc-qui 12V DC, trong đó F1 đóng vai trò là cầu chì bảo vệ, ngăn chặn hư hại cho nguồn DC khi có sự cố chạm mạch Tụ C4 giúp lọc nguồn, trong khi IC ổn áp 78xx (7805) cung cấp mức điện áp ổn định 5V DC cho tầng dao động với IC 4069, đảm bảo biên độ tín hiệu và tần số ổn định Hai tụ nhỏ C2 và C3 được sử dụng để loại bỏ tín hiệu nhiễu tần số cao và ngăn chặn hiện tượng dao động tự kích ở IC 7805.
Tần số tín hiệu của tầng dao động phụ thuộc vào giá trị của R2, biến trở VR1 và tụ C1, trong đó VR1 có vai trò điều chỉnh tần số Điện trở R1 được sử dụng để sửa dạng xung và tăng hiệu suất kích thích cho tầng kéo đẩy.
+ Nguyên lý hoạt động của mạch dao động tạo xung, cấp tín hiệu cho tầng kéo đẩy
Mạch khuếch đại đảo pha sử dụng IC 4069 với hai tầng đảo, trong đó tín hiệu đầu ra được truyền qua tụ C1 (10uF) và điện trở R1 để tạo hồi tiếp thuận Tần số dao động được xác định bằng điện trở định thời R2 (2.2K) và biến trở VR1 (2K) Mạch định tần bao gồm tụ C1 và điện trở R2 kết hợp với VR1, trong khi điện trở R1 giúp sửa dạng xung ra, nâng cao hiệu quả kích thích cho tầng kéo đẩy.
Tần số của mạch dao động, tính theo hệ thức: f = 1/(2.2)xC1X(R2+VR1) Như vậy, khi
* Chỉnh VR1 = 0, chúng ta tính ra tần số dao động là: f = 93.9Hz
* Chỉnh VR1 = 2K, chúng ta tính ra tần số dao động là: f = 49.2Hz
Sử dụng máy đo tần để xác định tần số tín hiệu tại ngả ra, sau đó điều chỉnh nhẹ biến trở VR1 nhằm đạt được tần số điện của nhà đèn là 50Hz (hoặc 60Hz), phù hợp với các thiết bị công nghiệp.
+ Hạt động của tầng thúc và tầng công suất kéo đẩy
Mạch khuếch đại sử dụng transistor bipolar 2SC1815, với tín hiệu đầu vào tại chân B và đầu ra tại chân C Mạch này không chỉ tăng biên độ tín hiệu mà còn giúp vuông hóa tín hiệu, đồng thời có tính chất đảo pha giữa đầu vào và đầu ra.
Tầng công suất ráp theo dạng cầu kéo đẩy cân bằng với 4 transistor đóng mở nhanh MOSFET loại công suất lớn Khi tín hiệu vào trên chân cổng
Khi cổng (Gate) của TR3, TR4 ở mức áp thấp, TR3 dẫn điện trong khi TR4 tắt Khi tín hiệu vào chân cổng TR5, TR6 ở mức áp cao, TR6 sẽ dẫn điện và TR5 tắt Tín hiệu đảo pha vào cực cổng làm cho TR4 và TR5 dẫn điện, dẫn đến TR3 và TR6 tắt Quá trình này tạo ra dòng điện đảo chiều qua cuộn sơ cấp của biến áp xung, từ đó sinh ra điện áp cao ở cuộn thứ cấp, phụ thuộc vào số vòng quấn của cuộn này Công suất đầu ra phụ thuộc vào kích thước của biến áp Với tầng kéo đẩy cân bằng, biên độ tín hiệu ở ngả ra sẽ có tính đối xứng tốt.
Hình 3.5: Nguyên lý hoạt động của tầng đẩy kéo
1.3 Một số loại nguồn ổn áp khác
Bộ khuếch đại thuật toán trong sơ đồ hoạt động với độ lợi bằng 1, trong đó pin Weston được kết nối trực tiếp với đầu vào không đảo Với trở kháng vào rất cao, mạch chỉ nhận dòng khoảng 0,03 mA từ pin Weston, trong khi trở kháng ra gần bằng 0 cho phép cung cấp dòng ra trên 5 mA Do đó, mạch này cho điện áp đầu ra chính xác là 1,018 V và dòng ra vượt quá 5 mA.
