giao trinh dien tu co ban phan 2

Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
CHƯƠNG 2: CÁC MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
1. Mạch chỉnh lưu
1.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu dòng điện xoay chiều
* Tác dụng:
Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều
1.2.Các mạch chỉnh lưu cơ bản
a. Mạch chỉnh lưu một nửa chu kỳ
* Sơ đồ mạch điện
D

Rt
Hình 2.1: Sơ đồ mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ
Sơ đồ nắn dòng xoay chiều 1 pha nửa kỳ sử dụng rất ít trong thực tế vì
chất lượng điện áp 1 chiều sau khi nắn kém trị số hiệu dụng điện áp 1 chiều thấp
đồng thời còn mấp mô nhiều.
* Nguyên lý làm việc
Sơ đồ nắn dòng nửa kỳ một pha sử dụng điốt nắn dòng chỉ cho dòng điện
đi theo một chiều:
Ở nửa chu kỳ đầu: Dòng điện đi từ (+) máy phát đến (+) của điốt qua phụ
tải rồi về (-) của máy phát.
Ở nửa chu kỳ sau: Nhờ có điốt nên không cho dòng điện đi qua phụ tải.
Vì vậy dòng điện sau khi nắn vẫn còn nhiều mấp mô.
b. Mạch chỉnh lưu cầu
* Sơ đồ mạch điện
Sơ đồ nắn dòng cả kỳ nguồn điện xoay chiều một pha được sử dụng rất
phổ biến. Trong hệ thống điện ôtô, máy kéo. Sơ đồ này được dùng ở một số bộ
phận như rơle khống chế trong hệ thống điều khiển máy khởi động điện.

79

Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Hình 2.2: Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu
* Nguyên lý làm việc
Ở nửa chu kỳ đầu: Khi thế dương của máy phát đặt vào điểm a, thế âm đặt
vao điểm b có dòng điện đi từ : (+) máy phát đến (a) qua Đ1 qua Rt qua Đ3 về
(b) rồi về (-) máy phát.
Ở nửa chu kỳ sau: Khi thế dương của máy phát đặt vào điểm (b), thế âm
của máy phát đặt vào điểm (a) có dòng điện đi từ (+) máy phát tới điểm (b) qua
Đ2 qua Rt qua Đ4 rồi về (a) và về (-) máy phát.
c. Mạch chỉnh lưu nhân 2

Hình 2.3:Sơ đồ mạch chỉnh lưu nhân 2
Để trở thành mạch chỉnh lưu nhân 2 ta phải dùng hai tụ hoá cùng trị số
mắc nối tiếp, sau đó đấu 1 đầu của điện áp xoay chiều vào điểm giữa hai tụ =>
ta sẽ thu được điện áp tăng gấp 2 lần.
Ở mạch trên, khi công tắc K mở, mạch trở về dạng chỉnh lưu thông
thường.
Khi công tắc K đóng, mạch trở thành mạch chỉnh lưu nhân 2, và kết quả là
ta thu được điện áp ra tăng gấp 2 lần.
80


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
2. Mạch khuyếch đại
2.1.Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch khuyếch đại

Mạch khuyếch đại được sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử, như
mạch khuếch đại âm tần trong Cassete, Âmply, khuếch đại tín hiệu video trong
Ti vi mầu v.v ...
Mạch kuếch đại có thể dùng tranzitor rời rạc hoặc dùng IC.
a. Mạch IC khuếch đại thuật toán và mạch khuếch đại dùng IC
IC khuếch đại thuật toán viết tắt là OA (Operational Amplifier) thực chất
là một bộ khuếch đại một chiều gồm nhiều tầng, ghép trực tiếp, có hệ số khuếch
đại lớn, có hai đầu vào và một đầu ra.
Quy ước kí hiệu một bộ khuếch đại thuật toán (OA). Trong đó, đầu vào là
UVK gọi là đầu vào không đảo, đánh dấu (+). Đầu vào UVĐ gọi là đầu vào đảo,
đánh dấu (-). Đầu ra là Ura. (+E) nguồn cung cấp điện dương, (-E) nguồn cung
cấp điện âm. Khi có tín hiệu đưa đến đầu vào không đảo thì tín hiệu ra cùng dấu
tín hiệu vào. Khi có tín hiệu đưa đến đầu vào tín hiệu đảo thì tín hiệu ra ngược
dấu với tín hiệu vào. Đầu vào đảo thường được dùng để hồi tiếp âm bên ngoài
cho OA. Hồi tiếp âm là trích một phần tín hiệu từ đầu ra cho quay về đầu vào và
ngược pha với tín hiệu vào.
b. Nguyên lý làm việc của mạch khuếch đại điện áp dùng OA
Sơ đồ khuếch đại dùng OA, mạch điện có hồi tiếp âm thông qua Rht. Đầu
vào không đảo được nối với điểm
chung của mạch điện, tức là nôi mát.
Tín hiệu vào qua R1đưa đến đầu vào
đảo của OA. Kết quả điện áp ở đầu ra
ngược dấu với điện áp ở đầu vào và
được khuếch đại.
Hệ số khuếch đại điện áp:
Hình 2.4: Sơ đồ khuếch đại đảo dùng OA

2.2. Các loại mạch khuyếch đại
Có ba loại mạch khuyếch đại chính là :
81

Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Khuếch đại về điện áp: Là mạch khi ta đưa một tín hiệu có biên độ nhỏ
vào, đầu ra ta sẽ thu được một tín hiệu có biên độ lớn hơn nhiều lần.
Mạch khuếch đại về dòng điện: Là mạch khi ta đưa một tín hiệu có cường
độ yếu vào, đầu ra ta sẽ thu được một tín hiệu cho cường độ dòng điện mạnh
hơn nhiều lần.
Mạch khuếch đại công suất: Là mạch khi ta đưa một tín hiệu có công suất
yếu vào, đầu ra ta thu được tín hiệu có công suất mạnh hơn nhiều lần, thực ra
mạch khuếch đại công suất là kết hợp cả hai mạch khuếch đại điện áp và khuếch
đại dòng điện làm một.
2.3. Các chế độ hoạt động của mạch khuếch đại
Các chế độ hoạt động của mạch khuếch đại là phụ thuộc vào chế độ phân
cực cho Transistor, tuỳ theo mục đích sử dụng mà mạch khuếch đại được phân
cực để KĐ ở chế độ A, chế độ B , chế độ AB hoặc chế độ C
a. Mạch khuếch đại ở chế độ A
Là các mạch khuếch đại cần lấy ra tín hiệu hoàn toàn giống với tín hiệu
ngõ vào.

