Các mạch cơ bản trên nguồn ATX

[TABLE="class: mceItemTable, width: 100%"]

[TD="width: 100%"]Bài 2 - Các mạch cơ bản ứng dụng trên nguồn ATX
\[/TD]

[TD="width: 100%"][TABLE="class: mceItemTable, width: 750"]

1. Mạch lọc nhiễu cao tần.
   
   1) Chức năng của mạch lọc nhiễu cao tần.
   Trên bộ nguồn của các thiết bị điện tử nói chung và trên nguồn ATX thường có mạch lọc nhiễu ở ngay đầu vào điện AC220V, mạch này có nhiệm vụ loại bỏ nhiễu cao tần bám theo đường dây điện không để chúng lọt vào bộ nguồn và vào trong máy gây can nhiễu và hư hỏng linh kiện.
   Các can nhiễu thường là nhiễu do sấm sét, nhiễu công nghiệp. Các nhiễu do sấm sét thường có xung điện rất mạnh lên đến hàng ngàn vol, tuy nhiên chúng có thời gian tồn tại rất ngắn, các xung điện này nếu để lọt vào máy sẽ rất nguy hiểm cho các linh kiện bán dẫn, chúng cần phải được loại bỏ trước khi đi vào bộ nguồn.2) Vị trí của mạch lọc nhiễu cao tần.
   [TABLE="class: mceItemTable, width: 400"]
   
   
   [/TABLE]
   Các nguồn ATX chất lượng kém thường có mạch lọc nhiễu bị đấu tắt
   
   Nguyên lý: Điện áp 100-240V AC đi vào mang theo cả các tín hiệu can nhiễu có tần số cao.
   Như ta đã biết trong chương trình Vật lý lớp 12
   * Dung kháng của tụ điện được tính bằng công thức
   Zc = 1 / ωC = 1 / 2П f C
   Trong đó f là tần số
   C là điện dung
   Khi tần số f rất lớn thì Zc sẽ rất nhỏ, người ta thường mắc các tụ điện song song với hai pha của điện áp hoặc từ các pha xuống mass để đấu tắt các thành phần có tấn số f cao (như các tụ CX2, CY1, CY2 ở sơ đồ nguyên lý trên)
   * Cảm kháng của cuộn dây được tính bằng công thức
   ZL = ω L = 2 Π f L
   Trong đó L là điện cảm của cuộn dây, f là tấn số.
   Khi tần số f rất lớn thì cảm kháng ZL cũng rất lớn, người ta thường mắc cuộn dây nối tiếp với các pha của điện áp để chặn lại các tấn số cao (như cuộn dây LF1 ở sơ đồ nguyên lý trên)
2. Mạch chỉnh lưu và lọc điện áp AC thành DC1) Chức năng của mạch chỉnh lưu và lọc.
   Nguồn xung sử dụng điện áp một chiều bằng phẳng trong khi đó điện áp cung cấp lại là nguồn AC 220V, vì vậy điện áp này cần được chỉnh lưu thành điện áp một chiều trước khi cung cấp cho nguồn xung.
   - Ở trên là mạch chỉnh lưu cầu hay còn gọi là chỉnh lưu cả chu kỳ, điện áp xoay chiều khi đi qua cầu đi ốt, chúng được đổi thành điện áp một chiều nhấp nhô chỉ có pha dương.
   - Khi chưa có tụ lọc thì điện áp một chiều nhấp nhô và vẫn có những thời điểm điện áp giảm bằng 0V, điện áp này không thể sử dụng được.
   - Khi có tụ lọc, do sự nạp xả của tụ mà điện áp đưa ra được tương đối bằng phẳng, tụ điện có điện dung càng lớn thì điện áp này càng bằng phẳng.
   2) Vị trí của mạch chỉnh lưu trên bộ nguồn.
   [TABLE="class: mceItemTable, width: 400"]
   
   
   [/TABLE]
   Vị trí của mạch chỉnh lưu trên vỉ máy
   
   
   Vị trí của mạch chỉnh lưu trên sơ đồ nguyên lý
   3) Nguyên lý mạch chỉnh lưu trên bộ nguồn ATX
   
