sửa chữa điện tử công nghiệp

BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI

TỔNG CỤC DẠY NGHỀ
Dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề (VTEP)

GIÁO TRÌNH
TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
Mả số : CIO 02 28 00

NGHỀ : SỬA CHỬA ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
Trình độ : 3

HÀ NỘI - 2004


Tuyên bố bản quyền
Tài liệu này thuộc loạI sách giáo trình
Cho nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng
cho các mục đích về đào tạo và tham khảo
MọI mục đích khác có ý đồ lệch lạc hoặc
sử dụng vớI mục đích kinh doanh thiếu
lành mạnh sẻ bị nghiêm cấm
Tổng cục dạy nghề sẻ làm mọI cách để
bảo vệ bản quyền của mình

Tổng cục dạy nghề cám ơn và hoan
nghênh các thông tin giúp cho việc tu sửa
và hoàn thiện tốt hơn tài liệu này

Địa chỉ liên hệ

Dự án giáo dục kỹ thuật và nghề nghiệp
Tiểu ban phát triển chương trình học liệu

Mã tài liệu :
Mã quốc tế ISBN :

2


LỜI TỰA
Tài liệu này là một trong các kết quả của dự án GDKT – DN được tài trợ bởi ngân
hàng phát triển Á châu cho các trường kỹ thuật trọng điễm toàn quốc trực thuộc tổng cục
dạy nghề.
Tài liệu được soạn là một giáo trình phục vụ cho đối tượng công nhân nghề sửa
chửa điện tử công nghiệp. Do đó, trình tự nội dung được sắp xếp từ dể đến khó nhằm
giúp người học tiếp thu một cách dể dàng. Đồng thời đi kềm với tài liệu còn có sổ tay
hướng dẩn dành riêng cho giáo viên trong đó đề nghị các bước thực hiện quá trình giãng
dạy một cách nhất quán từ đó tạo điều kiện cho giáo viên khai thác nội dung giá trình một
cách tốt nhất
Đội ngủ biên soạn là nhóm CDC của trường công nhân kỹ thuật cần thơ, nội dung
của tài liệu là sự kết hợp giữa yêu cầu đào tạo với tình hình công nghệ hiện tại trong thực
tế sản xuất và cũng được tham khảo theo tình hình giãng dạy tại các trường kỹ thuật
cũng như các cơ sở đào tạo nghề có liên quan.
Tài liệu này được thiết kế theo từng mô đun/ môn học thuộc hệ thống mô đun/ môn
học của một chương trình đào tạo hoàn chỉnh nghề sửa chửa thiết bị điện tử công nghiệp
ở cấp trình độ 3 và được dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo.
Ngoài ra, tài liệu cũng có thể được sử dụng cho đào tạo ngắn hạn hoặc cho các
công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và người sử dụng nhân lực tham khảo.
Đây là tài liệu thử nghiệm sẻ được hoàn chỉnh để trở thành chính thức trong hệ
thống dạy nghề.

Hà Nội, ngày
tháng
năm 2005
Giám đốc Dự án quốc gia

3


MỤC LỤC
LỜI TỰA.............................................................................................................................. 3
MỤC LỤC ............................................................................................................................ 4
GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN ................................................................................................... 6
Mục tiêu của môdun ........................................................................................................ 6
Mục tiêu thực hiện của mô đun ....................................................................................... 6
Nội dung chính của mô đun ............................................................................................. 6
S Ơ Đ Ồ QUAN HỆ THEO TRÌNH TỰ HỌC NGHỀ ............................................................. 7
CÁC HÌNH THỨC HỌC TẬP CHÍNH TRONG MÔ ĐUN..................................................... 8
YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN ............................................................ 8
BÀI 1: MẠCH CHỈNH LƯU .................................................................................................. 9
GIỚI THIỆU ......................................................................................................................... 9
MỤC TIÊU THỰC HIỆN ...................................................................................................... 9
NỘI DUNG CHÍNH .............................................................................................................. 9
1.THÔNG SỐ VÀ ĐẶC TUYẾN DIODE ............................................................................ 10
1.1 Điễm làm việc .......................................................................................................... 10
1.2 Nhiệt trở ................................................................................................................... 10
1.3 Bài tập...................................................................................................................... 11
2. MẠCH CHỈNH LƯU ....................................................................................................... 12
2.1 Ví dụ ........................................................................................................................ 12
2.2 Bài tập...................................................................................................................... 13

