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

Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và 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 ÔTÔ
1.1.1. Cầu chì
Cầu chì là thiết bị bảo vệ thơng dụng nhất, được nối giữa nguồn điện và
phụ tải dùng để bảo vệ mạch điện khi dòng điện vượt quá giá trị định mức.

b

a
Hình 1.1. Cầu chì

a. Bình thường; b. Khi tác động
Trên ơtơ cầu chì thường được bố trí thành từng cụm (hộp cầu chì). Hộp
cầu chì thường được bố trí dưới nắp capơ hoặc dưới bảng táplơ điều khiển.
Trên ôtô thường sử dụng 2 loại cầu chì: loại dẹt (Blade fuse) và loại hộp
(Cartridge fuse).
1

3

3

2

1
2

a

4

b

Hình 1.2. Cấu tạo cầu chì; a. Loại dẹt; b.Loại hộp

1. Phần tử nóng chảy; 2. Vỏ; 3. Dòng điện định mức; 4. Đầu nối

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 1


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

Giá trị dòng điện định mức của cầu chì được ghi trên vỏ cầu chì hoặc
được mã hố bằng màu.
Bảng 1.1: Dịng điện định mức của các loại cầu chì
Cầu chì loại dẹt (Blade fuse)

Cầu chì loại hộp (Cartridge fuse)

Iđm

Màu

Iđm

Màu

5

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 là thiết bị đóng mở trung gian, có chức năng như bộ khuếch đại dòng
(dùng dòng điện nhỏ điều khiển dòng lớn). Rơle được dùng hầu hết các mạch
điều khiển trên ơtơ như: điều khiển cịi, đèn, bơm nhiên liệu, khởi động, điều
hồ, quạt làm mát,…
Rơle thường được bố trí thành từng cụm. Trên hầu hết các loại xe, các
rơle thường được bố trí dưới nắp capơ hoặc dưới bảng táplô điều khiển,…

Rơle bao gồm cuộn dây 2 được quấn trên lõi thép 1, cặp tiếp điểm 3 (gồm
tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh). Khi cuôn dây rơle được cấp dịng điện thì trên
lõi thép sinh ra lực điện từ làm hút cần tiếp điểm và đóng tiếp điểm, cấp nguồn
động lực cho hệ thống làm việc.

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 2


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus
b

a

2
3

4
2

1

3

1

Hình 1.3. Cấu tạo cầu chì; a. Từ nguồn; b. Đến phụ tải;

1. Lõi thép; 2. Cuôn dây; 3. Tiếp điểm; 4. Cơng tắc điều khiển

Hình 1.4. Sơ đồ mạch các loại rơle trên ôtô

Rơle dùng trên ơtơ có nhiều hình dạng khác nhau: loại 3 chân, 4 chân,
5 chân.

Hình 1.5. Sơ đồ chân các loại rơle điển hình trên ơtơ
Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 3


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

Khi rơle ngắt, trên cuộn dây rơle xuất hiện sức điện động tự cảm có thể
lên đến 200V có chiều ngược lại, sức điện động này có thể làm hỏng thiết bị điều
khiển (Transistor) hỏng. Để dập tắt sức điện động ngược, bên trong cuộn dây
rơle được nối song song Điot hoặc điện trở (có giá trị lớn).

Hình 1.6. Sơ đồ mạch các loại rơle tích hợp Điot

Việc kiểm tra, chẩn đốn rơle có thể thực hiện bằng 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 4

Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

1.1.3. Điot
1.1.3.1. Công dụng:
Điot được cấu tạo từ hai lớp bán dẫn loại P và N tiếp xúc với nhau. Điot
chỉ cho dòng điện đi qua theo 1 chiều từ Anode sang Cathode. Nó được coi như
van một chiều trong mạch điện và được dùng rộng rãi trong các mạch chỉnh lưu,
mạch ổn áp, mạch bảo vệ,..