Hình 2.5:Mạch khuếch đại chế độ A khuếch đại
cả hai bán chu kỳ tín hiệu ngõ
* Để Transistor hoạt động ở chế độ A, ta phải định thiên sao cho điện áp
UCE ~ 60% ÷ 70% Vcc.
* Mạch khuếch đại ở chế độ A được sử dụng trong các mạch trung gian
như khuếch đại cao tần, khuếch đại trung tần, tiền khuếch đại v v..
b. Mach khuếch đại ở chế độ B
Mạch khuếch đại chế độ B là mạch chỉ khuếch đại một nửa chu kỳ của tín
hiệu, nếu khuếch đại bán kỳ dương ta dùng transistor NPN, nếu khuếch đại bán

kỳ âm ta dùng transistor PNP, mạch khuếch đại ở chế độ B không có định thiên.
82


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Hình 2.6:Mạch khuyếch đại ở chế độ B chỉ khuếch
đại một bán chu kỳ của tín hiệu ngõ vào.
Mạch khuếch đại chế độ B thường được sử dụng trong các mạch khuếch
đại công suất đẩy kéo như công suất âm tần, công suất mành của Ti vi, trong các
mạch công suất đẩy kéo, người ta dùng hai đèn NPN và PNP mắc nối tiếp, mỗi
đèn sẽ khuyếch đại một bán chu kỳ của tín hiệu, hai đèn trong mạch khuếch đại
đẩy kéo phải có các thông số kỹ thuật như nhau:
* Mạch khuếch đại công suất kết hợp cả hai chế độ A và B .

Hình 2.7:Mạch khuếch đại công suất Amply
Q1 khuếch đại ở chế độ A, Q2 và Q3 khuếch đại ở chế độ B, Q2 khuếch đại cho
bán chu kỳ dương, Q3 khuếch đại cho bán chu kỳ âm.
c. Mạch khuếch đại ở chế độ AB
Mạch khuếch đại ở chế độ AB là mạch tương tự khuyếch đại ở chế độ B,
nhưng có định thiên sao cho điện áp UBE xấp xỉ 0,6 V, mạch cũng chỉ khuếch đại
một nửa chu kỳ tín hiệu và khắc phục hiện tượng méo giao điểm của mạch
khuếch đại chế độ B, mạch này cũng được sử dụng trong các mạch công suất
đẩy kéo .
83


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

d. Mạch khuyếch đại ở chế độ C
Là mạch khuếch đại có điện áp UBE được phân cực ngược với mục đích
chỉ lấy tín hiệu đầu ra là một phần đỉnh của tín hiệu đầu vào, mạch này thường
sử dụng trong các mạch tách tín hiệu: Ví dụ mạch tách xung đồng bộ trong ti vi
mầu.

Hình 2.8:Ứng dụng mạch khuếch đại chế độ C trong
mạch tách xung đồng bộ Ti vi mầu
2.4.Các kiểu ghép tầng
Khái niệm về ghép tầng: Một thiết bị điện tử gồm có nhiều khối kết hợp
lại, mỗi khối lại có nhiều tầng khuếch đại được mắc nối tiếp với nhau và khi
mắc nối tiếp thường sử dụng một trong các kiểu ghép sau:
Ghép tầng qua tụ điện
Ghép tầng qua biến áp
Ghép tầng trực tiếp
a. Ghép tầng qua tụ điện

Hình 2.9:Mạch khuếch đại đầu từ - có hai tầng khuếch
đại được ghép với nhau qua tụ điện
Ở trên là sơ đồ mạch khuếch đại đầu từ trong đài Cassette, mạch gồm hai
tầng khuếch đại mắc theo kiểu E chung, các tầng được ghép tín hiệu thông qua
84


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
tụ điện, người ta sử dụng các tụ C1, C3, C5 làm tụ nối tầng cho tín hiệu xoay
chiều đi qua và ngăn áp một chiều lại, các tụ C2 và C4 có tác dụng thoát thành
phần xoay chiều từ chân E xuống mass, C6 là tụ lọc nguồn.
Ưu điểm của mạch là đơn giản, dễ lắp do đó mạch được sử dụng rất nhiều

trong thiết bị điện tử, nhược điểm là không khai thác được hết khả năng khuếch
đại của Transistor do đó hệ số khuếch đại không lớn.
Ở trên là mạch khuếch đại âm tần, do đó các tụ nối tầng thường dùng tụ
hoá có trị số từ 1µF ÷ 10µF.
Trong các mạch khuếch đại cao tần thì tụ nối tầng có trị số nhỏ khoảng
vài nanô Fara.
b. Ghép tầng qua biến áp

Hình 2.10:Tầng Trung tần tiếng của Radio sử dụng biến áp ghép tầng
Ở trên là sơ đồ mạch trung tần Radio sử dụng các biến áp ghép tầng, tín
hiệu đầu ra của tầng này được ghép qua biến áp để đi vào tầng phía sau.
Ưu điểm của mạch là phối hợp được trở kháng giữa các tầng do đó khai
thác được tối ưu hệ số khuếch đại, hơn nữa cuộn sơ cấp biến áp có thể đấu song
song với tụ để cộng hưởng khi mạch khuếch đại ở một tần số cố định.
Nhược điểm: nếu mạch hoạt động ở dải tần số rộng thì gây méo tần số,
mạch chế tạo phức tạp và chiếm nhiều diện tích.
c. Ghép tầng trực tiếp
Kiểu ghép tầng trực tiếp thường được dùng trong các mạch khuếch đại
công suất âm tần.