Hình 3.6 Nguồn áp chính xác
Hình 3.7 Nguồn áp chính xác có đầu ra tăng cường
Hình 3.8 Bộ nguồn thay đổi được điện áp
Hình 3.10 Bộ nguồn ổn đinh 3-30 V; 0-1 A
Hình 3.11 Nguồn ổn áp 3 V- 30 V có hạn dòng ngỏ ra
Hình 3.12 Bộ nguồn đối xứng 0-30 V
1.4 Kiểm tra, sửa chữa các nguồn ổn áp kỹ thuật cao
Nhiệm vụ của khối cấp nguồn là cung cấp nguồn 1chiều 12V ổn định cho máy hoạt động, điện áp vào là nguồn xoay chiều 220V AC không ổn định
Hình 3.13: Sơ đồ khối - khối nguồn nuôi
+ Biến áp có nhiệm vụ đổi điện 220V AC xuống điện áp 18V AC
+ Mạch chỉnh lưu cầu và lọc chỉnh lưu điện áp xoay chiều AC thành điện áp một chiều DC
+ Mạch ổn áp tuyến tính: có nhiệm vụ giữ cho điện áp ra cố định và bằng phẳng cung cấp cho tải tiêu thụ
1.4.2 Mạch giảm áp, chỉnh lưu và mạch lọc
Hình 3.14: Mạch giảm áp, chỉnh lưu và mạch lọc
Biến áp nguồn : Điện áp vào = 220V 50Hz , Điện áp ra = 18V ã D1, D2, D3, D4 là mạch chỉnh lưu cầu , chỉnh lưu điện AC thành DC ã Tụ C1 : 2200μF/25V là tụ lọc nguồn chớnh
Hình 3.15: Biến áp và mạch chỉnh lưu cầu, mạch lọc trong thực tế
Mạch bảo vệ
Hiểu được nguyên lý mạch bảo vệ
Biết cách bảo vệ chống ngắn mạch và quá áp khi dùng IC
Kiểmtra và sửa chữa các mạch bảo vệ dùng IC
2.1 Khái niệm chung về mạch bảo vệ
Khi có sự cố sảy ra ( quá áp hay ngắn mạch ) Chúng sẽ bị tách khỏi hệ thống
2.2 Mạch bảo vệ chống ngắn mạch dùng IC: Nguồn 12 V/5 A dùng
Bộ nguồn sử dụng IC LM340K-12 với transistor Q2 giúp nâng dòng điện lên 5 A, đồng thời có chức năng bảo vệ ngắn mạch tải thông qua giới hạn dòng Q1 và R2 Khi dòng ra vượt quá 5 A, điện áp ngỏ ra sẽ giảm xuống 0 R2 là điện trở 0,3 Ω/6 W loại dây quấn có đường kính 22, trong khi thứ cấp biến áp có điểm giữa với điện áp đối xứng 18 V/8.
2.3 Mạch bảo vệ chống quá áp dùng IC
Nguồn ổn áp 5 V tại 200 mA hoặc thay đổi được 7 – 20 V tại 100 mA dùng 7805 (hoặc LM340-05) và LM741
Hình 3.20 Ổn áp 5 V/200 mA hoặc 7-20 V/100 mA
2.4 Kiểm tra, sửa chữa các mạch bảo vệ dùng IC
Các Pan thường gặp của bộ nguồn ATX
Bộ nguồn không hoạt động:
- Kích nguồn không chạy (Quạt nguồn không quay
* Nguyên nhân hư hỏng trên có thể do:
- Chập một trong các đèn công suất => dẫn đến nổ cầu chì , mất nguồn 300V đầu vào
- Điện áp 300V đầu vào vẫn còn nhưng nguồn cấp trước không hoạt động, không có điện áp 5V STB
- Điện áp 300V có, nguồn cấp trước vẫn hoạt động nhưng nguồn chính không hoạt động
- Cấp điện cho bộ nguồn và kiểm tra điện áp 5V STB ( trên dây mầu tím) xem có không ? ( đo giữ dây tím và dây đen)
=> Nếu có 5V STB ( trên dây mầu tím ) => thì sửa chữa như Trường hợp 1 ở dưới
- Nếu đo dây tím không có điện áp 5V, bạn cần tháo vỉ nguồn ra ngoài để kiểm tra
- Đo các đèn công suất xem có bị chập không ? đo bằng thang X1Ω
=> Nếu các đèn công suất không chập => thì sửa như Trường hợp 2 ở dưới
=> Nếu có một hoặc nhiều đèn công suất bị chập => thì sửa như Trường hợp
Trường hợp : Có điện áp 5V STB nhưng khi đấu dây PS_ON xuống Mass quạt không quay
Khi có điện áp 5V trên STB, điều này đồng nghĩa với việc có điện áp 300V DC Thông thường, các đèn công suất trên nguồn chính không bị hỏng Do đó, hư hỏng có thể do mất dao động của nguồn chính Bạn cần tiến hành kiểm tra để xác định nguyên nhân.