Etx
Hình 1.8. Sơ đồ ký hiệu và cấu tạo của Điot

1.1.3.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động:
Khi cho hai lớp bán dẫn P và N tiếp xúc với nhau, các hạt dẫn điện sẽ
khuếch tán quan lớp tiếp giáp, hình thành điện trường tiếp xúc Etx có chiều từ N
sang P. Điện trường này tạo nên sự chuyển động gia tốc của các hạt và ngăn cản
sự khuếch tán, tạo nên trạng thái cân bằng động. Trạng thái cân bằng động này sẽ
bị phá vỡ nếu khi đặt vào hai lớp tiếp xúc một điện trường ngoài.
Khi đặt vào Điot một nguồn điện ngồi Ung có chiều như hình 1.9, sẽ sinh
ra điện trường ngồi Eng có chiều cùng chiều với Etx (chiều từ N sang P). Khi đó,
điện trường ngồi Eng xếp chồng với điện trường Etx tạo nên điện trường tổng làm
cho các hạt dẫn bị dồn về phía hai đầu lớp bán dẫn, làm tăng bề rộng vùng nghèo
điện tích. Trong trường hợp này, Điot bị khố (phân cực ngược).

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 5

Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

P

N

Etx
Eng

Ung
Hình 1.9. Sơ đồ ký hiệu và cấu tạo của Điot

Hình 1.10 thể hiện sơ đồ mạch khi phân cực ngược cho Điot, lúc này đèn
sẽ tắt (Lamp off).

Hình 1.10. Sơ đồ mạch khi phân cực ngược cho Điot

Khi đặt vào Điot một nguồn điện ngoài Ung có chiều như hình 1.11, sẽ
sinh ra điện trường ngồi Eng (có chiều từ P sang N) ngược chiều với Etx (nhưng
có cường độ lớn hơn nhiều so với Etx). Khi đó điện trường ngồi Eng xếp chồng
với điện trường Etx tạo nên điện trường tổng, gia tốc các hạt chuyển động ồ ạc
qua lớp tiếp giáp, làm phá vỡ lớp tiếp giáp. Trong trường hợp này, Điot được mở
(phân cực thuận).
Như vậy, tiếp giáp P-N chỉ cho dòng chảy qua một chiều nhất định.

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 6

Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus
P

N

Etx
Eng

Ung
Hình 1.11. Sơ đồ ký hiệu và cấu tạo của Điot

Hình 1.12 thể hiện sơ đồ mạch khi phân cực thuận cho Điot, lúc này đèn
sẽ sáng (Lamp on).

Hình 1.12. Sơ đồ ký hiệu và cấu tạo của Điot

1.1.3.3. Đặc tuyến Vôn – Ampe của Điot:
Đặc tuyến Điot biễu thị mối quan hệ giữa dòng điện qua Điot và điện áp
đặt trên hai cực A và K của nó (Hình 1.13). Trên đặc tuyến V-A của Điơt có 3
vùng rõ rệt:
Vùng (1): Điot được phân cực thuận, với đặc trưng: dòng điện lớn (mA),
điện áp nhỏ, điện trở nhỏ. Khi đạt giá trị uAK ≥ u0 thì Điot phân cực (u0 = 0.7V:
đối với bán dẫn loại Si; u0 = 0.3V: đối với 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 như không đổi và đạt giá trị uđt

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 7

Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus
IA(mA)

(1)
uđt

(2)
uAK(V)
u0

(3)

Hình 1.13. Đặc tuyến V-A của 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 2 loại: Si và Ge.
¾ Theo tần số làm việc giới hạn: Điot tần số cao và Điot tần số thấp.
¾ Theo công suất: Điot công suất thấp (IAK <300mA), Điot công suất
cao.
¾ Theo nguyên lý hoạt động và phạm vi ứng dụng:

a

b

c

d

Hình 1.14. Ký hiệu các loại Điot

a. Điot chỉnh lưu; b. Điot biến dung; c. Điot quang; Điot Zener

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 8


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

- Điot chỉnh lưu: dùng để chỉnh lưu nguồn điện xoay chiều thành
nguồn một chiều.
- Điot ổn định điện áp (Zener): hoạt động theo cơ chế phân cực ngược.
Khi phân cực thuận thì Điot Zener hoạt động như Điot chỉnh lưu nhưng khi phân
cực ngược thì Điot Zener sẽ giữ cố định điện áp bằng giá trị điện áp trên Zener.

Cathode(－)

Anode(＋)

Hình 1.15. Ký hiệu và hình dạng thực tế của Điot Zener

- Điot quang (photo Diode): bao gồm: điot phát quang (Light Emitting
Diode_LED): khi được phân cực thuận Điot sẽ phát sáng và Điot cảm quang
(photo Diode): khi chiếu ánh sáng vào thì Điot sẽ dẫn.

