Giáo trình hướng dẫn cách chia tần số theo nguyên lý Flip and Flop phần 6 potx

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 Q
1
và Q
2
,
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 C
1
, C
2
và R
1
mắc
song song với cuộn sơ cấp của biến áp, để triệt tiêu dòng I
c
của trans thúc
Q
1
khi bò mất điện đột ngột.
Trans dùng ở tầng công suất ngang Q
2
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 Q
2
thì có dòng chạy qua tụ .47p. Khi Q

2
ngắt, dòng không biến
mất tức thì mà giảm từ từ qua tụ C
3
, C
4
, C
5
, 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 Q
2
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