Bài trước Bài 9: Phân tích hoạt động máy Panasonic
1.7 - Phân tích hoạt động của các mạch hạ áp trên máy Panasonic TX-32LE
Trong phần 1.6 đã mô tả hoạt động của khối nguồn, khối nguồn chỉ tạo ra các điện áp 24V và 12V. Trong phần này ta sẽ tìm hiểu các mạch hạ áp để tạo ra các nguồn điện áp thấp như 5V, 3.3V và 1.8V để cung cấp cho các mạch xử lý số, CPU và mạch xử lý tín hiệu Video.
1). Sơ đồ tổng quát của khối nguồn máy Panasonic TX-32LE
Hình 1.7.1 - Khối nguồn cung cấp điện áp 24V và 12V cho máy.
Điện áp 24V cung cấp cho các mạch:
- Cung cấp cho mạch cao áp để tạo ánh sáng cho màn hình LCD
- Cung cấp cho IC khuếch đại công suất âm thanh Audio Amply
- Cung cấp cho mạch hạ áp để hạ xuống điện áp 3,3V cấp cho khu vực tín hiệu
Điện áp 12V cung cấp cho các mạch:
- Cung cấp cho mạch hạ áp để tạo ra điện áp 5V
- Cung cấp cho mạch hạ áp để tạo ra điện áp 9V và 8V
☞ Nếu bạn muốn học nghề sửa tivi trực tiếp miễn 100% học phí bạn hãy truy cập Công ty sửa tivi tại Hải Dương để đăng ký
2). Sơ đồ tổng quát của các mạch hạ áp tạo ra các điện áp 5V - 3,3V - 1,8V và 9V
Hình 1.7.2 - Sơ đồ tổng quát của các mạch hạ ápcung cấp các nguồn điện áp thấp cho máy.
Chú thích:
- IC3800 là IC điều khiển nguồn xung hạ áp từ 24V xuống 3,3V (STBY 3,3V)
- CLF’S là các mắt lọc L-C lọc điện áp STBY 3,3V thành các điện áp VSUPDIG 3,3V / VSUPDRI 3,3V / VSUPCOM 3,3V / VSUPIO1 3,3V /VSUP IO3 3,3V / VSUPVO 3,3V / VSUPFE 3,3V / VSUPDAC 3,3V /VSUPLVDS 3,3V.
- IC3801 là IC dao động điều khiển nguồn xung hạ áp từ nguồn STBY 3,3V xuống thành điện áp STBY 1,8V.
- Điện áp STBY 1,8V đi qua các mắt lọc L-C (LCF’S) lọc thành các điện áp VSUPDIG 1,8V / VSUPLVDS 1,8V / VSUPPE 1,8V.
- Đèn Q3803 điều khiển đóng điện áp STBY 3,3V sang đường điện áp 3,3VHDMI.
- Từ điện áp 3,3V HDMI cho đi qua mắt lọc LCF tạo thành điện áp 3V3 HD
- Điện áp 3V3 HD cho đi tiếp qua các mắt lọc LCF’S để lấy ra các điện áp 3V3 PVCC, 3V3 AVCC, 3V3 XTAL, 3V3 REG.
- Từ điện áp 3V3 HD cho đi qua mạch hạ áp do IC5000 điều khiển để lấy ra điện áp 1V8 HD
- Từ điện áp 12V cho đi qua mạch hạ áp được điều khiển bởi IC3802 để lấy ra điện áp 5V, điện áp này cho đi qua mắt lọc LCF tạo thành điện áp 5V và TUNER5V
- Mạch chỉnh lưu bội áp do các điốt D3806 và D3807 điều khiển sẽ tạo ra điện áp 30V cung cấp cho mạch VT (Voltage Tuning) của khối kênh.