Cathode(－)

Anode(＋)

Hình 1.16. Ký hiệu và hình dạng thực tế của Điot phát quang

Cathode(－)

Anode(＋)

Hình 1.17. Ký hiệu và hình dạng thực tế của Điot cảm quang

- Điot biến dung (Varicap Diode): thường dùng trong kỹ thuật giao
động để ổn định hay điều chỉnh tần số.

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 9


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

1.1.3.5. Ứng dụng:
a. Ứng dụng Điot chỉnh lưu
- Chỉnh lưu nửa chu kỳ:
u
uv(AC)

Diode

uv

IR

t
uR

AC

uR(DC)
t
Hình 1.18. Sơ đồ mạch và dạng tín hiệu chỉnh lưu nửa chu kỳ

- Chỉnh lưu hai nửa chu kỳ
u
uv(AC)
D2

D1

t
uR

uv(AC)
D3

D4

R

uR (DC)
t

Hình 1.19. Sơ đồ mạch và dạng tín hiệu chỉnh lưu nửa chu kỳ

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 10


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

- Chỉnh lưu cầu ba pha
Âi äút
Điot

Cuäün dáy stato

D1

D5

D3

A
1
2
C

Ti

B

3
D2

D4

D6

Hình 1.20. Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha

Hình 1.21. Sơ đồ mạch hệ thống cung cấp trên ôtô (chỉnh lưu cầu ba

b. Ổn định điện áp (Điot Zener):

Input
Output

Hình 1.22. Sơ đồ mạch ổn định điện áp

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 11


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

e. Ứng dụng vệ thiết bị điều khiển

Hình 1.23. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ điện (Điot bảo vệ Transistor)

M

Blower
Motor

12 BATT

A/C ECU

Power T/R

Hình 1.24. Sơ đồ mạch điều khiển quạt A/C (Điot bảo vệ Transistor)

f. Ứng dụng Điot quang :

Photo diode
Battery 12 volts

Lamp

Hình 1.25. Sơ đồ mạch điều khiển đèn dùng Điot cảm quang

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 12

Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ơtơ và xe Bus

1.1.3.6. Kiểm tra, chẩn đốn:

a

b

c

Hình 1.26. Hình dạng một số loại Điot

a. Điot chỉnh lưu; b. Điot Zener; c. Điot quang
Việc kiểm tra và chẩn đoán Điot bằng cách dùng đồng hồ điện, được tiến
hành như sau:
- Ở thang đo điện trở Rx1 ta tiến hành đặt hai que đo vào hai đầu Điot,
sau đó đảo đầu hai que đo.
- Nếu quan sát thấy kim đồng hồ một lần lên hết, một lần khơng lên thì
Điot hoạt động tốt.
- Nếu quan sát thấy kim đồng hồ một lần lên hết, một lần lên 1/3 vạch thì
Điot bị rò rỉ.
- Nếu quan sát thấy kim đồng hồ hai lần đều lên hết thì Điot bị thủng.
- Nếu quan sát thấy kim đồng hồ hai lần không lên hết thì Điot bị đứt.

Hình 1.27. Kiểm tra Điot bằng đồng hồ kim

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 13

Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

1.1.4. Transistor (BJT)
1.1.4.1. Công dụng:
Transistor được cấu tạo từ ba lớp bán dẫn ghép với nhau, dùng để khuếch
đại tín hiệu. Transistor là linh kiện rất phổ biến và hầu như có mặt trong tất cả
các mạch điện tử.
1.1.4.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt:
Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai lớp tiếp giáp
P-N. Nếu ghép theo thứ tự PNP ta có Transistor thuận, ngược lại nếu ghép theo
thứ tự NPN ta có Transistor nghịch. Về phương diện cấu tạo thì Transistor tương
đương với hai Điot nối ngược chiều nhau.

Hình 1.28. Cấu tạo, sơ đồ tương đương và ký hiệu của Transistor loại NPN

Hình 1.29. Cấu tạo, sơ đồ tương đương và ký hiệu của Transistor loại PNP

Ba lớp bán dẫn được bối với ba cực:
-

Cực giữa, ký hiệu B (Base) là cực gốc: được nối với lớp bán dẫn mỏng

nhất và mật độ hạt dẫn thấp nhất.
-

Cực E (Emitter) là cực phát: được nối với lớp bán dẫn có mật độ hạt

dẫn lớn nhất.