- Đo điện áp Vcc 12V cho IC dao động của nguồn chính
- Đo kiểm tra các đèn Q3 và Q4 khuếch đại đảo pha
- Nếu vẫn có Vcc thì thay thử IC dao động
Mạch ứng dụng dùng IC OP-AMP
Hiểu được nguyên lý cơ bản của mạch dao động, mạch khuếch đại dùngopamp
Kiểm tra, sữa chữa thay thế IC trong mạch
Mạch khuếch đại thuật toán (Operational Amplifier: Op-Amps) có ký hiệu như hình sau
Hình 3.22: Hình dáng opamp Đây là một vi mạch tương tự rất thông dụng do trong Op-Amps được tích hợp một số ưu điểm sau:
Cổng vào đảo và không đảo của Op-Amps cho phép khuếch đại các tín hiệu đối xứng, thường xuất phát từ những nguồn có sự biến đổi chậm như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, mực chất lỏng, phản ứng hoá-điện và dòng điện sinh học.
Ngõ ra của Op-Amps khuếch đại sự sai lệch giữa hai tín hiệu ngõ vào, giúp chúng có độ miễn nhiễu cao Khi tín hiệu nhiễu đến cả hai ngõ vào cùng lúc, tín hiệu này sẽ không xuất hiện ở ngõ ra Do đó, Op-Amps có khả năng khuếch đại tín hiệu có tần số rất thấp, gần như là tín hiệu một chiều.
Hệ số khuếch đại của Op-Amps rất lớn do đó cho phép Op-Amps khuếch đại cả những tín hiệu với biên độ chỉ vài chục mico Volt
Các mạch khuếch đại vi sai trong Op-Amps được chế tạo trên cùng một phiến, mang lại độ ổn định nhiệt cao Khi không có tín hiệu, điện áp phân cực ở ngõ vào và ngõ ra bằng không, giúp dễ dàng trong việc chuẩn hoá khi lắp ghép các khối.
Tổng trở ngõ vào của Op-Amps rất lớn, cho phép mạch khuếch đại những nguồn tín hiệu có công suất bé
Tổng trở ngõ ra thấp, cho phép Op-Amps cung cấp dòng tốt cho phụ tải
Băng thông rất rộng, cho phép Op-Amps làm việc tốt với nhiều dạng nguồn tín hiệu khác nhau
Tuy nhiên cũng như các vi mạch khác, Op-Amps không thể làm việc ổn định khi làm việc với tần số và công suất cao
3.2 Mạch khuếch đại dùng OP- AMP
3.2.1 Mạch khuếch đại đảo: Tín hiệu ngõ ra đảo pha so với tín hiệu ngõ vào
3.2.2 Mạch khuếch đại không đảo: Tín hiệu ngõ ra cùng pha so với tín hiệu ngõ vào
3.2.3 Mạch theo điện áp: Mạch này không khuếch đại điện áp, chỉ khuếch đại dòng
3.2.4 Mạch cộng đảo: Tín hiệu ngõ ra là tổng giữa các thành phần ngõ vào nhưng trái dấu
3.2.5 Mạch khuếch đại vi sai (mạch trừ): Mạch chỉ khuếch đại khi giữa hai tín hiệu ngõ vào có sự sai lệch về điện áp
3.2.6 Mạch tích phân: Tín hiệu ngõ ra là tích phân tín hiệu ngõ vào
3.2.7 Mạch vi phân: Tín hiệu ngõ ra là vi phân tín hiệu ngõ vào
3.3 Mạch dao động dùng OP-AMP
3.3.1 Mạch dao động đơn ổn (monostable)
Hình 3.23: Mạch dao động đơn ổn
3.3.2 Mạch dao động bất ổn (astable)
Hình 3.24: Mạch dao động bất ổn
Hình 3.25 Mạch dao động cầu T kép 1 KHz
Hình 3.26 Dao động cầu T kép ổn định bằng diode
Hình 3.27 Mạch dao động cầu Wien 150 Hz – 1,5 KHz
