Giáo trình phân tích khả năng vận dụng nguyên lý Flip and Flop trong vi mạch số phần 6 doc

II. Bước 2: Thiết kế các board khối của board B Sau khi board A đã hoạt động, các board khối của board B sẽ được thiết kế tiếp theo trình tự sau: - Thiết kế board chuyển mạch AV / TV. - Thiết kế board Tuner. - Thiết kế board IF. - Thiết kế board Audio. - Thiết kế board vi xử lý. Kết nối các board khối trên lại với nhau để board B hoạt động tốt. III. Bước 3: Kết nối board A và board B sao cho mô hình hoạt động và cân chỉnh lại cho phù hợp. IV. Bước 4: Thiết kế các board trung gian giữa các board khối với board chính và trên board trung gian có các công tắc chuyển mạch để đánh pan. I. Bước 1: Thiết kế các board khối của board A 1. Thiết kế board nguồn ổn áp ngắt dẫn. Mạch được thiết kế trên một board riêng ( phần diode nắn điện và tụ lọc điện nằm trên board chính A ) và mạch này có thể thay bằng 1 board mạch hoạt động theo nguyên lý kiểu khác nhưng thông số kỹ thuật phải phù hợp. Để an toàn cho Sinh Viên khi thao tác thực hành, mạch được thiết kế mass cách ly. a. Thông số kỹ thuật: - V in : 130V DC ÷ 305V DC - V out : B + 1 : 115 V - B + 2 : 16 V - P max : 120 watt - Tần số hoạt động của mạch: 30KHz ÷ 50 KHz - Độ gợn sóng trên áp một chiều ( Ripple ) : 100 mV pp b. Sơ đồ khối: Phần tử chuyển mạch N ắn và lọc Dao động và điều chỉnh tần số xung p chuẩn p tham chiếu Phần tử điều khiển Vi xử lý Điện áp DC (sau khi nắn điện và lọc điện) Dò sai Phần tử cảm biến Nắn và lọc Biến áp xung cách ly mass Phần tử chuyển mạch FBT 16V 115V DC c. Sô ñoà nguyeân lyù: C12 C13 R1 D1 D3 C14 C15 C16 C17 D2 D4 C1 R2 R3 R10 C5 R30 C10 1 4 7 C2 R8 OPTO Q1 R5 R4 D5 C3 R6 Q2 R11 R12 L C6 R13 D6 C4 Q3 R7 D7 R9 D9 D8 3 2 D10 Q4 R14 R15 R17 VR R16 R18 5 6 8 D12 C11 D11 C7 C8 R19 R24 R25 R31 C18 C21 7805 AC Q8 R26 Q? NPN 5V 16V VI XÖÛ LYÙ 115V VI XÖÛ LYÙ d. Tính toán và thiết kế mạch: ª Biến áp xung: Biến áp xung hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điêän từ, lõi của biến áp là ferit nên tổn hao ít và hiệu suất cao. - Tính dòng đỉnh cuộn sơ cấp biến áp: I pp = 2P o / V Imin . δ max Điện áp DC nhỏ nhất sau khi qua chỉnh lưu: V Imim =100.1.4 =140V Điện áp DC lớn nhất sau khi chỉnh lưu: V I max =260. 1,4 =376V Tỉ số điện áp vào: K = 376 / 140 = 2,62 δ max : chu kỳ làm việc lớn nhất Chọn δ max = 0,7 Chu kỳ làm việc nhỏ nhất ngõ vào: δ min = δ max / (1- δ max ). K + δ max = 0,7 / (1- 0,7 ). 2,62 + 0,7 = 0,47 Dòng đỉnh cần tính: I pp = 2. 200 / 140. 0,7 = 4,08A Vậy chu kỳ làm việc có giá trò trong khoảng 0,47 đến 0,7 khi điện áp ngõ vào thay đổi trong khoảng từ 140 V DC đến 367V DC . -Tính chiều dài khe hở: Điện cảm sơ cấp biến áp xung: L p = V Imin .