85


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Hình 2.11:Mạch khuếch đại công suất âm tần có đèn đảo pha Q1
được ghép trực tiếp với hai đèn công suất Q2 và Q3
3. Mạch điều khiển
3.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển điện tử

3.1.1 Nguyên lý mạch điều khiển điện tử:
Bộ điều khiển là bộ biến đổi tín hiệu Uđk thành góc điều khiển  được tính
từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên của van động lực. Để xác định được góc 
Cần phải biết thông tin về pha của điện áp
đặt lên van động lực. Tức là van điều khiển
phải tạo ra xung đồng pha với điện áp đặt lên
van động lực. Bộ điều khiển của sơ đồ chỉnh
lưu một pha không đối xứng được thiết kế
theo nguyen lý điều khiển dọc.
Bộ điều khiển này gồm: Bộ tao xung
răng cưa hoặc còn gọi là điện áp tựa (RC) và
bộ so sánh (SS). Tín hiệuđồng bộ sẽ đồng bộ

Hình 2.12: Nguyên lý mạch
điều khiển điện tử

quá trình làm việc của máy phát xung răng cưa URC, sẽ được so sánh với tín hiệu
điều khiển trong bộ so sánh.

Hình 2.13: Sơ đồ tổng quát của mạch điện tử điều khiển

86


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Tại thời điểm URC = Uđk, bộ so sánh sẽ tạo ra một xung mà vị trí của nó
trên trục thời gian sẽ phụ thuộc vào giá trị của tín hiệu điều khiển.
3.1.2 Nguyên lý mạch điều khiển tín hiệu:
a. Sơ đồ:

Hình 2.14: Sơ đồ mạch báo hiệu và bảo vệ quá điện

BA: Biến áp hạ điện áp từ 220V để nuôi mạch điều khiển.
Đ1, C: Điốt và tụ điện để biến đổi điện xoay chiều thành điện một chiều
nuôi mạch điều khiển.
VR, R1: Điện trở điều chỉnh ngưỡng tác động cho T1, T2.
R3: điện trở tạo thiên áp cho T2.
Đ2: điốt bảo vệ T1 và T2.
T1, T2: tranzitor điều khiển rơ le hoạt động
K: rơ le đóng, cắt nguồn 9 (điều khiển các tiếp điểm K1, K2) theo nguyên
lý bảo vệ quá điện áp chúng ta có thể làm mạch bảo vệ điện áp thấp.
b. Hoạt động:
Bình thường điện áp bằng 220V rơ le K không hút, tiếp điểm thường đóng
K1 đóng điện cho tải. Khi điện áp vào tăng cao, trên biến trở VR nhận một tín
hiệu điện áp vượt ngưỡng làm việc của điốt ổn áp Đo, điốt ổn áp cho phép dòng
điện chạy qua. Hai tranzitor T1 và T2 nhận tín hiệu dòng điện chạy từ điốt ổn áp,
khuếch đại dòng điện này, cấp cho cuộn dây rơ le (K). Rơ le tác động làm mở
tiếp điểm thường đóng K1, cắt điện tải; đóng tiếp điểm thường mở K2 cho đèn
hiệu (ĐH) sáng, chuông kêu báo hiệu rằng điện áp đang qúa cao nên căt điện.
3.2. Các loại mạch điều khiển
3.2.1 Mạch điều khiển điện áp
87


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
a. Sơ đồ:
Gồm máy phát điện, bộ điều áp IC, đèn báo nạp, khoá điện, ắc quy.
b. Hoạt động:

Bộ điều chỉnh IC đa chức năng được sử dụng phần lớn trên các xe hiện
nay đặc biệt là trên các xe dòng Toyota. Bộ điều chỉnh kiểu M bao gồm một IC
ghép chứa một mạch tổ hợp khối đơn (M.IC). Đối với tiết chế kiểu M thì IC có
chức năng như một bộ phát hiện hở mạch trong cuộn rô to và cho đèn báo nạp
do đó hệ thống nạp khá đơn giản.

Hình 3.15: Mạch điều chỉnh điện áp máy phát bằng IC

- Khi bật khoá điện trạng thái ON, động cơ tắt
Khi bật khoá điện trạng thái ON sẽ cấp điện áp ắc quy đến cực IG của tiết
chế IC. Điện áp này được phát hiện bởi M.IC và Tr1 được mở làm dòng kích từ
ban đầu chạy đến cuộn rô to qua ắc quy và cực B. Để giảm dòng điện phóng qua
ắc quy khi bật khoá điện, MIC giữ dòng kích từ ở giá trị nhỏ khoảng 0,2A bằng
cách bật và tắt gián đoạn Tr1. Do việc phát điện chưa bắt đầu nên điện áp cực P
bằng 0. Điện áp này được M.IC phát hiện, nó tắt Tr1, bật Tr2 làm cho đèn báo
nạp bật sáng (hình vẽ).Dòng điện phát ra bởi máy phát (thấp hơn điện áp tiêu
chuẩn)
Khi máy phát bắt đầu phát điện và điện áp cực P tăng, bộ M.IC chuyển
Tr1 từ trạng thái tắt mở gián đoạn sang trạng thái mở liên tục làm cho dòng kích
thích đủ lớn được cung cấp từ ắc quy đến cuộn rô to. Vì vậy dòng điện phát ra
tăng đột ngột. Khi điện áp P tăng, bộ M.IC tắt Tr2 và bật Tr1 do sau đó không có
sự chênh lệch điện áp nên đèn báo nạp tắt (hình vẽ).
88