- Điện áp 12V đi qua mạch hạ áp do IC3803 điều khiển để lấy ra điện áp 9V, từ 9V giảm áp qua D3802 lấy ra 8V, từ 8V cho đi qua mắt lọc LCD để lấy ra điện áp VSUPAU 8V
3). Nguyên lý của mạch ổn áp xung hạ áp từ 24V xuống 3,3V
Hình 1.7.3a - Sơ đồ nguyên lý mạch hạ áp từ 24V xuống 3,3V
Mạch sử dụng IC- BD9003F có 8 chân:
- Chân 1 (VIN) là chân điện áp vào 24V
- Chân 2 (SW) là chân ra điện áp xung
- Chân 3 (FB) Feed Back là chân hồi tiếp
- Chân 4 (INV) chân lấy điện áp hồi tiếp (tương tự chân Composistion)
- Chân 5 (SS) Soft Start là chân khởi động mềm, chân này được nối với mạch làm chậm lại quá trình khởi động, giúp cho mạch không bị hỏng bởi sốc điện.
- Chân 6 (RT) là chân nối với điện trở Rt để xác lập chu kỳ dao động
- Chân 7 (GND) là chân Mass
- Chân 8 (PVIN) là chân điện áp vào 24V
Hình 1.7.3b - Sơ đồ khối của IC - BD9003F
Các thành phần trong IC - BD9003F.
- Vref: Mạch tạo ra điện áp chuẩn để nuôi các mạch khác.
- ERROR AMPLY - Mạch khuếch đại điện áp sai lệch
- PWR COMPARATOR - Mạch khuếch đại so sánh
- OSC - Là mạch tạo dao động
- LATCH - Chốt dữ liệu
- DRIVE - Là tầng khuếch đại thúc
- CURRENT LIMIT - Mạch giới hạn dòng, bảo vệ khi nguồn ra quá tải.
Nguyên lý hoạt động của mạch
- Khi có điện áp 24V cấp vào chân 1 và chân 8, điện áp này cấp vào chân S của đèn Mosfet thuận, đồng thời đi qua chuyển mạch SW và mạch tạo áp chuẩn Vref lấy ra điện áp cấp cho các mạch khác.
- Mạch OSC tạo dao động sau đó được khuếch đại và tạo xung PWM bởi mạch COMPARATOR, mạch Soft Start sẽ làm chậm lại sự hoạt động của mạch tạo xung thông qua tác động vào chân số 5 (SS)
- Xung PWM đi qua mạch chốt dữ liệu sau đó được khuếch đại qua tầng thúc Drive rồi đưa tới điều khiển đèn công suất (Mosfet thuận)
- Mosfet thuận hoạt động ngắt mở tạo ra xung điện ở chân 2 (SW) của IC
- Xung điện ra ở chân 2 (SW) được lọc qua cuộn dây L3800A thành xung răng cưa, sau đó tụ lọc C3808 sẽ lọc xung răng cưa thành điện áp 1 chiều, do có cuộn dây nạp xả nên xung điện ở ngơ ra SW có pha âm, điốt D3803 sẽ triệt tiêu phần xung âm và giữ lại phần xung dương.
Hình 1.7.3c - Chức năng của các linh kiện D3803, L3800 và tụ điện C3808 ở ngơ ra của IC
Nguyên lý của mạch Soft Start:
- Mạch Soft Start làm chậm lại quá trình khởi động của mạch để đảm bảo khi nguồn đầu vào đạt đến giá trị ngưỡng cần thiết mới cho mạch hoạt động, nếu như điện áp đầu vào quá thấp mà mạch đã hoạt động thì dòng điện qua đèn công suất trong IC sẽ tăng cao và gây hỏng IC, nguyên lý của mạch như sau:
- Khi mới có nguồn đầu vào, cầu phân áp R3831, R3805 và R3804 đảm bảo rằng khi điện áp vào VIN thấp hơn 12V thì đèn Q3800 sẽ không dẫn, khi đó đèn Q3806 sẽ dẫn bởi có điện trở R3829 phân cực, đèn Q3806 dẫn làm cho chân số 5 (SS) có mức thấp nên IC tạm thời chưa hoạt động.