δ max /I pp .f L p =140.0,7/4,08.20 =1,2.10 3 H Thể tích hiệu dụng của lõi: V e = 0,4 L p . I 2 pp .10 8 /B 2 max Chọn B sat = 4000 gauss Suy ra: B max =B sat / 2 =2000 gauss Suy ra: V e = 0,4.3,14.10 -3 .(4,08) 2 .10 8 /( 2000) 2 Tiết diện lõi biến áp xung A e được chọn: 0,96cm 3 Chiều dài khe hở: Lg = V e / A e = 0,63 / 0,96 = 0,64 cm -Tính số vòng dây quấn: Số vòng dây quấn cho một volt là: N = 10 8 / K.f.A e .B max Chọn K =4 Suy ra n = 108 / 4.20.103.0,96.2000 = 0,7 vòng/ Volt Số vòng cuộn sơ cấp: N s =V o .n =150.0,7 = 80,5 vòng Tính cỡ dây quấn: Dòng điện tải I L là: I L =P 0 / V 0 =200/115 = 1,74 A Đường kín dây quấn: D = 1,3.(√I L /J) J : Mật độ dòng điện Chọn J = 4 A/ mm 2 Suy ra d =11,3 .(√1,74/4) =0,75 mm Vậy ta chọn cỡ dây từ 0,7 đến 0,8 mm ª Tính toán mạch điện: Chọn transistor chuyển mạch Q 102 Nguồn cung cấp được tính với điện áp vào lớn nhất: V CC =260.√2 = 367 V DC Vậy khi Q 4 ngưng dẫn thì V CE của Q 4 đạt giá trò 367 V DC Dòng điện ngõ ra cũng là dòng điện tải: I 0 = I L = P 0 /U 0 Tra sổ ta chọn transistor chuyển mạch Q 4 là 3688 Vậy ở hai chế độ làm việc thì ứng với: t on1 = d 1 / f = 0,82 / 20.10 3 = 41 µs t on2 = d 2 / f = 0,34 / 20.10 3 = 17 µs t off1 = (1/f )/t on1 = (10 6 /20.10 3 )-17 =3 µs Dòng điện cuộn cảm phóng qua tải: I pk1 = 2I Lmax. [ 1+ (V 0 /V ) ] = 2.1,774.[ 1+ (115/140)] = 6,3A Do vậy tụ lọc có giá trò: C 1 = [(I PK1 -I L ) 2 .t on1 .V Imin ]/2.V I .I PK1 .V 0 = [(6,3 - 1,74) 2 . 41.10-6.140]/2.100.10 -3 .4,66.115 = 8,23 µF C 2 = [(I PK2 - I L ).t on2 .V Imax ]/2.V I .I PK2 .V 0 = [(4,66-1,74)2.41.10-6.338]/2.100.10-3.6,3.115 = 457 µF Để đảm bảo an toàn ta chọn tụ lọc điện ngõ ra có giá trò: 1000 µF/180V Tính cuộn cảm : L 1 = [(V Imin -V 0 ).t on1 ]/ I PK1 L 1 = [(140-115)].41.10 -6 /6,3 L 1 = 162,7 µH L 2 = [( V Imax - V 0 ).t on2 /I PK2 = [(338-115).17.10-6/4,46 =717,8 µH L 2 > L 1 nên chọn L 2 =717,8 µH L 2 = Ф.m / I PK2 Chọn B = 0,4 T S= 0,85cm2 Suy ra: n = L 2 . I PK2 / B.S = 717,8.10 -6 .4,66 / 0,4.10 -4 .0,85 = 98,4 vòng Thời gian của chu kỳ xung: T = 1 / f =1 / 20.10 3 = 50 µs Thời hằng để tụ nạp đầy có thể lấy từ 30 đến 100 chu kỳ xung Chọn 60 chu kỳ xung, và thời hằng sẽ là: ﺡ = 60. T = 60 .5 = 3000 µs ªTính bộ lọc ngõ ra: Chọn tụ lọc ngõ ra với độ gợn sóng bé nhất là: V = 100 mV Chế độ làm việc của chu kỳ xung: d = ( V 0 + V D ) / (V I + V D ) Chế độ làm việc của chu kỳ xung với điện áp vào thấp nhất: d 1 = (115 + 0,7 ) / ( 140 + 0,7 ) = 0,82 Chế độ làm việc của chu kỳ xung với điện áp vào lớn nhất: d 2 = ( 115 + 0,7) / (338 + 0,7 ) = 0,34 Mặt khác: d = t on / ( t on + t off ) = t on / T =t on .f Suy ra: t on = d / f : Thời