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Khi Tr1 vẫn bật và điện áp cực S đạt tới điện áp tiêu chuẩn, trạng thái này
được phát hiện bởi bộ Mc và Tr1 tắt. Khi điện áp cực S giảm xuống khoảng tiêu
chuẩn, bộ MIC phát hiện sự giảm này và lại bật Tr1. Bằng cách lặp lại quá trình

này điện áp cực S sẽ được giữ ở điện áp tiêu chuẩn. Do điện áp cực P cao bộ
MIC giữ Tr2 tắt và Tr1 bật nên đèn báo nạp vẫn không sáng.
3.2.2 Mạch điều khiển đánh lửa
a. Sơ đồ:
Sơ đồ có các bộ phận như (Hình 3.5)
T1, T2: tranzitor
AM: khoá điện
b. Hoạt động:
- Khi bật khoá điện, động cơ
chưa nổ, cực gốc và cực góp của
tranzitor T1, T2 có sự chênh lệch
điện thế nhưng chưa đến ngưỡng
mở nên T1, T2 khoá, không có
dòng sơ cấp qua cuộn W1.
- Khi động cơ nổ rô to phát tín
hiệu quay các vấu rôto quét qua
cuộn dây điều khiển làm cuộn dây
điều khiển suất hiện suất điện động

Hình 3.5 Mạch điều khiển đánh lửa
điện tử không tiếp điểm

xoay chiều

Khi đầu nối với cực gốc của tranzitor dương thì tranzitor sẽ dẫn, có dòng sơ
cấp chạy như sau: (+) ắc quy → cầu chì → khoá điện → W1 → T1, T2 → mát. Sau
đó cực này lại đổi dấu (-) làm T1, T2 khoá, làm mát dòng sơ cấp đột ngột, cảm ứng
cuộn thứ cấp W2 suất hiện một suất điện động cao áp từ 25000V đến 30000V phóng
lửa ra bugi.
3.2.3 Mạch điều khiển xin đường

a. Sơ đồ (Hình 3.6)
b. Hoạt động:
- Bật công tắc xin đường phải (RH):
Dòng điều khiển từ (+ ) ắc qui → CC tổng→ KĐ →CC→Cực IG(IC)
→ER(IC) →CT →mát. IC mở Tranzitor T1 có dòng qua rơ le, đóng K1
89


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Dòng làm việc từ (+) ắc qui đến cực +B (IC) qua K1đến cực LR(IC) đến các đèn
xin đường phải và đèn báo xin đường phải, ra mát.

K2
T2

K1

T1

CC

ắc qui

Hình 3.6 sơ đồ mạch điều khiển xin đường

- Bật công tắc xin đường phải (RH): (Dòng điện đi tương tự)
Dòng điều khiển từ (+ ) ắc qui → CC tổng →KĐ → CC →Cực IG (IC)
→ER (IC)→ CT → mát. IC mở Tranzitor T2 có dòng qua rơ le, đóng K2
Dòng làm việc từ (+) ắc qui đến cực +B (IC) qua K2 đến cực LL (IC) đến

các đèn xin đường trái và đèn báo xin đường trái, ra mát.
- Khi bật công tắc cảnh báo (Xin dường đi thẳng hoặc báo nguy) Dòng
điều khiển từ (+ ) ắc qui → CC tổng → KĐ → CC → Cực IG(IC) → EHW (IC)
→ CT → mát. IC mở Tranzitor T1 và T2 có dòng qua hai rơ le, đóng K1 và K2 có
dongf điện đến tất cả các đèn xin đường phải và trái.
CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Vẽ sơ đồ nguyên lý và trình bày nguyên lý làm việc của các loại mạch
chỉnh lưu.
Câu 2: Trình bày cấu tạo, ký hiệu quy ước và nguyên lý làm việc của transistor
trường.
Câu 3: Vẽ các kiểu mạch định thiên cơ bản của transistor trường.
Câu 4: Vẽ sơ đồ nguyên lý và trình bày nguyên lý làm việc của các loại mạch
khuếch đại.
90


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

91


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
CHƯƠNG 3: CÁC MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN TRONG Ô TÔ
1.Mạch chỉnh lưu cầu ba pha
1.1 Sơ đồ:
Mạch chỉnh lưu cầu ba pha
(Hình 3.1) là sơ đồ cầu nắn điện 3 pha.
Mỗi pha nắn cả hai nửa chu kỳ, điện áp

nắn ra là điện áp dây, như vậy sẽ có 6
nửa chu kỳ nắn qua phụ tải là dòng điện
một chiều. Điện áp đã chỉnh lưu ba pha
như (Hình 3.2).
Hình 3.1: Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha

1.2 Nguyên lý hoạt động
Giả sử thời điểm 1 điện áp tức thời pha A là lớn nhất, điện thế dương.
Dòng điện tải đi như sau: Pha A điốt 2  phụ tải mát điốt 4,6 để về pha
C và pha B  điểm 0. pha A. Thời điểm 2 thì pha A nhỏ nhất, dòng điện tải
để pha A 0  pha B điốt 1 và pha C điốt 3  tải mát điốt 5  pha A 
0.