Hình 3.28 Mạch dao động Wien ổn định bằng diode
Hình 3.29 Mạch dao động Wien ổn định bằng diode zener
Hình 3.30 Dao động Wien một nguồn cung cấp
Hình 3.31 Mạch dao động tremolo 8 Hz
3.3.3 Mạch dao động không Sin
Hình 3.32a Mạch dao động tích thoát cơ bản
Hình 3.32b Dao động sóng vuông 500 Hz – 5 KHz
Hình 3.33 Dao động vuông 500 Hz – 5 KHz có cải tiến
Hình 3.34 Dao động sóng vuông 2 Hz – 20 KHz 4 thang
Hình 3.35 Mạch tạo âm bằng nút nhấn
3.3.4 Mạch tạo sóng đặc biệt
Hình 3.36 Dao động vuông thay đổi được tần số và bề rộng xung
Hình 3.37 Mạch tạo sóng tam giác 300 Hz độ dốc thay đổi
Hình 3.38 Mạch tạo sóng tam giác/vuông 100 Hz – 1 KHz
Hình 3.39 Bộ biến đổi cho mạch tạo hàm có bề rộng xung thay đổi
Hình 3.40 Bộ biến đổi tín hiệu độ dốc thành sin
Hình 3.41 Mạch tạo sóng vuông và tam giác điều chỉnh được
3.4 Mạch nguồn một chiều dùng OP-AMP
3.4.1 Mạch chỉnh lưu chính xác
Trong thực tế, mạch chỉnh lưu thường cần có điện áp ngõ ra ổn định, nhưng do sụt áp đáng kể trên diode (khoảng 2VD) khi diode dẫn dòng, điều này dẫn đến sự méo dạng điện áp ngõ ra Để khắc phục vấn đề này, mạch chỉnh lưu chính xác sử dụng Op-Amps được áp dụng, giúp cải thiện độ chính xác và giảm thiểu méo dạng điện áp.
Hình 3.42: dạng sóng mạch chỉnh lưuu chính xác
Do dòng điện hai ngõ vào của Op-Amps bằng không, trong chu kỳ phân cực thuận của diode, Vin bằng Vout, dẫn đến sóng điện áp ngõ ra của bộ chỉnh lưu tương tự như sóng điện áp của bộ chỉnh lưu lý tưởng.
3.4.2 Nguồn dòng công suất lớn
Trong một số tình huống, nguồn dòng cung cấp năng lượng cho tải có thể hiệu quả hơn nguồn áp, chẳng hạn như khi nạp bình ắc quy Việc sử dụng nguồn dòng giúp bảo vệ bình khỏi hư hỏng nhiều hơn so với việc nạp bằng nguồn áp, đặc biệt là khi nguồn áp thường xuyên không ổn định, như trong trường hợp điện từ năng lượng mặt trời hoặc sức gió Do đó, việc áp dụng nguồn dòng trong những tình huống này là một giải pháp hợp lý.
Hình 3.43: Mạch nguồn dòng công suất
Việc thay thế Q2 bằng các transistor Darlington có thể tăng thêm dòng cho mạch điện, vì các transistor này được lắp ghép sẵn bên trong linh kiện Tuy nhiên, cần giảm giá trị của R1 một cách tương ứng để đảm bảo hoạt động hiệu quả của mạch.
Hiện nay, ổn áp DC với vi mạch chuyên dụng đã đạt độ ổn định cao, nhưng việc chế tạo bộ ổn áp sử dụng Op-Amps với độ ổn định tương đối tốt cũng không khó Bạn có thể thực hiện theo mạch sau:
Hình 3.44: Mạch nguồn ổn áp dùng op- amp
Khi điều chỉnh tỉ số giữa R2 và R3, hệ số khuếch đại vòng kín của mạch sẽ thay đổi, dẫn đến sự thay đổi điện áp ngõ ra ở mức ổn định mới Với dòng tải tối đa đạt 1A và điện áp ngõ vào biến thiên trong dãy rộng, bộ nguồn này rất hữu ích trong lĩnh vực điện tử vi mạch.