BÀI 2: MẠCH LỌC............................................................................................................. 16
GIỚI THIỆU ....................................................................................................................... 16
MỤC TIÊU THỰC HIỆN .................................................................................................... 16
NỘI DUNG CHÍNH ............................................................................................................ 16
1. MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 17
1.1 Lọc dùng tụ .............................................................................................................. 17
1.2 Mạch lọc hình π ....................................................................................................... 17
2. BÀI TẬP......................................................................................................................... 18
BÀI 3: MẠCH ỔN ÁP ......................................................................................................... 20
GIỚI THIỆU ....................................................................................................................... 20
MỤC TIÊU THỰC HIỆN .................................................................................................... 20
NỘI DUNG CHÍNH ............................................................................................................ 20
1. ỔN ÁP DÙNG Z DIODE ................................................................................................ 21
1.1 Vấn đề 1 .................................................................................................................. 21
1.2 Bài tập..................................................................................................................... 21
1.3 Vấn đề 2 .................................................................................................................. 23
1.4 Bài tập...................................................................................................................... 23
2.ỔN ÁP TẢI CỰC PHÁT .................................................................................................. 24
2.1 Vấn đề ..................................................................................................................... 24
2.2 Bài tập...................................................................................................................... 25
BÀI 4: MẠCH ỔN DÒNG ................................................................................................... 29
GIỚI THIỆU ....................................................................................................................... 29
MỤC TIÊU THỰC HIỆN .................................................................................................... 29
NỘI DUNG CHÍNH ............................................................................................................ 29
1. MẠCH ỔN DÒNG.......................................................................................................... 30
1.1 Vấn đề ..................................................................................................................... 30
1.2 Bài tập...................................................................................................................... 31
BÀI 5: TÍNH TOÁN TỎA NHIỆT ........................................................................................ 36
GIỚI THIỆU ....................................................................................................................... 36
0HTU

UT

1HTU

65H

UT

6H

2HTU

UT

3HTU

67H

UT

68H

4HTU

UT

5HTU

6HTU

69H

R

UT

70H

R

UT

7HTU

71H

UT

8HTU

72H

UT

9HTU

73H

UT

10HTU

74H

UT

75H

1HTU

UT

12HTU

76H

UT

7H

13HTU

UT

14HTU

15HTU

79H

78H

UT

UT

16HTU

80H

UT

81H

17HTU

UT

18HTU

82H

UT

83H

19HTU

UT

84H

20HTU

UT

21HTU

85H

UT

86H

2HTU

UT

23HTU

87H

UT

24HTU

8H

UT

89H

25HTU

UT

90H

26HTU

27HTU

UT

91H

UT

92H

28HTU

UT

29HTU

93H

UT

94H

30HTU

UT

31HTU

95H

UT

96H

32HTU

UT

3HTU

97H

UT

34HTU

98H

UT

35HTU

9H

UT

36HTU

10H

UT

10H

37HTU

UT

38HTU

102H

UT

39HTU

103H

UT

104H

40HTU

UT

41HTU

105H

UT

106H

42HTU

UT

43HTU

107H

UT

4HTU

108H

UT

45HTU

109H

UT

46HTU

10H

47HTU

UT

1H

UT

48HTU

UT

4

13H

12H

MỤC TIÊU THỰC HIỆN .................................................................................................... 36
NỘI DUNG CHÍNH ............................................................................................................ 36
1.KHÁI NIỆM ..................................................................................................................... 37
1.1 Ví dụ ......................................................................................................................... 38
1.2 Bài tập ...................................................................................................................... 38
BÀI GIẢI ............................................................................................................................. 40
Bài 1 ............................................................................................................................... 40
Mục 1.3 ....................................................................................................................... 40
Mục 2.2 ....................................................................................................................... 42
Bài 2 ............................................................................................................................... 46
Bài 3 ............................................................................................................................... 52
Mục 1.2 ....................................................................................................................... 52
Mục 2.2 ....................................................................................................................... 54
Bài 4 ............................................................................................................................... 56
Mục 1.2 ....................................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 58
49HTU