Hình 3.2: Dòng điện 3 pha chưa chỉnh lưu và đã chỉnh lưu
2. Mạch điều khiển điện áp máy phát điện
2.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động
a. Sự cần thiết phải có bộ điều chỉnh điện
- Tất cả các phụ tải trên Ôtô có hiệu điện thế định mức và dòng điện định
mức nên đòi hỏi nguồn cung cấp phải ổn định.
92


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
- Điện áp của máy phát phụ thuộc vào tốc độ quay của trục khuỷu nên
không được ổn định.
- Trong quá trình làm việc của ôtô tốc độ quay của trục khuỷu luôn thay đổi
bởi nhiều lý do khác nhau:
Chính vì thế làm cho điện áp thay đổi theo:
Trong quá trình làm việc tải của máy phát không đều nhau. Tất cả các phụ

tải trên Ôtô đều làm việc nên dòng cung cấp phải lớn, có lúc ít tải làm việc.
Ngoài ra hệ thống điện trên Ôtô thường xảy ra sự cố như chạm chập...
Vậy trong hệ thống cung cấp điện cần có bộ điều chỉnh điện để giữ cho
điện áp của máy phát và dòng điện của máy phát, phát ra ổn định trong một
phạm vi nào đó không vượt quá giá trị quy định. Vì vậy bộ điều chỉnh điện là tối
cần thiết.
b. Nguyên lý chung để điều chỉnh tự động điện áp
Khi làm việc điện áp máy phát phát ra có giá trị:
U mp =E- IƯ . RƯ
Trong đó:

Iư: Dòng máy phát phát ra.
RƯ: Tổng trở mạch phần ứng. Vì RƯ nhỏ nên IƯ. Rư nhỏ vì

vậy coi :
Ump=E- IƯRƯ = Ke .n ( Ke = const).
Ke: Hệ số kết cấu máy phát.
n:

Tốc độ quay của trục máy phát. Phụ thuộc vào tốc độ

quay của động cơ. Vì vậy chúng ta không thể điều chỉnh theo ý muốn.
 : Từ thông kích từ của máy phát.
 = Ikt . Wkt / Rkt

Wkt : Số vòng dây của cuộn kích từ ( Wkt = const).
Rkt: Điện trở của cuộn dây kích từ ( Rkt = const ).
Ikt: Dòng điện kích từ. Là dòng đưa vào cuộn dây kích từ
có thể điều chỉnh được.
Vì vậy muốn thay đổi điện áp phát ra của máy phát người ta tìm cách thay

đổi dòng kích từ. Đó chính là nguyên lý chung điều chỉnh tự động điện áp. khi
Ikt tăng,  tăng, thì U mp tăng tỷ lệ vì vậy khi Ump tăng quá cao, tìm cách giảm Ikt.
Khi Umpthấp, tìm cách tăng Ikt.
93


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
2.2 Các loại mạch điều chỉnh điện áp máy phát điện
a. Bộ điều chỉnh điện bán dẫn có tiếp điểm PP 362
- Sơ đồ chung của hệ thống

Hình 3.2: Sơ đồ cấu tạo bộ điều chỉnh điện bán dẫn có tiếp điểm PP 362
1-Rơ le điện áp (PA).
2 - Rơ le bảo vệ(PB)
3 - Điôt cách ly(Đc).
4 - Tranzito(T)

5 - Cọc nối đén công tắc đánh lửa hoặc khoá điện(BZ)
6 - Cọc (KT) để nối đến cực (KT) của máy phát điện
7 - Cọc đấu dây vào vỏ máy(M).

- Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý

+
-

Hình 3.3 Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý của bộ điều chỉnh điện PP 362
Bộ điều chỉnh điện PP 362 gồm các bộ phận chủ yếu sau :
- Rơ le điều chỉnh điện áp kiểu bán dẫn có tiếp điểm PA

94


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
- Rơ le bảo vệ PB
Rơle điều chỉnh điện áp và rơ le bảo vệ đặt trong cùng một hộp có ba cực:
cực B(BZ) để nối đến công tắc đánh lửa hoặc khoá điện hoặc cực B máy phát
điện, cực KT để nối đến cực KT của máy phát điện và cực M nối mát.
Rơ le điều chỉnh điện áp PA có cấu tạo về phần cơ học giống như rơ le
điều chỉnh điện áp kiểu cũ. Chỉ có một cuộn dây từ hoá PA0 cuốn trên lõi thép.
Điện trở phụ RP gồm hai điện trở ghép song song. Điện trở điều hoà nhiệt RNvà
điện trở tăng nhanh Rtn cuốn trên khung nhôm đặt ở mặt dưới đế máy. Tiếp
điểm PA chỉ cắt nối dòng điện điều khiển Tranzistor có trị số rất nhỏ (không quá
0,4 A ), còn cắt nối dòng điện kích thích máy phát điện có trị số cực đại tới 3,5
A do Tranzistor đảm nhiệm. Điện trở RB gồm bốn điện trở mắc song song. Điốt
hồi tiếp Đht là điốt bảo đảm cho Tranzito đóng được tích cực Điốt ĐB để bảo vệ
Tranzito khỏi sức điện động tự cảm của cuộn dây kích từ. Điốt cách ly Đ c làm
nhiệm vụ cách ly giữa tiếp điểm PA của máy điều chỉnh điện áp và cuộn dây giữ
PBG của rơle bảo vệ.
Rơle bảo vệ PB có cấu tạo về phần cơ học cũng giống như rơle điện áp,
chỉ khác về số lượng và cách bố trí các cuộn dây. Rơle bảo vệ gồm có ba cuộn
dây cuộn dây chính PB0, cuộn dây phụ PBp và cuộn dây giữ PBG. Hai cuộn PB0 và
PBG cuốn cùng chiều, còn cuộn PBp cuốn ngược chiều với hai cuộn trên.
- Nguyên lý làm việc
Khi số vòng quay của động cơ còn thấp điện áp ra của máy phát điện chưa
đạt trị số định mức, lực từ hoá do cuộn dây PAo sinh ra chưa đủ lớn do đó rơle
điện áp PA chưa tác động và tiếp điểm PA vẫn ở vị trí mở. Điện áp điều khiển
qua điện trở RB đưa đến cực gốc B Tranzistor làm Tranzistor mở do đó có dòng
điện lớn qua cuộn dây kích thích theo chiều : Từ cực dương nguồncông tắc