   - Trên các bộ nguồn ATX, người ta thường sử dụng hai tụ lọc mắc nối tiếp để tạo ra điện áp cân bằng ở điểm giữa của hai tụ, điện áp này sẽ được đưa đến một đầu của biến áp chính trên bộ nguồn, ngoài ra với mạch có hai tụ lọc mắc nối tiếp, người ta dễ dàng thiết kế mạch chỉnh lưu nhân đôi để chạy cho điện áp 110V.
   - Khi đầu vào sử dụng điện áp 110V, người ta chỉ việc đóng khoá K (như sơ đồ trên) để chập từ một đường AC vào điểm giữa của hai tụ lọc, khi đó điện áp ra sẽ được nhân đôi và ta vẫn thu được 300V DC.
   [TABLE="class: mceItemTable, width: 708"]
   
   [TD="width: 450"]
   

1. 
   [TD="width: 258"]
   
   • D1 - D4 - Bốn đi ốt trong mạch chỉnh lưu cầu.
   • Công tắc K1 đóng khi sử dụng điệna ps 110V AC, mở ra khi sử dụng điện áp 220V AC
   • C1 và C2 là hai tụ lọc mắc nối tiếp, hai tụ này luôn luôn có điện dung và điện áp bằng nhau.
   • Điện trở R2 và R3 có trị số bằng nhau để tạo ra điện áp cân bằng ở điểm giữa hai tụ.
   [/TD]
   [/TABLE]
   4) Khi các đi ốt chỉnh lưu và tụ lọc bị hỏng.
   
   a) Trường hợp bị chập một hoặc nhiều đi ốt trên mạch chỉnh lưu cầu.
   - Khi một trong số các đi ốt của mạch chỉnh lưu cầu bị chập, lúc đó điện áp AC sẽ đưa cả pha âm vào đầu tụ lọc, khi ở pha âm thì tụ lọc bị phân cực ngược và nó sẽ gây đoản mạch (chập mạch), vì vậy người ta luôn luôn phải thiết kế cầu chì đứng trước mạch chỉnh lưu cầu để cắt điện kịp thời.
   b) Trường hợp một hoặc nhiều đi ốt bị đứt
   - Nếu một đi ốt bị đứt thì điện áp ra sẽ có dạng nhấp nhô nhưng cách quãng, khi đó điện áp sau khi đã được lọc nhưng vẫn bị gợn xoay chiều khá rõ nét, trường hợp này có thể sinh ra tiếng kêu e..e... trong bộ nguồn, máy tính chạy hay bị Reset lại do điện áp cung cấp không đủ.
   - Nếu đứt hai đi ốt trở lên, có thể làm mất điện áp 300V DC ra
   c) Trường hợp bị hỏng một hoặc cả hai tụ lọc.
   - Khi cả hai tụ lọc tốt và hai điện trở mắc song song tốt thì điện áp ở điểm giữa luôn luôn cân bằng hay điện áp rơi trên hai tụ luôn luôn bằng nhau (sấp sỉ 150V/ 1 tụ )
   - Khi có một tụ bị hỏng (bị giảm điện dung), khi đó điện áp ở điểm giữa hai tụ sẽ bị lệch, tụ nào bị hỏng thì sụt áp trên tụ đó sẽ giảm thấp, nếu điện áp ở điểm giữa bị lệch sẽ rất nguy hiểm cho các đèn công suất của nguồn chính.
   - Nếu cả hai tụ bị hỏng thì điện áp 300V DC sẽ bị giảm, trường hợp hai tụ mất hoàn toàn tác dụng thì điện áp 300V DC sẽ giảm xuống chỉ còn 220V DC (bằng với điện áp AC đi vào)
   d) Trường hợp bị đứt một trong hai điện trở đấu song song với các tụ
   - Khi một điện trở bị đứt thì điện áp ở điểm giữa của hai tụ sẽ bị lệch, khi đó tụ song song với điện trở bị đứt sẽ có điện áp tăng lên đến khoảng 200V và tụ song song với điện trở bình thường giảm xuống còn khoảng 100V, điện áp bị lệch này sẽ gây nguy hểm cho các đèn công suất của nguồn chính (là nguyên nhân làm cho các đèn công suất của nguồn chính bị hỏng)
   
2. Mạch dao động nghẹt1) Mạch dao động nghẹt là gì ?
   Mạch dao động nghẹt hay còn gọi là dao động tắc nghẽn, tức là khi đèn dẫn thì chính nó lại tạo ra điện áp để làm cho nó ngắt, quá trình lặp đi lặp lại và tạo thành dao động.Thành phần của mạch dao động ghẹt
   [TABLE="class: mceItemTable, width: 706"]
   