UT

50HTU

14H

UT

51HTU

15H

UT

52HTU

16H

UT

17H

53HTU

UT

54HTU

18H

UT

5HTU

120H

56HTU

UT

12H

57HTU

UT

12H

58HTU

UT

123H

59HTU

UT

124H

60HTU

UT

125H

61HTU

UT

126H

62HTU

UT

63HTU

64HTU

19H

UT

127H

UT

128H

UT

129H

5


GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN
Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun
•
Đây là một mô đun chuyên ngành được học vào năm cuối của trình độ
3 sau khi học viên đã hoàn tất các mô đun hổ trợ trước đó như: Linh

kiện điện tử, mạch điện tử, vi mạch tương tự.
•
Trong công tác vận hành, sứa chửa các mạch điện tử ứng dụng trong
thiết bị sản xuất, một yêu cầu rát cần thiết đối với công nhân ngành sửa
chửa thiết bị điện tử công nghiệp là phải có khả năng xác định được độ
làm việc tin cậy của linh kiện điện tử và còn có thể tính chọn được trị số
linh kiện để có thể thay thế một cách phù hợp, đây chính là mục đích
của mô đun
T

T

Mục tiêu của môdun
Sau khi hoàn tất mô-đun này, học viên có năng lực:
• Kiểm tra được thông số của các mạch điện tử cơ bản.
• Tính chọn được giá trị của linh kiện cần thay thế.
• Kiểm tra được điều kiện hoạt động của linh kiện trong mạch.

Mục tiêu thực hiện của mô đun
•
•
•

Xác định được các thông số mạch điện với sai số so với thực tế <20%
Tính chọn được linh kiện phù hợp với trị số chuẩn trên thị trường
Kiểm tra đúng trạng thái của linh kiện với điều kiện làm việc cho trước

Nội dung chính của mô đun
Mô đun này bao gồm 5 bài học như sau :
1. Mạch chỉnh lưu

2. Mạch lọc
3. Mạch ổn áp
4. Mạch ổn dòng
5. Tính toán tỏa nhiệt.

6


S QUAN H THEO TRèNH T HC NGH
R

R

Vi mch tng t
. t cụng sut

K thut xung
Vi iu khin 1, 2

Điện Kỹ Thuật
K thut s
L kiện điện tử

kh l tr plc

ĐầU VO

ĐO L
ệ

Vi mch PLD

U RA
Thc hnh PLC

MạCH ĐIệN Tử

K.T. Cóm bin

Các môn học chung
Chế tạo

Trang b in

X lý li

Chính trị
Vẽ ĐIệN
Mỏy in

profibus

PHáP LUậT
ĐIÊN CƠ BảN
QuốC òNG

Mch T nõng
cao

Tớnh toỏn mch

in t c bn

THể CHấT

TIN HọC

TKM in-in t

T chc sn
ANH VĂN
Vi x lý
Hai môđun bổ trợ

Atlđ

7


CÁC HÌNH THỨC HỌC TẬP CHÍNH TRONG MÔ ĐUN
Hình thức 1: Học lý thuyết trên lớp
- Tất cả các bài học từ 1 đến 5
- Giải các câu hỏi và bài tập phần lý thuyết
Hình thức 2: Học thực hành trong xưởng
- Đo thực tế các giá trị tính được trên lý thuyết
- Ráp mạch và kiểm tra hoạt động của mạch theo kết quả tính chọn trị số linh
kiện
Hình thức 3: Tự nghiên cứu
- Tự đề ra yêu cầu và thực hiện
- Tham khảo các vấn đề liên quan trên sách báo, internet...

YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN
Hiểu và thực hiện được các nội dung sau
- Tính toán được các mạch chỉnh lưu một pha và 3 pha.
- Tính toán được thông số và trị số linh kiện trong các sơ đồ mạch lọc, ổn áp, ổn
dòng và bảo vệ ngắn mạch
- Tính chọn được cánh tỏa nhiệt theo điều kiện làm việc.
Về thái độ
- Chuyên cần, sáng tạo
- Luôn kiểm tra kết quả bằng nhiều phương pháp khác nhau để tăng mức độ tin
cậy, chính xác.