K(BZ)  Điốt hồi tiếp Đhttiếp giáp EC Tranzitocuộn PB0 của rơle bảo vệ
cuộn kích thíchKT mát. Dòng điện kích thích lớn làm tăng điện áp ra của
máy phát điện.
Khi động cơ tăng số vòng quay điện áp ra của máy phát điện sẽ tăng quá
trị số định mức, lập tức rơle điện áp PA tác độn, tiếp điểm PA đóng làm
Tranzistor đóng và điện trở phụ Rp , RTN được đưa vào mạch kích thích làm
giảm dòng điện kích thích do đó điện áp của máy phát điện không tăng cao quá
trị số định mức. Dòng điện kích thích lúc này theo chiều: Từ cực dương nguồn
95


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
công tắc K(BZ)  Điốt hồi tiếp Đhtđiện trở RTNđiện trở Rp cuộn PB0cuộn KT mát.
Do qua hai điện trở Rp và Rtn nên tạo ra sụt áp, trị số dòng kích thích giảm.
Điện áp ra máy phát điện lại giảm xuống quá trị số định mức thì rơle điện áp PA
lại thôi tác động và qúa trình lại lặp lại như trên giữ cho điện áp ra của điện áp
của máy phát điện hầu như không đổi ở trị số định mức.
Trong quá trình làm việc nếu máy phát điện và máy điều chỉnh điện áp
hoạt động bình thường và rơle bảo vệ PB không tác động, tiếp điểm PB vẫn ở thế
mở. Trường hợp vì lý do nào đó cực KT ở máy phát điện hoặc máy điều chỉnh
điện áp bị chạm mát, dòng điện qua cuộn PB0 tăng, còn dòng điện qua cuộn PBp
giảm xuống bằng không làm rơle bảo vệ tác động đóng tiếp điểm PB lại. Tiếp
điểm PB đóng làm cực B Tranzito lối với cực dương nguồn qua điốt Dc do đó
tranzito đóng và hai điện trở Rp, RTN được đưa vào mạch kích thích làm giảm
dòng điện qua cuộn PB0 bảo vệ cho tranzito khỏi hỏng do dòng điện lớn quá.
Đồng thời khi tiếp điểm PB đóng làm kín mạch cuộn dây giữ PBG, do đó mặc dầu
dòng điện trong cuộn PB0 lúc này đã giảm xuống nhưng tiếp điểm PB vẫn được
giữ ở thế đóng. Tiếp điểm PB vẫn được giữ mãi ở thế đóng cho đến khi khắc
phục xong hư hỏng mới thôi.

b. Bộ điều chỉnh điện bán dẫn không tiếp điểm PP 350
- Sơ đồ nguyên lý

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý của bộ điều chỉnh điện áp PP - 350
96


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
+ Điốt D1ht làm nhiệm vụ hồi tiếp đảm bảo cho Tranzito T3 đóng được
tích cực.
+ Điốt DB làm nhiệm vụ bảo vệ Tranzito khỏi bị hỏng do sức điện động tự
cản ở cuộn dây kích thích.
+ Điốt D2ht làm nhiệm vụ hồi tiếp bảo đảm cho Tranzito T2 đóng được
tích cực.
+ Điện trở RN làm nhiệm vụ điều hoà đảm bảo cho điện áp điều chỉnh
được giữ hầu như không đổi khi nhiệt độ môi trường xung quanh thay đổi.
+ Nhóm R6 - C làm nhiệm vụ hồi tiếp có tác dụng làm giảm thời gian
chuyển nối của Tranzito tức là làm tăng tần số cắt nối do đó bảo đảm cho điện
áp ra không bị dao động nhiều.
+ Điện trở Rđc là điện trở chọn khi điều chỉnh. Nó có tác dụng điều chỉnh
trị số định mức điều chỉnh của máy điều chỉnh điện áp.
- Nguyên lý làm việc
Khi động cơ làm việc với số vòng quay còn thấp điện áp ra của máy phát
điện thấp hơn trị số điện áp định mức điều chỉnh nên điốt ổn áp. Do chưa bị
đánh thủng, do đó tranzito T1 đóng. Tranzito T1 đóng nên thông qua R8 tại cực
gốc B Tranzito T2 có điện áp âm lớn làm Tranzito T2 mở. Tranzito T2 mở nên có
dòng điện qua điện trở R10 và tạo sụt áp lớn trên điện trở này, nghĩa là tại cực
gốc B của Tranzito T3 có điện áp âm lớn nên làm Tranzito T3 mở. Tranzito T3
mở làm tăng dòng điện kích thích do đó làm tăng điện áp ra của máy phát điện.

Dòng điện kích thích lúc này: Từ cực dương nguồn  công tắc K  điốt hồi
tiếp Dht tiếp giáp EC Tranzito T3 cuộn kích thích KT  mát.
Khi số vòng quay động cơ tăng điện áp ra của máy phát tăng quá trị số
định mức điều chỉnh thì lập tức điốt ổn áp D0 bị đánh thủng và có dòng điện qua
điện trở R7. Tạo sụt áp lớn trên điện trở này nghĩa là tại cực gốc B tranzito T1 lúc
này có điện áp âm lớn, do đó tranzito T1 mở. Tranzito T1 mở, điện trở RCE của
nó giảm xuống rất thấp và tại cực gốc B của tranzito T2 lúc này điện áp gần bằng
không (coi như nối với dương nguồn ). Do đó tranzito T2 đóng. Tranzito T2 đóng
dòng điện qua R10 lúc này coi như bằng không nghĩa là tại cực gốc B tranzito T3
lúc này điện áp bằng không (coi như nối với dương nguồn). Do đó tranzito T3
cũng đóng, điện trở phụ Rp được đưa vào mạch cuộn dây kích thích làm giảm
dòng điện kích thích do đó điện áp ra của máy phát điện không vượt quá được trị
97