3.5 Kiểm tra, sửa chữa, thay thế IC trong các mạch ứng dụng dùng OP- APM
3.5.1 Mạch khuếch đại vi sai dùng OP-AM
- Dùng VOM đo điện áp ra Vo và ghi giá trị vào bảng sau
1 Đo và vẽ dạng sóng ngõ ra Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét
2 Xác định các thông số Av, Ai, Zi, Zo Nhận xét kết quả
3 Xác định tần số cắt dưới, tần số cắt trên, băng thông Vẽ đáp tuyến biên độ-tần số của mạch
Để thực hiện thí nghiệm, đầu tiên, cấp tín hiệu hình Sin có biên độ 2V và tần số 1KHz vào điểm A Tiếp theo, kết nối hai điểm B1 và B2, sau đó sử dụng máy oscilloscope để đo tín hiệu đầu ra Vo ở kênh 1 Cuối cùng, điều chỉnh các biến trở cho đến khi Vo đạt giá trị lớn nhất mà không bị méo dạng.
- Dùng OSC đo Vi tại B, Vo tại C ở 2 kênh CH1 và CH2 Vẽ lại dạng sóng và nhận xét về độ lệch pha của Vi và Vo
Sau đó tính Av theo công thức
- Mắc nối tiếp điện trở Rv=1.5KΩ giữa 2 điểm B1 và B2, sau đó tính Zi:
- Với: V1 là giá trị điện áp ngõ ra tại B1
V2 là giá trị điện áp ngõ ra tại B2
Chú ý: Các thông số V1, V2 phải được đo bằng OSC
- Với : Vo1 là điện áp tại ngõ ra C khi chưa mắc RL
Vo2 là điện áp tai ngõ ra C khi đã mắc RL = 12KΩ
Bước 6: Xác định góc lệch pha φ
- Dùng OSC đo Vi, Vo ở 2 kênh và cho hiển thị cùng lúc
- Xác định góc lệch pha theo công thức:
- Với: T là chu kỳ của tín hiệu φ là góc lệch pha a là độ lệch về thời gian
Bước 7: Xác định các tần số cắt fL, fH và băng thông
Bước 8: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số
- Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số của tín hiệu vào Vi theo bảng sau:
Một số mạch khuếch đại, lọc chất lượng cao dùng IC
Lắp mạch khuếch đại dùng IC
Sửa chữa mạch khuếch đại dùng IC
4.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ
4.1.1 Mạch khuếch đại dùng IC sử dụng IC TDA7294 Đây là mạch khuếch đại âm thanh sử dụng IC TDA7294 có công suất 100W, mạch này đơn giản, nhỏ gọn, dễ lắp ráp, cân chỉnh Mạch hoạt động ở chế độ
AB có bảo vệ ngắn mạch, quá nhiệt, hoạt động ổn điịnh
Hình 3.45: Mạch khuếch đại dùng IC sử dụng IC TDA7294
Hình 3.45: Mạch nguyênlý IC TDA7294
Hình 3.45: Mạch in IC TDA729
4.1.2 Sơ đồ lắp ráp linh kiện
HÌnh 3.46 sơ đồ lắpmạch IC TDA729 Để cho mạch hoạt động ta cần phải có một bộ nguồn
Hình 3.47: Mạch nguồn dung cho IC TDA729
4.2 Sửa chữa mạch khuếch đại, mạch lọc dùng IC
Cách kiểm tra IC opamp
Nhiều op-amp được chế tạo dưới dạng khối đen với nhiều chân kết nối, thường là 14 hoặc 16 chân Chẳng hạn, op-amp LM324 có sơ đồ chân cụ thể như sau.
Hình 3.48: sơ đồ nguyên lý LM 324
Quy ước đánh số thứ tự theo chiều kim đồng hồ số 1 được chọn tính kể từ chân có dấu chấm
Bên trong IC được tích hợp 4 op-amp
Để kiểmtra IC trước tiên ta phải cấp nguồn vào hai chân 4 và chân 11 của
Nếu cấp nguồn đôi khoảng +(-) 4.5V hay +(-) 6V lưu ý phải đúng âm dương Nếu sai sẽ làm hỏng IC
Đo volt các ngõ ra của Op- amp phải thay đổi khi ta thay đổi volt cấp cho hai ngõ vào (+) và (-) giống nhau, khác nhau
Ví dụ: kiểm tra opam ở hai chân 1.2.3
Câp 12V cho chân 4 Mass vào chân 11
Nối chân 2 và 3 rồi hàn vào mass hoặc 12V đo chân 1 gần bằng 0V
Hàn chân 2 xuồng mass, còn chân 3 hàn vào 12V đo chân 1 trên 7V là còn tốt
Một mố mạch báo động dùng IC và cảm biến
Lắp được mạch theo dung sơ đồ nguyên lý
Sửa chữa mạch báo động dung IC cảm biến
5.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ nguyên lý
Hình 3.49: Mạch còi báo động
Mạch sử dụng 2 con IC 555 để tạo dao động, với tần số điều khiển qua chân 5 của IC IC 1 hoạt động ở tần số 1Hz, trong đó tụ 47uF được nạp và xả điện liên tục Tần số phát ra loa được điều chế bởi IC 2, cho phép chúng ta nghe được âm thanh từ loa.