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 14


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

-

Cực C (Collector) là cực góp: được nối với lớp bán dẫn có mật độ hạt

dẫn trung bình.
Để Transistor hoạt động thì phải đặt điện áp một chiều vào các cực của nó,
gọi là phân cực cho Transistor. Khi cấp nguồn UBE và UCE như trên hình 1.30
thì lớp tiếp giáp JE phân cực thuận và JC phân cực ngược.
Đối với Transistor loại NPN, do lớp tiếp giáp JE phân cực thuận nên tạo ra
điện trường gia tốc các electron từ miền E phun qua lớp tiếp giáp JE tạo thành
dòng IE, một phần nhỏ các electron đi vào cực miền B tạo thành dòng IB. phần
còn lại các electron tiếp tục chuyển động sang lớp tiếp giáp JC, tại đây các
electron tiếp tục được gia tốc bởi điện trường (do JC phân cực ngược) và chuyển
động qua miền C, tạo thành dịng IC.

Hình 1.30. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Transistor loại NPN

Tương tự, đối với Transistor loại PNP, do lớp tiếp giáp JE phân cực thuận
(hình 1.31) nên tạo ra điện trường gia tốc lỗ trống từ miền E phun qua lớp tiếp
giáp JE tạo thành dòng IE, một phần nhỏ các lỗ trống đi vào cực miền B tạo
thành dòng IB. phần còn lại các lỗ trống tiếp tục chuyển động sang lớp tiếp giáp

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 15


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

JC, tại đây các lỗ trống tiếp tục được gia tốc bởi điện trường (do JC phân cực
ngược) và chuyển động qua miền C, tạo thành dòng IC.

Hình 1.31. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Transistor loại NPN

Quan hệ dòng điện qua các cực của Transistor:
IE = IB + IC
Để đánh giá mức độ điều khiển của dòng IB đến dòng IC, người ta định
nghĩa hệ số khuếch đại dòng điện của Transistor (β):
β = IC/IB
⇒ IE = (1 + β)IB
β có giá trị khoảng vài chục đến vài trăm.
Như vậy, Transistor như là một khoá điện tử, trong đó B là cực điều
khiển. Để điều khiển phân cực cho Transistor thì:
- Transistor loại PNP:

UEB ≥ 0.7V: đối với vật liệu bán dẫn Si và

UEB ≥ 0.3V: đối với vật liệu bán dẫn Ge.
- Transistor loại NPN: UBE ≥ 0.7V: đối với vật liệu bán dẫn Si và
UBE ≥ 0.3V: đối với vật liệu bán dẫn Ge.

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 16


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ơtơ và xe Bus

1.1.4.3. Đặc tính của Transistor
Transistor có ba chế độ làm việc: chế độ khuếch đại, chế độ dẫn bão hoà
và chế độ ngắt. Trong các ứng dụng trên ơtơ thường dùng Transistor ở chế độ
dẫn bão hồ và chế độ ngắt.

Hình 1.32. Đặc tính của Transistor

(1): Vùng làm việc khuếch đại; (2): vùng dẫn bão hoà; (3): vùng ngắt
1.1.4.4. Phân loại Transistor
¾ Theo vật liệu lớp bán dẫn: Transistor PNP (thuận) và NPN (nghịch)
¾ Theo cơng suất: Transistor cơng suất thấp và transistor cơng suất cao.
¾ Theo chức năng làm việc: Transistor khuếch đại và Transistor chuyển
mạch (dẫn bão hồ/ngắt).
¾ Theo cấu tạo và ngun lý hoạt động: Transistor lưỡng cực (BJT:
Bipolar Junction Transistor) và Transistor trường (FET: Field - Effect
Transistor)
1.1.4.5. Ứng dụng :
Trên ôtô Transistor được sử dụng rất phổ biến trong tấc cả các mạch:
mạch điều khiển động cơ quạt điều hoà, mạch điều chỉnh điện áp ( tiết chế bán
dẫn), mạch điều khiển đánh lửa, bên trong bộ điều khiển ECU đều có Transistor
để điều khiển cơ cấu chấp hành,…

