Kiến thức cơ bản về hệ thống điện và điện tử trên ô tô

Kiến thức điện – điện tử ôtô xe Bus CHUYÊN ĐỀ 1: KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VÀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ 1.1 CÁC LINH KIỆN THƯỜNG DÙNG TRÊN ƠTƠ 1.1.1 Cầu chì Cầu chì thiết bị bảo vệ thông dụng nhất, nối nguồn điện phụ tải dùng để bảo vệ mạch điện dòng điện vượt giá trị định mức b a Hình 1.1 Cầu chì a Bình thường; b Khi tác động Trên ơtơ cầu chì thường bố trí thành cụm (hộp cầu chì) Hộp cầu chì thường bố trí nắp capơ bảng táplơ điều khiển Trên ôtô thường sử dụng loại cầu chì: loại dẹt (Blade fuse) loại hộp (Cartridge fuse) 3 2 a b Hình 1.2 Cấu tạo cầu chì; a Loại dẹt; b.Loại hộp Phần tử nóng chảy; Vỏ; Dịng điện định mức; Đầu nối Biên soạn: ThS Phạm Quốc Thái Trang Kiến thức điện – điện tử ơtơ xe Bus Giá trị dịng điện định mức cầu chì ghi vỏ cầu chì mã hố màu Bảng 1.1: Dịng điện định mức loại cầu chì Cầu chì loại dẹt (Blade fuse) Cầu chì loại hộp (Cartridge fuse) Iđm Màu Iđm Màu Vàng/nâu 30 Hồng 7.5 Nâu 40 Xanh đậm 10 Đỏ 50 Đỏ 15 Xanh nhạt 60 Vàng 20 Vàng 80 Đen 25 Trong suốt 100 Xanh nhạt 30 Xanh đậm 1.1.2 Rơle (Relay) Rơle thiết bị đóng mở trung gian, có chức khuếch đại dòng (dùng dòng điện nhỏ điều khiển dòng lớn) Rơle dùng hầu hết mạch điều khiển ơtơ như: điều khiển cịi, đèn, bơm nhiên liệu, khởi động, điều hoà, quạt làm mát,… Rơle thường bố trí thành cụm Trên hầu hết loại xe, rơle thường bố trí nắp capô bảng táplô điều khiển,… Rơle bao gồm cuộn dây quấn lõi thép 1, cặp tiếp điểm (gồm tiếp điểm động tiếp điểm tĩnh) Khi cn dây rơle cấp dịng điện lõi thép sinh lực điện từ làm hút cần tiếp điểm đóng tiếp điểm, cấp nguồn động lực cho hệ thống làm việc Biên soạn: ThS Phạm Quốc Thái Trang Kiến thức điện – điện tử ôtô xe Bus b a Hình 1.3 Cấu tạo cầu chì; a Từ nguồn; b Đến phụ tải; Lõi thép; Cuôn dây; Tiếp điểm; Cơng tắc điều khiển Hình 1.4 Sơ đồ mạch loại rơle ơtơ Rơle dùng ơtơ có nhiều hình dạng khác nhau: loại chân, chân, chân Hình 1.5 Sơ đồ chân loại rơle điển hình ơtơ Biên soạn: ThS Phạm Quốc Thái Trang Kiến thức điện – điện tử ôtô xe Bus Khi rơle ngắt, cuộn dây rơle xuất sức điện động tự cảm lên đến 200V có chiều ngược lại, sức điện động làm hỏng thiết bị điều khiển (Transistor) hỏng Để dập tắt sức điện động ngược, bên cuộn dây rơle nối song song Điot điện trở (có giá trị lớn) Hình 1.6 Sơ đồ mạch loại rơle tích hợp Điot Việc kiểm tra, chẩn đốn rơle thực cách: quan sát, dùng đồng hồ đo, dùng nguồn điện Hình 1.7 Sơ đồ mạch điều khiển còi điện Biên soạn: ThS Phạm Quốc Thái Trang Kiến thức điện – điện tử ôtô xe Bus 1.1.3 Điot 1.1.3.1 Công dụng: Điot cấu tạo từ hai lớp bán dẫn loại P N tiếp xúc với Điot cho dòng điện qua theo chiều từ Anode sang Cathode Nó coi van chiều mạch điện dùng rộng rãi mạch chỉnh lưu, mạch ổn áp, mạch bảo vệ, Etx Hình 1.8 Sơ đồ ký hiệu cấu tạo Điot 1.1.3.