- Khi nguồn VIN vào đạt > 12V khi đó đèn Q3800 sẽ dẫn => đèn Q3806 mất điện áp phân cực nên tắt => điện áp chân số 5 (SS) có mức cao nên IC hoạt động.
Hình 1.7.3d - Hình ảnh các mạch hạ áp trên máy
Phụ tải của điện áp 3,3V
- Sau khi mạch hạ áp tạo ra nguồn STBY 3.3V , điện áp này đi cấp trực tiếp cho các IC như: IC1500 (IC tạo tín hiệu Reset để khởi động CPU), IC nhớ EPROM1120 và IC chuyển mạch IC1220.
- Điện áp STBY 3.3V cho đi qua các mắt lọc L-C (LCF’S) rồi cấp cho các chân khác nhau của IC1501 (IC xử lý tín hiệu Audio và Video)Mạch hạ áp từ 3,3V xuống 1,8V do IC3801 điều khiển, điện áp tạo ra là STBY 1.8V
- Điện áp STBY 1.8V sau khi cho đi qua các mắt lọc và cấp cho một số chân của IC1501 (IC xử lý tín hiệu Audio và Video)
Hình 1.7.3d - Điện áp STBY 3.3V và STBY 1.8V chủ yếu cấp nguồn cho IC xử lý tín hiệu Video và Audio
4). Nguyên lý của mạch ổn áp xung hạ áp từ điện áp 3.3V xuống điện áp 1.8V
Hình 1.7.4a - Mạch hạ áp từ điện áp STBY 3.3V xuống điện áp STBY 1.8V do IC3801 điều khiển
Hình 1.7.4b - Sơ đồ nguyên lý mạch hạ áp từ 3.3V xuống 1.8V
Mạch hạ áp từ 3.3V xuống 1.8V gồm các thành phần sau:
- IC tạo xung IC3801 (mã hiệu - XC6365D) có nhiệm vụ tạo ra xung điện để điều khiển đèn công suất hoạt động ngắt mở.
- Đèn công suất (Mosfet thuận) Q3805 hoạt động ngắt mở để tạo ra xung điện có độ rộng có thể thay đổi được.
- Điốt D3808 có nhiệm vụ triệt tiêu phần xung âm, giữ lại phần xung dương.
- Cuộn dây L3801 và tụ lọc C3819 có nhiệm vụ lọc cho xung điện thành điện áp một chiều bằng phẳng.
Hình 1.7.4c - IC tạo xung điều khiển mạch hạ áp tạo ra 1.8V
Các chân của IC dao động tạo xung - XC6365D
- Chân 1 (EXT/) là chân dao động ra.
- Chân 2 (VDD) là chân cấp nguồn cho IC
- Chân 3 (GND) là chân Mass.
- Chân 4 (CE) là chân Soft Start - Làm chậm quá trình khởi động của IC.
- Chân 5 (FB) nhận điện áp hồi tiếp quay về để tự điều chỉnh giữ cho điện áp ra ổn định.
Hình 1.7.4d - Nguồn 1.8V cấp cho IC xử lý tín hiệu Video và Audio
5). Mạch điều khiển nguồn cho mạch HDMI
Hình 1.7.5a - Các nguồn điện 3.3V cấp cho mạch HDMI được điều khiển bởi Q3803
Hình 1.7.5b - Đèn Mosfet thuận Q3803 điều khiển điện áp 3.3V-HDMI
Khi lệnh NOT_STBY được bật (có mức cao) đèn Q3804 dẫn => kéo theo đèn Q3803 dẫn và cho ra điện áp 3.3V (3.3V-HDMI)
Hình 1.7.5b - Mạch ổn áp tuyến tính hạ áp từ 3.3V-HD xuống thành điện áp 1.8V-HD
6). Sơ đồ tổng quát của mạch điều khiển nguồn 5V, 9V, 8V và 30V và các tải tiêu thụ.
