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.. Kết
Trang 1II 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
Trang 2I 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:
- Vin : 130VDC ÷ 305VDC
- Vout : B+1: 115 V
- B+2: 16 V
- Pmax : 120 watt
- Tần số hoạt động của mạch: 30KHz ÷ 50 KHz
- Độ gợn sóng trên áp một chiều ( Ripple ) : 100 mVpp
b Sơ đồ khối:
Phần tử chuyển mạch
Nắn và lọc
Dao động và điều
chỉnh tần số xung
Aùp chuẩn
Aùp 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
Trang 3c Sơ đồ nguyên lý:
Q?
NPN
Trang 4d 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:
Ipp = 2Po / VImin δmax
Điện áp DC nhỏ nhất sau khi qua chỉnh lưu:
VImim =100.1.4 =140V
Điện áp DC lớn nhất sau khi chỉnh lưu:
VI max =260 1,4 =376V
Tỉ số điện áp vào:
K = 376 / 140 = 2,62
δmax : chu kỳ làm việc lớn nhất
Chọn δmax = 0,7
Chu kỳ làm việc nhỏ nhất ngõ vào:
δmin = δmax/ (1- δmax ) K + δmax
= 0,7 / (1- 0,7 ) 2,62 + 0,7
= 0,47
Dòng đỉnh cần tính:
Ipp = 2 200 / 140 0,7
= 4,08A
Vậy chu kỳ làm việc có giá trị trong khoảng 0,47 đến 0,7 khi điện áp ngõ vào thay đổi trong khoảng từ 140 VDC đến 367VDC
-Tính chiều dài khe hở:
Điện cảm sơ cấp biến áp xung:
Trang 5Lp = VImin δmax/Ipp.f
Lp =140.0,7/4,08.20
=1,2.103H
Thể tích hiệu dụng của lõi:
Ve = 0,4 Lp I2pp.108/B2max
Chọn Bsat = 4000 gauss
Suy ra: Bmax =Bsat/ 2 =2000 gauss
Suy ra: Ve = 0,4.3,14.10-3.(4,08)2.108 /( 2000)2 Tiết diện lõi biến áp xung Ae được chọn: 0,96cm3 Chiều dài khe hở:
Lg = Ve/ Ae = 0,63 / 0,96 = 0,64 cm -Tính số vòng dây quấn:
Số vòng dây quấn cho một volt là:
N = 108 / K.f.Ae.Bmax
Chọn K =4
Suy ra n = 108 / 4.20.103.0,96.2000
= 0,7 vòng/ Volt
Số vòng cuộn sơ cấp:
Ns =Vo.n =150.0,7 = 80,5 vòng
Tính cỡ dây quấn:
Dòng điện tải IL là:
IL =P0/ V0 =200/115 = 1,74 A
Đường kín dây quấn:
D = 1,3.(√IL/J)
J : Mật độ dòng điện
Chọn J = 4 A/ mm2
Suy ra d =11,3 (√1,74/4) =0,75 mm
Trang 6Vậy ta chọn cỡ dây từ 0,7 đến 0,8 mm
ª Tính toán mạch điện:
Chọn transistor chuyển mạch Q102
Nguồn cung cấp được tính với điện áp vào lớn nhất:
VCC =260.√2 = 367 VDC
Vậy khi Q4 ngưng dẫn thì VCE của Q4 đạt giá trị 367 VDC
Dòng điện ngõ ra cũng là dòng điện tải:
I0 = IL = P0/U0
Tra sổ ta chọn transistor chuyển mạch Q4 là 3688
Vậy ở hai chế độ làm việc thì ứng với:
ton1 = d1 / f = 0,82 / 20.103 = 41 µs
ton2 = d2 / f = 0,34 / 20.103 = 17 µs
toff1 = (1/f )/ton1 = (106/20.103 )-17 =3 µs
Dòng điện cuộn cảm phóng qua tải:
Ipk1 = 2ILmax.[ 1+ (V0/V ) ]
= 2.1,774.[ 1+ (115/140)]
= 6,3A
Do vậy tụ lọc có giá trị:
C1 = [(IPK1-IL)2.ton1.VImin]/2.VI.IPK1.V0
= [(6,3 - 1,74)2 41.10-6.140]/2.100.10-3.4,66.115
= 8,23 µF
C2 = [(IPK2- IL).ton2.VImax]/2.VI.IPK2.V0
= [(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 trị: 1000 µF/180V
Trang 7Tính cuộn cảm :
L1 = [(VImin-V0).ton1]/ IPK1
L1 = [(140-115)].41.10-6/6,3
L1 = 162,7 µH
L2 = [( VImax- V0).ton2/IPK2
= [(338-115).17.10-6/4,46
=717,8 µH
L2 > L1 nên chọn L2 =717,8 µH
L2 = Ф.m / IPK2
Chọn B = 0,4 T S= 0,85cm2
Suy ra: n = L2 IPK2 / B.S
= 717,8.10-6.4,66 / 0,4.10-4.0,85
Thời gian của chu kỳ xung:
T = 1 / f =1 / 20.103 = 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:
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 = ( V0 + VD) / (VI + VD )
Chế độ làm việc của chu kỳ xung với điện áp vào thấp nhất:
d1 = (115 + 0,7 ) / ( 140 + 0,7 )
= 0,82
Chế độ làm việc của chu kỳ xung với điện áp vào lớn nhất:
d2 = ( 115 + 0,7) / (338 + 0,7 )
= 0,34
Trang 8Mặt khác: d = ton / ( ton + toff ) = ton / T =ton f
Suy ra: ton = d / f : Thời gian dẫn của transistor chuyển mạch
toff = ( 1 / f ) - ton : Thời gian ngắt của transistor chuyển mạch
e Thiết kế mạch in board nguồn ổn áp ngắt dẫn
Trang 92 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 VDC 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 fH ( từ board H.osc ) vào tầng H.drive 1Vpp
- Các điện áp ra từ FBT: (tương ứng với fH = 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 VDC
·Điện áp cung cấp cho công suất dọc ( sau khi qua nắn điện và lọc điện):26VDC
·Điện áp đốt tim: 18Vpp ÷ 22 VDC
·Điện áp cung cấp cho tầng AFC: 15Vpp ÷ 25 VDC
·Điện áp cung cấp cho IC nhớ( memory ): -30 VDC (sau khi qua nắn điện và lọc điện)
Trang 10b 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 hưởn g
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
R9
VR4
VR5
R6
C6
Board Y
Sc reen Focus HV
12V
24V
180V
Heat Pin D1
Pin D2
Trang 11d 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 2 tụ C1, C2 và R1 mắc song song với cuộn sơ cấp của biến áp, để triệt tiêu dòng Ic của trans thúc
Q1 khi bị mất điện đột ngột
Trans dùng ở tầng công suất ngang Q2 dùng loại trans ngắt dẫn vì nó hoạt động ở chế độ xung để có thể đóng mở nhanh Khi xung dương cấp vào cực B của Q2 thì có dòng chạy qua tụ 47p Khi Q2 ngắt, dòng 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