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động: Khi cho hai lớp bán dẫn P N tiếp xúc với nhau, hạt dẫn điện khuếch tán quan lớp tiếp giáp, hình thành điện trường tiếp xúc Etx có chiều từ N sang P Điện trường tạo nên chuyển động gia tốc hạt ngăn cản khuếch tán, tạo nên trạng thái cân động Trạng thái cân động bị phá vỡ đặt vào hai lớp tiếp xúc điện trường Khi đặt vào Điot nguồn điện ngồi Ung có chiều hình 1.9, sinh điện trường ngồi Eng có chiều chiều với Etx (chiều từ N sang P) Khi đó, điện trường Eng xếp chồng với điện trường Etx tạo nên điện trường tổng làm cho hạt dẫn bị dồn phía hai đầu lớp bán dẫn, làm tăng bề rộng vùng nghèo điện tích Trong trường hợp này, Điot bị khoá (phân cực ngược) Biên soạn: ThS Phạm Quốc Thái Trang Kiến thức điện – điện tử ôtô xe Bus P N Etx Eng Ung Hình 1.9 Sơ đồ ký hiệu cấu tạo Điot Hình 1.10 thể sơ đồ mạch phân cực ngược cho Điot, lúc đèn tắt (Lamp off) Hình 1.10 Sơ đồ mạch phân cực ngược cho Điot Khi đặt vào Điot nguồn điện ngồi Ung có chiều hình 1.11, sinh điện trường ngồi Eng (có chiều từ P sang N) ngược chiều với Etx (nhưng có cường độ lớn nhiều so với Etx) Khi điện trường Eng xếp chồng với điện trường Etx tạo nên điện trường tổng, gia tốc hạt chuyển động ạc qua lớp tiếp giáp, làm phá vỡ lớp tiếp giáp Trong trường hợp này, Điot mở (phân cực thuận) Như vậy, tiếp giáp P-N cho dòng chảy qua chiều định Biên soạn: ThS Phạm Quốc Thái Trang Kiến thức điện – điện tử ôtô xe Bus P N Etx Eng Ung Hình 1.11 Sơ đồ ký hiệu cấu tạo Điot Hình 1.12 thể sơ đồ mạch phân cực thuận cho Điot, lúc đèn sáng (Lamp on) Hình 1.12 Sơ đồ ký hiệu cấu tạo Điot 1.1.3.3 Đặc tuyến Vôn – Ampe Điot: Đặc tuyến Điot biễu thị mối quan hệ dòng điện qua Điot điện áp đặt hai cực A K (Hình 1.13) Trên đặc tuyến V-A Điơt có vùng rõ rệt: Vùng (1): Điot phân cực thuận, với đặc trưng: dòng điện lớn (mA), điện áp nhỏ, điện trở nhỏ Khi đạt giá trị uAK ≥ u0 Điot phân cực (u0 = 0.7V: bán dẫn loại Si; u0 = 0.3V: bán dẫn loại Ge) Vùng (2): Điot phân cực ngược (khoá), với đặc trưng: điện trở lớn Vùng (3): Vùng đánh thủng tiếp giáp P-N, với đặc trưng: dòng điện ngược tăng mạnh, điện trở nhỏ, điện áp gần không đổi đạt giá trị uđt Biên soạn: ThS Phạm Quốc Thái Trang Kiến thức điện – điện tử ôtô xe Bus IA(mA) (1) uđt (2) uAK(V) u0 (3) Hình 1.13 Đặc tuyến V-A Điot bán dẫn (1): Vùng Điot phân cực thuận; (2): Vùng Điot phân cực ngược; (3): Vùng đánh thủng tiếp giáp P-N uđt: điện áp đánh thủng; u0: điện áp ngưỡng mở Điot 1.1.3.4 Phân loại: ¾ Theo vật liệu chế tạo: Điot có loại: Si Ge ¾ Theo tần số làm việc giới hạn: Điot tần số cao Điot tần số thấp ¾ Theo cơng suất: Điot cơng suất thấp (IAK