Điện áp 12V STBY được đóng chính thức sang đường 12V khi có lệnh NOT_STBY điều khiển đèn Q3802.
Từ nguồn 12V điện áp cho đi qua mạch hạ áp do IC3802 điều khiển để tạo ra
điện áp 5V, sau khi tạo ra 5V điện áp được lọc qua các mắt lọc LCF rồi rẽ nhánh thành các điện áp 5V và TUNER 5V.
Điện áp 5V tạo ra đi cấp cho các phụ tải bao gồm: Mạch đổi DAC (IC1380), bộ nhớ EPROM (IC5001), màn hình LCD và bộ kênh.
Nguồn 30V được tạo ra từ mạch chỉnh lưu bội áp sử dụng các điốt D3806 và D3807, nguồn 30V cung cấp cho mạch VT (Voltage Tuning) của bộ kênh.
Nguồn 9V được tạo ra bởi mạch hạ áp do IC3803 điều khiển, điện áp 9V cung cấp cho mạch AUD MATRIX (IC3300) và hạ xuống 8V qua điốt D3802. Điện áp 8V đi cấp cho IC HP AMP (IC270) và IC OP AMP (IC1381)
Hình 1.7.6b - Đèn Q3802 điều khiển điện áp 12V
Khi nguồn ở chế độ chờ Stanby, lệnh NOT_STBY có mức thấp => đèn Q3802 tắt, ngăn không cho điện áp STBY 12V đưa sang các mạch hạ áp.
Khi nguồn ở chế độ hoạt động, lệnh NOT_STBY có mức cao => đèn Q3802 dẫn, điện áp STBY 12V được đóng chính thức vào mạch 12V để đi cấp cho các mạch hạ áp.
7). Mạch ổn áp xung tạo ra điện áp 5V từ nguồn đầu vào là 12V
Hình 1.7.7a - Sơ đồ dạng tổng quát mạch hạ áp sử dụng IC MD1423
Mạch hạ áp sử dụng IC (MD 1423) có điện áp đầu vào và đầu ra khá linh hoạt, điện áp đầu vào có thể thay đổi được từ 8 đến 40V, điện áp ra có thể thay đổi từ 2,5V đến 12V, dòng điện đáp ứng tối đa lên đến 3A, mạch có thể hoạt động ở tần số rất cao từ 100KHz đến 500KHz, khi mạch hoạt động ở tần số cao sẽ giảm được sự can nhiễu lên các tín hiệu Audio và Video.
Sơ đồ chân của IC MD1423N:
Hình 1.7.7b - Sơ đồ chân của IC - MD1423
Chú thích các chân của IC
- Chân 1 (S/S) Soft Start - Chân khởi động mềm, làm chậm quá trình khởi động
- Các chân 2,3 (OCL) Over Current Limited - Chân giới hạn dòng điện.
- Các chân 4, 16, 26 (GND) tiếp Mass
- Chân 5 (R/C) Chân lệnh điều khiển tắt mở, khi chân này có mức thấp là mở.
- Chân 6 (Vcc) Chân cấp nguồn cho mạch dao động
- Chân 7, 10, 15, 17, 22, 29, 31 (N/C) No Connect - Không kết nối
- Chân 8 (Vboot) Chân điện áp bù
- Chân 9, 23 (VGL,VGH) Chân nối đến cực cổng của hai đèn công suất trong IC
- Chân 11- 14 (VOUT) Chân điện áp ra.
- Chân 18 - 21 (VDD) Chân điện áp vào
- Chân 25 (VB) Điện áp bù Boot
- Chân 27 (OSC) Chân nối với mạch dao động, điện trở nối vào chân 7 xác lập tần số dao động.