Hình 3.49: Mạch cảnh báo ánh sáng
Mạch này rất đơn giản, chỉ sử dụng một con 555 để tạo dao động phát âm thanh ra loa và một con LDR làm cảm biến ánh sáng.
+ 555 ở đây là con tạo dao động xung vuông trong mạch này nó tạo dao động là 1Khz cấp cho tải là Loa
5.1.4 Cảnh báo chỉ thị mức nước bằng đèn LED
Hình 3.51: Mạch cảnh báo chỉ thị mức nước bằng đèn LED
5.1.5 Báo động mức nước đã đến hay đã đầy
Hình 3.51: Mạch báo động mức nước đã đến hay đã đầy
5.2 Sửa chữa mạch báo động dùng IC và cảm biến
Sữa chữa mạch báo động mực nước
+ Kiểm tra điện áp nguồn ngõ vào IC555
+ kiểm tra điện áp ngỏ ra chân 3 của IC
CHẾ TẠO MẠCH IN PHỨC TẠP
Phần mềm chế tạo mạch in
Vẽ được nguyên lý mạch in
Tạo thư viện và xử lý lỗi
Orcad is a product line from Cadence (Portlan) that utilizes computer-aided design (CAD) technology Similar to other programs such as AutoCAD, Autodesk, Workbench, Protel, and Circuit Maker, Orcad facilitates efficient and precise design processes.
Orcad nổi bật hơn so với các phần mềm vẽ mạch khác như Protel và Circuit nhờ vào tốc độ hoạt động nhanh và khả năng dễ dàng tạo ra linh kiện mới Điều này khiến Orcad trở thành lựa chọn lý tưởng cho các quốc gia và trình độ làm việc khác nhau, đồng thời giúp quá trình thiết kế mạch in diễn ra nhanh chóng và hiệu quả.
- Họ chương trình orcad bao gồm 3 phần chính:
1.2 Vẽ mạch nguyên lý và mạch in
Mạch điều khiển động cơ AC hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện Khi động cơ được kết nối với J1, nó sẽ tạo ra điện áp cảm ứng tại chân số 1 của Triac Nếu tốc độ động cơ giảm do tải tăng, điện áp V1 sẽ giảm, khiến D2 dẫn điện và cung cấp dòng kích cho Triac Sự gia tăng dòng điện qua Triac sẽ làm tăng tốc độ động cơ trở lại như ban đầu Ngược lại, khi động cơ tăng tốc do tải giảm, điện áp V1 sẽ tăng, D2 sẽ bị phân cực ngược và ngừng dẫn, dẫn đến việc giảm dòng điện cung cấp cho động cơ và làm giảm tốc độ động cơ xuống mức cũ.
Các linh kiện trong mạch: 5 điện trở, 1 biến trở, 2 tụ không phân cực, 3 diode chỉnh lưu, 2 transistor ngược , 1 triac, 2 chân cắm, công tắc 3 cực 1
Bây giờ quay trở lại cửa sổ Place Part ( Shift + P hoặc P ) Lấy ra 1 con trở nào ở khung Part ta gõ vào R sẽ có hình ảnh như sau
Để lấy linh kiện R, bạn nhấn Enter và R sẽ di chuyển theo chuột Nhấp chuột vào 5 vị trí để lấy 5 điện trở Nếu muốn thoát để lấy linh kiện khác, bạn có thể ấn ESC hoặc nhấp vào biểu tượng Select trên thanh công cụ để kết thúc Để chọn chân cắm cho linh kiện, bạn gõ CON2 trong khung Part và nhấn OK để trở về màn hình làm việc.
Để lấy biến trở, hãy gõ RESISTOR VAR vào khung Part Để chọn tụ điện không phân cực, bạn cần chọn CAP NP trong khung Part của thư viện, sau đó nhấn OK để quay lại màn hình làm việc.