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
số định mức điều chỉnh. Nếu điện áp ra của máy phát điện lại giảm xuống quá trị
số định mức thì quá trình điều chỉnh lại lặp lại như lúc ban đầu làm cho điện áp
ra của máy phát điện, được giữ hầu như không đổi ở trị số định mức trong mọi chế
độ làm việc của động cơ.
c. Tiết chế vi mạch kiểu M dùng cho máy phát G50A lắp trên xe Toyota
- Sơ đồ :

Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạch tiết chếcủa xe «t« Toyota
* Chức năng các linh kiện:
1- Vi mạch điều khiển (MIC): Dùng để điều khiển Transistor T1, T2, T3
2- Transistor T1: Dùng đóng ngắt dòng kích từ (dòng qua cuộn rôto)
3- Transistor T2: Dùng cấp điện hoặc tín hiệu điện áp từ máy phát cho
mạch ngoài khi máy phát làm việc.

VD: Cấp điện cho bầu mở bướm gió tự động, hoặc cấp tín hiệu điều
khiển cho ABS (hệ thống chống bó cứng bánh xe) hoặc tín hiệu điều khiển cho
bộ định thời gian sấy của động cơ Điezel
98


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
4- Transitor T3: Dùng bật tắt bóng đèn báo nạp
5- D1: Dùng dập tắt dòng tự cảm do cuộn dây kích từ sinh ra khi dòng
kích từ thay đổi, để bảo vệ transitor T1
- Nguyên tắc hoạt động:
Khi bật khoá điện ở vị trí ON và động cơ chưa làm việc,một tín hiệu điện
áp; (+) ắc quy qua khoá điện qua đèn báo nạp, cực L vào vi mạch (MIC). Do vi
mạch (MIC) cấp tín hiệu điều khiển (Ib) đến cực gốc qua cực phát của transistor
T3, T3 được kích hoạt dẫn tới T3 mở, do đó có dòng điện đi như sau:
Từ (+) ắc quy  cầu chì  khoá điện  cầu chì ENGINE  đèn báo nạp 
cầu chì Charge(7,5A)  cực L  cực góp  cực phát của T3  mát



âm ắc quy

do đó đèn báo nạp sáng.
Khi bật khoá điện ON cũng đồng thời có tín hiệu điện áp (+) ắc quy


cầu chì Charge (7,5A)





K

cực IG cấp cho vi mạch MIC ngay đó vi mạch cấp

tín hiệu điều khiển(Ib) cho transitor T1 (gốc



mát) kích hoạt T1 mở do đó có

dòng kích hoạt đi như sau:
Từ (+) ắc quy  cầu chì




cực dương máy phát (cọc B)

cổ góp  cuộn dây kích từ Wkt  cổ góp

góp







chổi than (+)

chổi than (-)  cọc F  (cực

phát) của T1  mát  ắc quy.
Do có dòng điện chạy qua cuộn dây rô to (Wkt) làm từ hoá các cực rôto

(cực rôto thành nam châm điện)
Khi máy phát làm việc
- Khi máy phát làm việc dòng điện xoay chiều từ 1pha của cuộn dây stato
cấp trực tiếp đến cực P của vi mạch, lúc này vi mạch cắt tín hiệu điều khiển T3,
do đó T3 đóng, làm đèn báo nạp tắt, nghĩa là báo cho người lái xe biết máy phát
đã làm việc. Đồng thời vi mạch cho dòng điều khiển Ib (phát  gốc) của T2 qua
đó dẫn tới T2 mở có dòng điện đi như sau:
Từ (+) máy phát  khoá điện  cầu chì Engine  cực IG  cực phát 
góp của Transistor ra cọc L của máy phát đến bầu mở bướm gió tự động hoặc
đến mô đun ABS (hệ thống chống bó cứng bánh xe) hoặc đến bộ định thời gian
này như một tín hiệu điều khiển.
- Hoạt động của mạch tiết chế
Điện áp (+) của máy phát, đặt vào cọc S của vi mạch để so sánh với giá trị
định mức: Uđm 13,9 V  15,1V khi nhiệt độ máy phát 25C
99


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Uđm13,5V  14,3V khi nhiệt độ máy phát là 115C (CAMRY- 92)
Uđm12,9V14,9V (VIOS)
+) Khi Ump

lấy từ máy phát.
+) Khi Ump>Uđm (điện áp đặt vào cọc S – mát). Khi đó IC cắt tín hiệu điều
khiển T1 dẫn đến T1 đóng làm mất dòng kích từ, do đó điện áp máy phát giảm
nhanh. Khi mà điện áp của máy phát đặt vào cọc S của IC nhỏ hơn giá trị định
mức dẫn tới IC lại cấp tín hiệu điều khiển T1, do đó T1 mở, lại có dòng kích từ
làm điện áp của máy phát tăng và quá trình lặp đi lặp lại với tần số cao dẫn tới
điện áp của máy phát, phát ra luôn luôn ổn định ở ngưỡng giá trị đinh mức.
d. Tiết chế IC của xe ôtô Hyundai.
- Sơ đồ

Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý mạch tiết chếcủa xe «t« Hyundai H-100
1- M¸y ph¸t ®iÖn; 2- Ba ®ièt ®iÖn kÝch tõ; 3- Bé tiÕt chÕ ®iÖn ¸p; 4- Cuén
c¶m r«to; 5- Cuén d©y stato; 6- §Ìn b¸o n¹p; 7- Kho¸ ®iÖn; 8- ¾c quy
- Nguyên lý làm việc
Khi bật khoá điện ở vị trí ON máy phát chưa làm việc
Dòng điện từ (+) ắc quy
cầu chì