   [TD="width: 435"]
   [/TD]
   [TD="width: 271"]
   1. Biến áp, gồm các cuộn dây:
      - Cuộn sơ cấp 1-2
      - Cuộn hồi tiếp 3-4
      - Cuộn thứ cấp 5-6
   2. Đèn bán dẫn, để tạo ra sự đóng ngắt dòng điện đi qua cuộn sơ cấp biến áp
   3. Điện trở mồi, để định thiên và mồi cho đèn bán dẫn hoạt động
   4. Tụ hồi tiếp, để đưa điện áp hồi tiếp về chân B đèn bán dẫn tạo ra dao động
   5. R hồi tiếp, hạn chế đòng điện đưa về chân B để không làm hỏng đèn.
   [/TD]
   [/TABLE]
   2) Mạch dao động nghẹt có hồi tiếp dương
   Mạch dao động nghẹt có hồi tiếp dương có đặc điểm:
   - Cuộn hồi tiếp được quấn thuận chiều với cuộn sơ cấp, tức là khi đèn Q dẫn thì sẽ tạo ra điện áp hồi tiếp dương >0V đưa qua R,C hồi tiếp về chân B đèn Q
   - Điện trở mồi thường có trị số rất lớn (khoảng 1MΩ )
   
   Nguyên lý hoạt động của mạch:
   - Khi có điện áp Vcc, một dòng điện nhỏ đi qua R mồi vào chân B đèn Q làm cho đèn Q dẫn yếu.
   - Khi đèn Q dẫn, dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp 1-2 sẽ tạo ra từ trường biến đổi trong biến áp và cảm ứng lên cuộn hồi tiếp 3-4.
   - Điện áp hồi tiếp ở chân 3 biến áp có chiều dương, được đưa qua R hồi tiếp, nạp qua C hồi tiếp và tức thời làm cho chân B đèn Q có điện áp tăng lên, đèn Q dẫn mạnh hơn => điện áp hồi tiếp mạch hơn => đèn Q dẫn bão hòa (khi đèn Q dẫn bào hoà, dòng điện qua cuộn 1-2 không đổi => từ trường không đổi => lập tức làm cho điện áp cảm ứng trên cuộn 3-4 mất đột ngột)
   - Điện áp chân 3 biến áp đột ngột giảm về 0V và nhanh chóng kéo điện áp chân B đèn Q giảm thấp => đèn Q chuyển sang trạng thái ngắt.
   - Quá trình lại lặp lại và tạo thành dao động.
   - Tấn số dao động phụ thuộc vào các điện trở R mồi, R hồi tiếp và C hồi tiếp
   Đặc điểm của mạch:
   - Mạch có thời gian khởi động khá chậm do R mồi có trị số lớn, tuy nhiên mạch này hoạt động rất an toàn và không bị xốc điện nên thường được sử dụng trong các bộ nguồn.
   3) Mạch dao động nghẹt có hồi tiếp âm
   Mạch dao động nghẹt có hồi tiếp âm có đặc điểm:
   - Cuộn hồi tiếp được quấn ngược chiều với cuộn sơ cấp, tức là khi đèn Q dẫn thì sẽ tạo ra điện áp hồi tiếp âm < 0V đưa qua R,C hồi tiếp về chân B đèn Q
   - Điện trở mồi thường có trị số nhỏ (khoảng 100KΩ)
   
   Nguyên lý hoạt động của mạch:
   - Khi có điện áp Vcc, một dòng điện khá mạnh đi qua R mồi vào chân B đèn Q làm cho đèn Q dẫn mạnh.
   - Khi đèn Q dẫn mạnh, dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp 1-2 sẽ tạo ra từ trường biến đổi trong biến áp và cảm ứng lên cuộn hồi tiếp 3-4.
   - Điện áp hồi tiếp ở chân 3 biến áp có chiều âm, được đưa qua R hồi tiếp, nạp qua C hồi tiếp và tức thời làm cho chân B đèn Q có điện áp giảm thấp => đèn Q lập tức chuyển sang trạng thái ngắt.
   - Quá trình lặp đi lặp lại tạo thành dao động.
   Đặc điểm của mạch:
   - Mạch có thời gian khởi động rất nhanh do R mồi có trị số nhỏ, tuy nhiên mạch này hoạt động không an toàn và hay bị xốc điện nên thường chỉ được sử dụng trong các bộ nguồn có công suất nhỏ và có điện áp đầu vào thấp.
   4) Ứng dụng của mạch dao động nghẹt trong nguồn ATX
   - Mạch dao động nghẹt được ứng dụng để thiết kế nguồn cấp trước trên bộ nguồn ATX, mạch thường sử dụng mạch dao động có hồi tiếp dương.
   [TABLE="class: mceItemTable, width: 700"]
   