gian dẫn của transistor chuyển mạch t off = ( 1 / f ) - t on : Thời gian ngắt của transistor chuyển mạch e. Thiết kế mạch in board nguồn ổn áp ngắt dẫn 2. Thiết kế board công suất quét ngang và FBT Board này được thiết kế trên board A( Board chính ). Mạch điện dựa vào sơ đồ nguyên lý đã học, FBT của máy Thompson. a. Thông số kỹ thuật: - B + : 115 V DC cung cấp cho FBT . - Dòng tiêu thụ không tải: 100mA ÷ 150 mA (không có CRT vàYoke H) - Dòng tiêu thụ khi có tải: 400mA ÷ 500 mA - Biên độ điện áp tín hiệu f H ( từ board H.osc ) vào tầng H.drive 1V pp - Các điện áp ra từ FBT: (tương ứng với f H = 15khz÷17khz ) ·HV = 18 KV ÷ 22KV ·Điện áp Focus = 2 KV ÷ 3 KV ·Điện áp Screen = 500 V ÷ 800V ·Điện áp cung cấp cho khuếch đại sắc ( sau khi qua nắn điện và lọc điện ): 200 V DC . ·Điện áp cung cấp cho công suất dọc ( sau khi qua nắn điện và lọc điện):26V DC ·Điện áp đốt tim: 18V pp ÷ 22 V DC ·Điện áp cung cấp cho tầng AFC: 15V pp ÷ 25 V DC ·Điện áp cung cấp cho IC nhớ( memory ): -30 V DC (sau khi qua nắn điện và lọc điện). b. Sơ đồ khối c. Sơ đồ nguyên lý: Khuếch đại thúc Khuếch đại công suất Cuộn quét dọc Chỉnh dạng xung Hồi tiếp về mạch chói H.osc V.osc Vi xử lý V.Blank H.Blank Flyback Bội áp Nắn lọc Cuộn quét ngang Khuếch đại công suất Biến áp cộng hưởng Khuếch đại thúc FH từ mạch h.osc f V 115V ABL Tự động hạn chế độ sáng Mạch bảo vệ Heater 200V Khuếch đại công suấtsắc -30V tới IC nhớ Q1 C1 R1 C2 Q2 R2 H.Drive T H.Drive C3 C4 C5 .47 .22 R3 R3 .22 .47 .47 C8 C9 C7 R7 R8 R9 VR4 VR5 R6 C6 Board Y Screen Focus HV 12V 24V 180V Heat Pin D1 Pin D2 [...]...d Phân tích mạch điện: Dao động ngang được đưa vào cực B của trans tiền khuếch đại Q1 và Q2, nhiệm vụ chính là phối hợp trở kháng và tăng dòng tạo ra dạng tín hiệu phù hợp với ngõ vào của tầng công suất ngang... không biến mất tức thì mà giảm từ từ qua tụ C3, C4, C5, sau đó tụ mới bắt đầu xả qua cuộn Yoke với chiều ngược lại trước đó Khi tụ xả hết thì xung được cấp vào cực B của Q2 và quá trình hoạt động được lặp lại e Thiết kế mạch in board công suất ngang và FBT: Board này được thiết kế trên boad chính A . R5 R4 D5 C3 R6 Q2 R11 R12 L C6 R13 D6 C4 Q3 R7 D7 R9 D9 D8 3 2 D10 Q4 R14 R15 R17 VR R 16 R18 5 6 8 D12 C11 D11 C7 C8 R19 R24 R25 R31 C18 C21 7805 AC Q8 R 26 Q? NPN 5V 16V VI XÖÛ LYÙ 115V VI XÖÛ LYÙ d Phần tử chuyển mạch N ắn và lọc Dao động và điều chỉnh tần số xung p chuẩn p tham chiếu Phần tử điều khiển Vi xử lý Điện áp DC (sau khi nắn điện và lọc điện) Dò sai Phần. chính A ) và mạch này có thể thay bằng 1 board mạch hoạt động theo nguyên lý kiểu khác nhưng thông số kỹ thuật phải phù hợp. Để an toàn cho Sinh Vi n khi thao tác thực hành, mạch được thiết