đèn báo nạp





cầu chì ( SUBF/ LINK 30A)  khoá điện

cọc L của tiết chế

100





R5  cực gốc - phát của T1 và


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
T2 mass có dòng điều khiển ib2 khiến cho transistor T2 mở làm khuếch đại
cho T1 mở. Khi T1 mở có dòng kích từ đi như sau:
Dòng điện từ (+) ắc quy  cầu chì (SUBF/ LINK 30A)
cầu chì




đèn báo nạp

chổi than





chổi than

cọc F  T1  mát





cổ góp





khoá điện

cuộn dây rôto (4)





cổ góp

(-) âm ắc quy. Lúc này đèn báo nạp sáng

và cực rôto được từ hoá.
Khi máy phát làm việc.
Cuộn dây stato phát ra điện thông qua ba Điốt (2) cấp điện trực tiếp tới
cuộn dây rôto, nên điện áp máy phát tăng nhanh. Khi máy phát làm việc đèn báo
nạp tắt bởi vì điện áp hai đầu bóng đèn bằng nhau.
Điện áp (+) của máy phát, đặt vào cọc S của tiết chế IC để so sánh với giá
tri định mức:

Uđm 13,9V 14,9V. Khi nhiệt độ máy phát 20C
Uđm13,4V14,6V khi nhiệt độ máy phát là 60C
+ Nếu điện áp của máy phát lớn hơn giá trị điện áp định mức (Ump>U đm)
làm điốt ổn áp Dz mở, do đó transistor T3 mở dẫn tới điện áp cực góp - phát của
T3 sụt giảm, tức là điện áp cực gốc của transistor T2 giảm gần bằng không vì thế
T2 chuyển trạng thái đóng, tiếp theo transistor T1 đóng (T1và T2 mắc theo kiểu
khuếch đại) làm mất dòng kích từ, do đó điện áp máy phát giảm nhanh.
+ Nếu mà điện áp của máy phát đặt vào cọc S của tiết chế nhỏ hơn giá trị
định mức dẫn tới điốt ổn áp Dz đóng lại, làm cắt dòng điều khiển transistor T3
nên T3 đóng tạo điều kiện cho transistor T2 và T1 mở, lại có dòng kích từ làm
điện áp của máy phát tăng và quá trình lặp đi lặp lại với tần số cao dẫn tới điện
áp của máy phát, phát ra luôn luôn ổn định ở ngưỡng giá trị đinh mức.
3. Mạch điều khiển đánh lửa điện tử
3.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động
Hệ thống đánh lửa (HTĐL) có nhiệm vụ tạo tia lửa điện cao áp từ 12
đến 14 kV để đốt cháy hoà khí trong động cơ xăng vào cuối kỳ nén. Do nguồn
điện trên xe là nguồn điện một chiều với điện áp thấp (12V) nên phải sử dụng
các thiết bị, mạch điện để biển đổi điện áp trên thành điện áp cao lên tới hằng
chục kV. Động cơ ôtô thường là động cơ nhiều xilanh nên hệ thống đánh lửa
phải có bộ chia điện (Đencô) phân phối điện cao áp tới các bugi đặt trong các
xilanh.
101


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
a. Sơ đồ:

Hình 3.7: Nguyên lý mạch điều khiển đánh lửa
1. Ắc quy

2. Bộ phận điều khiển
2.3 Nắp chia điện
3. Biến áp đánh lửa (bô bin)
4. Bugi

KZ, Kk: Khoá điện
Rp: điện trở phụ
W1: Cuộn sơ cấp bô bin
W2: Cuộn thứ cấp bô bin

b. Hoạt động :
Khi tiếp điểm KK’ đóng: Có dòng điện gốc IB = 0,5  0,7 ampe làm
Trangzitor mở ra, và có dòng điện góp Ik = 5  7A. Như vậy dòng điện sơ cấp
ISC = IB + IK lớn. Dòng điện gốc IB đi : ắcquy - ampe kế A - Khoá K3 - RP - W1Cực phát E - Cực gốc B - KK’ đóng - ra mát về âm ắc quy, thì Trangzitor mở có
dòng góp đi: ắcquy - ampe kế A - Khoá K3 - RP - W1- Cực phát E - Cực góp K mát - âm ắc quy - điện trở lúc Trangzito mở 0,10  0,15  thời gian mở mạch:
35s.
Khi tiếp điểm KK’ mở :
Dòng điện gốc IB = 0, Trangzito khoá và dòng góp IK = 0 dòng ISC
mất đột ngột thì trong cuộn dây thứ cấp W2 xuất hiện sức điện động cảm ứng
25000  30000 vôn đánh lửa ra các bugi. Và bản thân cuộn sơ cấp W1 cũng suất
hiện sức điện động tự cảm dưới 100V.
3.2 Các loại mạch điều khiển đánh lửa điện tử
a. Mạch đánh lửa thường
- Sơ đồ mạch điện
102


Giáo trình: Điện tử cơ bản
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý mạch đánh lửa thường
- Nguyên lý làm việc
Khi bật chìa khoá điện 2 cam cắt điện đang nằm ở vị trí thấp nhất, cặp tiếp
điểm đóng, trong cuộn dây sơ cấp có dòng điện chạy từ (+)AQ  Khoá điện 2
 Điện trở phụ 3  Cuộn sơ cấp  Cần MVđộng  MV tĩnh  Mát  (-)
AQ
Khi cam quay tới vị trí cao, cặp tiếp điểm mở ra, dòng điện chạy qua cuộn
sơ cấp bị mất đột ngột, sinh ra từ thông biến thiên làm sản sinh ra sức điện động
cảm ứng có điện áp cực cao trong cuộn dây thứ cấp. Dòng điện cao áp đi theo
dây dẫn tới bộ chia điện 7 chia đến các Bugi theo thứ tự nổ của động cơ, tạo ra
tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong xi lanh.
b. Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm

Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý mạch đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm
- Nguyên lý làm việc
103