   [TD="width: 294"]
   [/TD]
   [TD="width: 406"]
   
   • Bạn có nhận ra các thành phần của mạch tạo dao động ở sơ đồ bên ?Đó là
     - R mồi là R13
     - C hồi tiếp là C9
     - R hồi tiếp là R14
     (Lưu ý: R hồi tiếp và C hồi tiếp có thể tráo vị trí cho nhau)Trên biến áp có
     Cuộn 4-5 là cuộn sơ cấp
     Cuộn 6-7 là cuộn hồi tiếp
   [/TD]
   [/TABLE]
   
3. Các mạch công tắc.
   - Transistor trên nguồn ATX thường được sử dụng làm các mạch công tắc, khi nhìn vào các mạch này bạn có thể nhầm lẫn đó là mạch khuếch đại.
   - Ở mạch công tắc, các Transistor hoạt động ở một trong hai trạng thái là "dẫn bão hoà" hoặc "không dẫn"
   
   Các Transistor trong mạch bảo vệ của nguồn ATX, hoạt động ở trạng thái dẫn bão hoà hoặc tắt.
4. IC khuếch đại thuật toán OP-AMPLY1) Ký hiệu của IC khuếch đại thuật toán - OP-Amply
   [TABLE="class: mceItemTable, width: 600"]
   
   [TD="width: 260"]OP-Amply - IC khuếch đại thuật toán[/TD]
   [TD="width: 340"]
   
   • Cấu tạo
     OP-Amply có các chân như sau:
     - Vcc - Chân điện áp cung cấp
     - Mass - Chân tiếp đất
     - IN1 - Chân tín hiệu vào đảo
     - IN2 - Chân tín hiệu vào không đảo
     - OUT - Chân tín hiệu ra
   • Trên sơ đồ nguyên lý, OP-Amly thường ghi tắt không có chân Vcc và chân Mass, hai chân IN1 và IN2 có thể tráo vị trí cho nhau.
   [/TD]
   [/TABLE]
   2) Nguyên lý hoạt động của OP-Amply
   OP-Amply hoạt động theo nguyên tắc: Khuếch đại sự chênh lệch giữa hai điện áp đầu vào IN1 và IN2
   - Khi chênh lệch giữa hai điện áp đầu vào bằng 0 (tức IN2 - IN1 = 0V) thì điện áp ra có giá trị bằng khoảng 45% điện áp Vcc
   - Khi điện áp đầu vào IN2 > IN1 => thì điện áp đầu ra tăng lên bằng Vcc
   - Khi điện áp đầu vào IN2 < IN1 => thì điện áp đầu ra giảm xuống bằng 0V
   
   Sơ đồ bên trong của OP-Amply
   3) Ứng dụng của OP-Amply
   3.1 - Mạch khuếch đại đảo dùng OP-Amply
   
   - Nếu ta cho tín hiệu vào đầu vào đảo (cực âm) và đầu vào không đảo (cực dương) đem chập xuống mass ta sẽ được một mạch khuếch đại đảo.
   - Hệ số khuếch đại có thể điều chỉnh được bằng cách điều chỉnh giá trị các điện trở Rht và R1, hệ số khuếch đại bằng tỷ số giữa hai điện trở này.
   K = Rht / R1 trong đó K là hệ số khuếch đại của mạch
   3.2 - Mạch khuếch đại không đảo dùng OP-Amply
   
   Đây là sơ đồ của mạch khuếch đại không đảo, về hệ số khuếch đại thì tương đương với mạch khuếch đại đảo nhưng điểm khác là điện áp ra Vout cùng pha với điện áp đầu vào Vin
   3.3 - Mạch khuếch đại đệm (khuếch đại dòng điện) dùng OP-Amply.
   