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 17

Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

R1=1㏀

M

Collector
12V
Base

Motor
D235 (NPN TR)
Emitter

1~100Ω
Variable resistor

Hình 1.33. Sơ đồ mạch điều khiển tốc độ quạt điều hoà
From ignition key switch

Ground G11
Pin No 23

Hình 1.34. Sơ đồ mạch điều khiển đánh lửa

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 18

Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

Hình 1.35. Sơ đồ ECU điều khiển các cơ cấu chấp hành

1.1.4.5. Chẩn đốn và kiểm tra:

a

b

c

Hình 1.36. Hình dạng một số loại Transistor

a. Transistor BJT cơng suất nhỏ; b. Transistor BJT công suất lớn;
c. Transistor trường (MOSFET)
Hiện nay trên thị trường có nhiều loại Transistor do nhiều hãng sản xuất
nhưng thông dụng nhất là các Transistor của Nhật, Mỹ và Trung Quốc sản xuất.
- Transistor do Nhật sản xuất thường bắt đầu bằng các chữ cái: A, B, C,
D,…Ví dụ: A654, B733, C828, D1555,…Trong đó A, B ký hiệu cho Transistor
thuận PNP; các Transistor nghịch NPN ký hiệu C, D. Các transistor công suất
nhỏ ký hiệu: A, C; Các transistor công suất lớn ký hiệu: B, D. Thứ tự chân của
Transistor: từ trái sang phải: ECB với Transistor công suất nhỏ; BCE với
Transistor công suất lớn.

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 19

Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

- Transistor do Mỹ sản xuất thường bắt đầu bằng 2N,…Ví dụ: 2N2222,
2N3055, 2N4073,…Thứ tự chân của transistor: từ trái sang phải: EBC.
- Transistor do Trung Quốc sản xuất: bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là hai
chữ cái. Chữ cái thứ nhất cho biết loại Transistor: A, B là Transistor thuận PNP;
C, D là Transistor nghịch NPN. Ví dụ: 3CP25, 3AP20,.. Thứ tự chân của
transistor: từ trái sang phải: CBE.
Để xác định các chân của Transistor có thể sử dụng một trong các biện
pháp sau:
-

Nhớ nguyên tắc thứ tự chân như trên.

-

Dựa vào sổ tay tra cứu.

-

Tra cứu trên mạng internet.

-

Dùng đồng hồ đo.

Việc kiểm tra, chẩn đoán Transistor dùng đồng hồ đo (transistor tương
đương với hai Điot đấu chung cực B).

Transistor ngược

Transistor thuận

Hình 1.37. Sơ đồ tương đương của Transistor

- Nếu đo từ B sang C và từ B sang E (theo chiều thuận) kim đều lên và
đảo vị trí hai que đo ( đo theo chiều ngược) thì kim khơng lên ⇒ Transistor cịn
tốt.

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 20


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

- Nếu đo từ B sang C và từ B sang E (theo chiều thuận) và đảo vị trí hai
que đo (đo theo chiều ngược) kim đều lên ⇒ Transistor bị chập hay bị rò.
- Nếu đo chiều thuận từ B sang C hoặc từ B sang E theo chiều thuận mà
kim không lên ⇒ Transistor bị đứt BE hoặc BC.
- Nếu đo từ E sang C mà kim lên ⇒ Transistor bị chập CE.
1.1.5. Mạch tích hợp (IC - Integrated Circuit)
IC là một vi mạch gồm nhiều phần tử như: điện trở, tụ điện, Điot,
Transistor,… được tích hợp tại các bề mặt của một chất nền mỏng của vật liệu
bán dẫn và được bao bọc trong khối bằng nhựa hoặc gốm. Mạch tích hợp được
sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử, đặc biệt là trong các vi mạch trên ơtơ.

Hình 1.38. Mạch tích hợp (IC)

Dựa vào mật độ các phần tử tích hợp bên trong, mạch tích hợp được chia làm
các loại:
- Mạch tích hợp cỡ nhỏ (SSI): chứa ít hơn 100 phần tử
- Mạch tích hợp cỡ trung bình (MSI): từ 100 - 1000 phần tử
- Mạch tích hợp cỡ lớn (LSI): từ 1000 – 100.000 phần tử
- Mạch tích hợp cỡ rất lớn (VLSI): chứa từ 100.000 phần tử trở lên
Theo cấu trúc và ứng dụng, mạch tích hợp được chia làm:
- Mạch tương tự: dùng để xử lý các tín hiệu tương tự. Tín hiệu tương tự là
tín hiệu liên tục theo thời gian. Đặc điểm của mạch tương tự là tín hiệu đầu ra tỷ

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 21


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

lệ tuyến tính với tín hiệu đầu vào. Các mạch tương tự thông dụng như: mạch
khuếch đại, mạch dao động.

Input

Output

Hình 1.39. Sơ đồ khối mạch tương tự

- Mạch số: dùng để xử lý các tín hiệu số hay xung số. Các mạch số thông
dụng như: mạch logic cơ bản mạch Flip-Flop, mạch đếm,… ứng dụng nhiều
trong đo lường và xử lý thơng tin.