Chọn DIODE trong khung Part để lấy đi ốt và nhấp OK để quay lại màn hình làm việc Sau đó, nhấp chuột trái vào ba vị trí khác nhau để lấy ba diode.
Để chọn công tắc 3 chấu, gõ SW MAG-SPDT trong khung Part và nhấp OK để quay lại màn hình làm việc Trên trang vẽ, nhấp chuột trái vào vị trí bất kỳ để chọn công tắc Để lấy Triac, gõ TRIAC trong khung Part của hộp thoại Place Part, sau đó nhấp OK và chọn Triac bằng cách nhấp chuột trái vào vị trí mong muốn.
Chọn cuộn dây bằng cách tại khung Part gõ INDUCTOR FERITE
OK để trở về màn hình làm việc
Tiếp theo chọn transistor NPN bằng cách gõ NPN vào khung Part OK
Cuối cùng, chọn chân Mass bằng cách nhấp vào biểu tượng Place
Ground bên thanh công cụ Tại khung Libraries chon SOURCE, tại khung Symbol chọn 0, sau đó nhấp OK để trở về màn hình làm việc
Kết thúc việc lấy linh kiện, ta có hình sau :
Các linh kiện cần được sắp xếp ngăn nắp để dễ dàng xoay dọc, ngang, và quay ngược xuôi Bạn có thể sử dụng phím R để xoay, hoặc phím H và V Ngoài ra, bạn cũng có thể chọn linh kiện và nhấn chuột phải để chọn Rotate (R) hoặc Mirror.
To prepare for wiring, arrange the components neatly by horizontally aligning (H) and vertically mirroring (V) them To connect the wires, press the W key (Place Wire), which will change the cursor to a crosshair, allowing you to start the wiring process Once completed, you will achieve the desired configuration.
Để thay đổi giá trị cho linh kiện, bạn chỉ cần nhấp đúp chuột vào linh kiện đó Hộp thoại Display Properties sẽ xuất hiện, cho phép bạn nhập giá trị mới vào khung Value Sau khi nhập xong, nhấn OK để hoàn tất việc thay đổi Đây là mạch hoàn chỉnh.
1.3 Tạo thư viện và xử lý lỗi
Nhấp vào biểu tượng minimize trên góc phải hoặc biểu tượng , xuất hiện màn hình như sau Chọn page 1
Nhấp vào biểu tượng design rules Check
Hộp thoại Design Rules Check xuất hiện, check vào Scope, Action &
Report như hình bên và nhấp Ok để kiểm tra
Nếu có thông báo lỗi bạn hãy kiểm tra vị trí có khoanh tròn nhỏ màu xanh và tiến hành sửa lỗi rồi tiếp tục
Sau khi kiểm tra không thấy lỗi , chúng ta tiến hành tạo file mnl để chuyển sang Layout , chọn trên thanh công cụ, hoặc chọn
Cửa sổ Create Netlist xuất hiện, chọn Layout, trong thẻ Options chọn
User Properties are in inchers để tự chọn chân linh kiện footprint, Browse để duyệt đến nơi chứa file, nhấp chọn OK
Chon OK trong hộp thoại xuất hiện tiếp theo để hoàn tất quá trình tạo file netlist
Vậy là đã hoàn tất quá trình vẽ mạch bằng Capture, bạn hãy dùng file
MNL vừa tạo để vẽ mạch in bằng OrCAD Layout Plus
1.3.2 Tạo thư viện linh kiện mới trong OrCAD Capture a Giới thiệu
Việc tạo ra linh kiện mới trong Capture là rất quan trọng, vì các linh kiện điện tử đều phải tuân theo các tiêu chuẩn nhất định Trong Layout, nếu không biết chân linh kiện, bạn có thể tìm linh kiện khác có chân tương tự, nhưng trong Capture, điều này không khả thi Hơn nữa, việc tạo ra một thư viện linh kiện riêng sẽ giúp bạn quản lý và tìm kiếm linh kiện nhanh chóng hơn Các bước tạo linh kiện mới rất cần thiết để nâng cao hiệu quả làm việc.
Một dự án bao gồm việc tạo ra linh kiện mới, bản vẽ nguyên lý hoặc xuất ra mạch in Để phát triển linh kiện mới, bạn cần xác định rõ loại linh kiện và cách hoạt động của nó, đồng thời tra cứu datasheet liên quan Sau khi nắm vững thông tin về linh kiện, hãy hình dung sơ đồ bố trí các chân linh kiện để việc vẽ mạch nguyên lý trở nên dễ dàng và thẩm mỹ hơn.