   Khi đem đầu ra đấu với đầu vào âm (hay đầu vào đảo) rồi cho tín hiệu vào cổng không đảo ta sẽ thu được một mach khuếch đại có hệ số khuếch đại điện áp bằng 1, tuy nhiên hệ số khuếch đại về dòng lại rất lớn, vì vậy mạch kiểu này thường được sử dụng trong các mạch khuếch đại về dòng điện.
   3.4 - Mạch so sánh dùng OP-Amply
   [TABLE="class: mceItemTable, width: 708"]
   
   [TD="width: 366"]
   [/TD]
   [TD="width: 342"]
   
   • Khi V2 = V1 thì điện áp ra Vout = khoảng 45% Vcc và không đổi
   • Khi V2 > V1 hay V2 - V1 > 0 thì Vout > 45% Vcc
   • Khi V2 < V1 hay V2 - V1 < 0 thì Vout < 45% Vcc
   • Khi V1 không đổi thì Vout tỷ lệ thuận với V2
   • Khi V2 không đổi thì Vout tỷ lệ nghịch với V1
   [/TD]
   [/TABLE]
   
5. IC so quang (Opto)1 - Cấu tạo:
   - IC so quang được cấu tạo bởi một đi ốt phát quang và một đèn thu quang, hai thành phần này cách ly với nhau và có thể cách ly được điện áp hàng trăm vol, khi đi ốt dẫn nó phát ra ánh sáng chiếu vào cực Bazơ của Transistor thu quang làm cho đèn này dẫn, dòng điện qua đi ốt thay đổi thì dòng điện qua đèn cũng thay đổi theo
   Cấu tạo của IC so quang
   
   IC so quang thực tế
   2 - Nguyên lý hoạt động
   - Khi có dòng điện I1 đi qua đi ốt, đi ốt sẽ phát ra ánh sáng và chiếu vào cực B của đèn thu quang, đèn thu quang sẽ dẫn và cho dòng I2
   - Dòng I1 tăng thì dòng I2 cũng tăng
   - Dòng I1 giảm thì dòng I2 cũng giảm
   - Dòng I1 = 0 thì dòng I2 = 0
   Đi ốt phát quang và đèn thu quang được cách ly với nhau và có thể có điện áp chênh lệch hàng trăm Vol
   
   Hoạt động của IC so quang
   3 - Ứng dụng của IC so quang
   - IC so quang thường được ứng dụng trong mạch hồi tiếp trên các bộ nguồn xung.
   - Chúng có tác dụng đưa được thông tin biến đổi điện áp từ thứ cấp về bên sơ cấp nhưng vẫn cách ly được điện áp giữa sơ cấp và thứ cấp.
   - Sơ cấp của nguồn (thông với điện áp lưới AC) và thứ cấp của nguồn (thông với mass của máy)
   
6. IC tạo điện áp dò sai
   - Người ta thường dùng IC tạo áp dò sai KA431(hoặc TL431) trong các mạch nguồn để theo dõi và khuếch đại những biến đổi điện áp đầu ra thành dòng điện chạy qua IC so quang, từ đó thông qua IC so quang nó truyền được thông tin biến đổi điện áp về bên sơ cấp.
   
   Cấu tạo và ký hiệu của IC tao áp dò sai KA 431 Hình dáng IC - KA 431
7. Đi ốt kép- Trong nguồn ATX người ta thường sử dụng Đi ốt kép để chỉnh lưu điện áp đầu ra
   - Hình dáng đi ốt kép trông tương tự như đèn công suất và có ký hiệu như ảnh trên
   - Đi ốt kép thường cho dòng lớn và chịu được tần số cao
8. Cuộn dây lọc gợn cao tần.
   Cuộn dây lọc nhiễu hình xuyếnTrong nguồn ATX ta thường nhìn thấy cuộn dây như trên ở đầu ra gần các bối dây cấp nguồn xuống Mainboard, tác dụng của cuộn dây này là để chặn các nhiễu cao tần, đồng thời kết hợp với tụ lọc để tạo thành mạch lọc LC lọc cho các điện áp ra được bằng phẳng hơn.
   
   

[/TD]
[/TABLE]
[/TD]
[/TABLE]
Theo daynghehaiphong.com
Các lớp học sửa chữa máy tính tại Hải Phòng