+ Tín hiệu số: là tín hiệu thay đổi theo mức, biên độ của nó chỉ có hai giá
trị là mức cao (5V, 12V) và mức thấp (0V). Thời gian chuyển đổi từ mức biên độ
thấp lên cao hay từ cao xuống thấp được xem rất ngắn và được xem tức thời.
Input

Output

Hình 1.40. Sơ đồ khối mạch số

Hình 1.41 minh họa về mạch số: Khi cơng tắc (switch) đóng thì Transistor
dẫn Uce = 0 (đầu ra mức tín hiệu thấp). Khi cơng tắc (switch) ngắt thi Transistor
khố Uce = 12V (đầu ra mức tín hiệu thấp).

Switch
12 volts
Battery

Uce

Hình 1.41. Sơ đồ mạch số

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 22


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ơtơ và xe Bus
Uce

OFF

OFF

OFF

12 volts
0 volts

ON

ON

ON

TR

Hình 1.42. Tín hiệu số

Các IC số chứa nhiều phần tử khác nhau, được tạo thành từ các mạch logic.
Các mạch logic này có khả năng xử lý hai hay nhiều các tín hiệu, bao gồm các
mạch: AND, OR, XOR, NOT, NAND, NOR.
- Cổng logic AND: đầu ra của cổng AND bằng “1” khi tất cả các tín hiệu
đầu vào có mức tín hiệu “1”. Khi có một tín hiệu đầu vào có mức logic “0” thì
đầu ra của cổng AND bằng “0”
Ví dụ: đèn phanh sáng lên khi công tắc máy được mở và công tắc phanh
được tác động.
Mạch tương đương

Mạch thực tế

Ký hiệu

Quan hệ vào/ra
A B

C

1
1
0
0

1
0
0
0

1
0
1
0

Hình 1.43. Sơ đồ mạch cổng logic AND

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 23


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

- Cổng logic OR: đầu ra của cổng OR bằng “1” ít nhất một tín hiệu đầu vào
có mức tín hiệu “1”. Khi tất cả các tín hiệu vào bằng “0” thì đầu ra bằng “0”.

Mạch tương đương

Mạch thực tế

Ký hiệu

Quan hệ vào/ra
A B

C

1
1
0
0

1
1
1
0

1
0
1
0

Hình 1.44. Sơ đồ mạch điều khiển đánh lửa
- Cổng logic NOT: tín hiệu đầu ra của cổng NOT đảo với tín hiệu đầu vào.
Đầu ra bằng “1” khi tín hiệu đầu vào có mức tín hiệu “0” và ngược lại.

Representation

Actual Circuit

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Logic Symbol

Input/Output
relation
A

B

1

0

0

1

Trang 24


Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

- Cổng logic NAND: là mạch tổ hợp giữa cổng AND và NOT. Đầu ra chỉ
bằng “0” khi tất cả các tín hiệu đầu vào có mức tín hiệu “1”

Ký hiệu

Quan hệ vào ra
Đầu vào

Đầu ra

A

B

Y

0
0
1
1

0
1
0
1

1
1
1

0

- Cổng logic NOR: là mạch tổ hợp giữa cổng OR và NOT. Đầu ra chỉ bằng
“1” khi tất cả các tín hiệu đầu vào có mức tín hiệu “0”

Ký hiệu

Quan hệ vào ra
Đầu vào

Đầu ra

A

B

Y

0
0
1
1

0
1
0
1

1
0

0
0

1.1.6. Bộ điều khiển (máy tính)
Bộ điều khiển là một vi mạch tổ hợp cỡ lớn dùng để nhận biết tín hiệu,
tính tốn, lưu trữ thơng tin, quyết định chức năng hoạt động và gửi các tín hiệu
điều khiển thích hợp đến các cơ cấu chấp hành.
Trên ôtô có thể một hoặc nhiều bộ điều khiển. Bộ phận chủ yếu của nó là
bộ vi xử lý (Microprocessor) hay còn gọi là CPU, CPU lựa chọn các lệnh và xử
lý số liệu từ bộ nhớ ROM và RAM chứa các chương trình và dữ liệu ngõ vào ra
(I/O) điều khiển nhanh số liệu từ các cảm biến và chuyển các dữ liệu đã xử lý
đến điều khiển các cơ cấu chấp hành.

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái

Trang 25