Để bắt đầu, bạn cần tạo một thư viện linh kiện để lưu trữ các linh kiện mà bạn sẽ phát triển Do tính chất khác nhau của các đề tài và sự đa dạng trong đội ngũ làm việc với mạch điện tử, việc đặt tên linh kiện cũng có những đặc thù riêng Cuối cùng, bạn sẽ tạo ra linh kiện của mình và sắp xếp chúng vào các thư viện thích hợp Cụ thể, tôi sẽ hướng dẫn bạn cách tạo ra linh kiện MAX232 và tìm kiếm datasheet cho nó.
Để bắt đầu, bạn cần tra cứu datasheet của MAX232 Bạn có thể tìm kiếm trên Google hoặc truy cập các trang web chuyên cung cấp datasheet như alldatasheet.com và datasheetcatalog.com Dưới đây là hình ảnh của MAX232 từ datasheet Sau khi có thông tin, bạn có thể tiến hành tạo linh kiện.
Trong màn hình làm việc của Capture Chọn File > New > Library
T rong cửa sổ quản lí, nhấp chuột phải vào library.olb tại thư mục
Library, chọn New Part để tạo linh kiện mới
Nhập tên linh kiện vào khung Name ( tên này sẽ được hiển thị khi bạn chọn linh kiện) Chọn kiểu linh kiện trong ô Part Reference Prefix Ở đây chọn là U
Nhấp OK để vào trang thiết kế
Cửa sổ làm việc như sau:
Trước hết chúng ta cần tạo ra nhóm chân, sau đó sửa chữa thông số, những nhóm chân có cùng chức năng ta ta thiết kế chung
Chọn Place Pin Array trên thanh công cụ để tạo nhóm chân cho linh kiện Ô Starting Name ( tên chân) : 1
Starting Number ( Chân bắt đầu): 1
Number of Pins ( số chân được tạo ra trong cùng nhóm chân): 8
Increment ( số đơn vị tăng lên) : 1
OrCAD hỗ trợ việc tạo ra các nhóm chân bằng cách tự động tăng thứ tự tên chân Starting Name, Starting
Number lên Incrment đơn vị, nếu như chân đó tận cùng là 1 số
Khi bạn nhấn OK, con chuột sẽ tạo ra một dãy 8 chân linh kiện Đặt khối U vuông cạnh mà bạn muốn, và nó sẽ nằm ở vị trí đó Nhấp chuột để hoàn tất quá trình.
T iếp tục tạo các chân còn lại Chọn Place pin array Ô Starting Name : 16
OK và chọn vị trí đặt chân
Nhấp đúp chuột vào chân linh kiện để sửa đổi các thông số: tên, số chân linh kiện
Các bước thực hiện gia công mạch in
Chế tạo mạch in hoàn chỉnh bằng phương pháp thủ công
Sau khi in mạch in lên trên giấy Đặt tấm board đồng vừa in tấm mạch in
2.3 In mạch in trên tấm mạch in Ủi đều mạch in ở các mép Công việc này diễn ra khoảng 5 phút
Nhúng nước trên mạch in, sau đó tiếp tục ủi khoảng một đến hai phút thấm nước một lần
Nếu mực đã dính hoàn toàn lên tấm board, bạn có thể tách tờ giấy ra khỏi tấm board và được như hình dưới đây
Bây giờ ta cần dung dịch FeCl3
Cho bột FeCl3 vào tô nhựa và đổ nước vào
Nhúng tấm board vào trong dung dịch vừa pha
Sau đó ngâm vào nước và gỡ ra
Dùng mũi khoan có đường kính 0.8mm đến 1mm để khoan lỗ ghim trên mạch in
Sau khi khoan xong, cần đánh bóng lại mạch in bằng giấy nhám mịn Tiếp theo, làm sạch lần cuối và nhúng tấm mạch in vào dung dịch nhựa thông pha với xăng và dầu lửa Cuối cùng, phơi khô lớp sơn phủ và tiến hành hàn linh kiện lên mạch.
Bài 1: thực hành trên máy tính thiết kế một mạch in hoàn chỉnh say đó in ra giấy A4
Bài 2: Thực hiện một bo mạch in hoàn chỉnh Nhận xét và báo cáo kết quả thực tập.