8


BÀI 1
Tên bài:

Mạch chỉnh lưu

Mã bài:

CIO 02 28 01

GIỚI THIỆU
Bài này nhắc lại về đặc tính cơ bản của diode bán dẩn để từ đó ứng dụng trong các
mạch chỉnh lưu một pha và 3 pha thông dụng
Nội dung bài gồm phần tính toán lý thuyết với các dạng sơ đồ chỉnh lưu thường
gặp, các kết quả này sẻ được kiểm tra thực tế qua các bài thực hành tương ứng

MỤC TIÊU THỰC HIỆN

•
•
•
•

Hiểu rỏ đặc tính và các thông số cần thiết cho viẹc tính toán các mạch điện
dùng diode bán dẩn.
Biết tính toán các mạch chỉnh lưu M1, M2, B2 và M3
Kiểm tra được khả năng phù hợp của linh kiện trong sơ đồ mạch cho sẳn
Xác định được trị số linh kiện theo yêu cầu cho trước

NỘI DUNG CHÍNH
Nội dung bài học tập trung về các chủ đề chính như sau:
• Xác định điễm làm việc từ đường tải và đường đặc tinh V-A của diode.
• Kiểm tra được diode trên cơ sở nhiệt độ cho phép và điều kiện làm việc
• Xác định điện trở tĩnh và điện trơ động của diode trong mạch
• Tính toán mạch chỉnh lưư M1, M2, B2
• Tính toán mạch chỉnh lưu M3

9


1.THÔNG SỐ VÀ ĐẶC TUYẾN DIODE
1.1 Điễm làm việc
Vấn đề:
Một mạch nối tiếp gồm một diode bán dẩn và một điện trở 10 Ω được đặt vào điện
áp một chiều có giá trị là 6 V
Hãy xác định:
a) Điễm làm việc của diode.
b) Công suất rơi PD trên diode tại điễm làm việc.

c) Điện trở tĩnh R của diode tại điễm làm việc.
d) Điện trở động r của diode tại điễm làm việc.
U

B

B

Giãi:
Cho biết: Đường đặc tính; R = 10 Ω; UB = 6 V.
Tìm: Điễm làm việc, PD, R, r.
U

B

B

a)

B

B

Trước tiên vẻ đường tải đó là đường
thẳng đi qua điễm có tọa độ (0 V/600 mA) và có độ dốc ΔU = 1 V/ΔI =
100 mA (hình tam giác số 1), điễm làm việc là giao điễm giữa đường
tải với đường đặc tính V-A của diode (điễm A) có tọa độ (1,2 V/480
mA)
PD = U . I = 1,2 V . 480 mA = 576 mW
U

1,2 V
R= =
= 2,5 Ω
I 480 mA
Điện trở động của diode tại điễm làm việc chính là độ dôc của đường
đặc tính tại điễm này, từ hình tam giác số 2 trên hình vẻ, suy ra:
ΔU
0,2 V
r=
=
= 0,53 Ω
ΔI 380 mA

b)

B

c)

d)

B

1.2 Nhiệt trở
Một mạch ổn áp gồm một diode zener có thông số như sau: UZ = 12 V; IZ = 100 mA;
PZmax = 6 W tại nhiệt độ ϑA = 250C; nhiệt độ cho phép tại mối nối là 1750C; nhiệt độ môi
trường ϑA’ = 400C
Hãy tình:
a) Dòng cho phép IZmax tại 250C.
b) Nhiệt trở Rth.

c) Dòng điện cực đại cho phép qua diode tại 400C.
d) Nhiệt trở tổng khi diode có kèm cánh tỏa nhiệt tại nhiệt độ môi trường là
400C và tổng công suất rơi là 6 W.
B

B

B

B

B

B

B

B

B

P

P

B

P

P

P

P

B

B

B

P

P

B

P

P

P

P

Giãi:
Cho biết: UZ = 12 V; IZ = 100 mA; PZmax = 6 W; ϑA = 250C; ϑJ = 1750C; ϑA’ =
400C.
Tìm: IZmax; Rth; I’; Rth’.
U

B

P

B

B

B

B

B

B

B

P

B

B

a) IZmax =

B

B

PZmax
UZ

B

=

B

6W
12 V

= 0,5 A
0

0

K
ϑJ − ϑA 175 C − 25 C 150 K
=
=
= 25
b) Rth =
PZmax
6 W
6 W
W

10

P

P

B

B

P

P

B

B