- Chân 28 (Vref) Điện áp chuẩn
- Chân 30 (ampOUT) - Chân hồi tiếp tương đương với chân Composistion
- Chân 32 (amp-) Chân hồi tiếp tương đương với chân FB
Hình 1.7.7c - Sơ đồ khối trong IC - MD1423
Các mạch trong IC:
- Error Amp - Mạch khuếch đại sai lệch, khuếch đại điện áp hồi tiếp để tạo ra điện áp điều khiển, điều khiển điện áp ra về giá trị ổn định.
- PWR Comp - Mạch khuếch đại so sánh để tạo xung PWM
- OSC - Là mạch tạo dao động
- Dead Time Control - Mạch điều khiển thời gian trễ ở mức 0V
- HighSide Drive và LowSide Drive là các tầng khuếch đại thúc.
Mạch ứng dụng trên máy (Xem hình - 1.7.7c)
Khi có nguồn 12V cấp vào các chân VDD và chân Vcc của IC3802, nếu chân R/C có mức thấp thì IC sẽ hoạt động, IC dao động và các đèn công suất tích hợp trong IC sẽ điều khiển tạo ra xung điện ra ở các chân VOUT, xung điện này do có cuộn dây lọc đầu ra nạp xả nên có pha âm, mạch sử dụng điốt D3810 để triệt tiêu pha âm, pha dương của xung điện sẽ được lọc bởi cuộn dây L3802 và tụ điện đầu ra thành điện áp một chiều bằng phẳng 5V.
Hình 1.7.7c - Mạch hạ áp từ 12V xuống 5V trên máy Panasonic TX-32LE
Điện áp hồi tiếp được lấy mẫu từ đầu ra 5V thông qua các R3815, R3816 và R3817 rồi cho hồi tiếp về chân 32 (amp-) điện áp này được đưa về mạch khuếch đại sai lệnh Error Amp để tạo ra điện áp điều chỉnh điện áp ra theo hướng ổn định.
Điện áp ra sau cuộn dây được cho đi qua hai điện trở R3811, R3813 (0,1Ω) đấu song song, sụt áp trên hai điện trở này sẽ được đưa về mạch bảo vệ quá dòng để ngắt dao động trong trường hợp phụ tải bị chập.
8). Mạch ổn áp tuyến tính tạo ra điện áp 9V từ nguồn 12V
Hình 1.7.8a - Sơ đồ mạch ổn áp tuyến tính tạo ra điện áp 9V từ nguồn 12V
Hình 1.7.8b - Hình dáng IC và sơ đồ nguyên lý của mạch ổn áp, điện áp vào VIN không ổn định và điện áp ra VOUT sau IC ổn áp là điện áp ổn định.
*. Sơ đồ khối trong IC - XC6202
- IC sử dụng một đèn công suất là đèn Mosfet thuận, điều khiển dòng điện ra.
- Điện trở Ra và Rb tạo ra điện áp lấy mẫu U1.
- Mạch Voltage Reference tạo ra điện áp chuẩn
- Phần tử OP Amply khuếch đại điện áp sai lệch rồi tạo ra điện áp điều khiển đèn công suất hoạt động theo hướng giữ cho điện áp ra ổn định.
Nguyên lý ổn áp:
- Giả sử khi dòng tải tăng lên, điện áp ra Vout có xu hướng giảm, khi đó điện áp lấy mẫu U1 giảm, do chân V- được mạch Vref gim có định nên khi điện áp chân V+ giảm thì điện áp ra của OP-Amply (Vout1) giảm xuống, điện áp chân G của Mosfet thuận giảm, đèn Mosfet thuận dẫn tăng lên và điện áp tăng lên để bù vào sự giảm áp ban đầu. => Kết quả là khi dòng tải tăng lên => dòng qua đèn tăng lên, khi dòng tải giảm thì dòng qua đèn cũng giảm và kết quả là điện áp ra vẫn không thay đổi.
