Tại sao cần mạch dao động trong nguồn máy tính

các bác vào link sau //lqv77.com
em xin post một số bài sang đây
1. NGUYÊN LÝ NGUỒN XUNG
1.1. Khái niệm :
- Mạch nguồn xung [còn gọi là nguồn ngắt/mở - switching] là mạch nghịch lưu thực hiện việc chuyển đổi năng lượng điện một chiều thành năng lượng điện xoay chiều.

1.2. Các sơ đồ nghịch lưu :
Có 2 dạng nghịch lưu cơ bản : nối tiếp và song song.

1.2.1. Sơ đồ nghịch lưu nối tiếp

nghchlunitip

Ưu điểm : Đơn giản, dễ tính toán thiết kế, dễ lắp ráp.
Nhược điểm : Cho phép dung sai linh kiện rất thấp. Không cách ly được mass sơ cấp và thứ cấp nên gây giật cho người sử dụng, gây nguy hiểm cho các linh kiện nhạy cảm. Chính vì vậy nguồn kiểu này hiện nay rất ít được sử dụng.
Một trong những thiết bị điện tử dân dụng có nhiều ở Việt nam sử dụng nguồn nghịch lưu nối tiếp là máy thu hình Samsung CW3312, Deawoo 1418.

1.2.2. Sơ đồ nghịch lưu song song :

nghchlusongsong-1

Ưu điểm : Dễ thay đổi điện áp ra, cho phép dung sai linh kiện lớn. Mass sơ cấp và thứ cấp được cách ly tốt, an toàn cho người sử dụng và tải.
Nhược điểm : Mạch phức tạp, khó sửa chữa
Do khả năng cách ly tốt nên mạch nghịch lưu song song được dùng trong tất cả cả các bộ nguồn máy tính, từ AT đến ATX. Loạt bài này sẽ tập trung phân tích mạch nghịch lưu song song trong nguồn ATX.

2. NGUỒN MÁY TÍNH [ATX]
2.1. Chức năng :
Biến đổi nguồn xoay chiều dân dụng [ở Việt Nam là 220v/50Hz, Nhật Bản là 110V/60Hz …] thành các điện áp một chiều cung cấp cho PC.
Các mức nguồn một chiều ra bao gồm :
+5V, +12V, +3.3V, -5V, -12V, +5V STB [standby – cấp trước, chờ], +4.5-5V PS-ON [Power Switch On – công tắc mở/bật nguồn], +5V PG [Power Good – Nguồn tốt, tín hiệu đồng bộ cho tất cả các mạch điện trong PC cùng khởi động].

2.2. Sơ đồ khối nguồn ATX

skhiatx

2.3. Chức năng các khối :
[1] Bảo vệ nguồn và tải khi bị sét đánh, khi điện áp vào tăng đột ngột.
Lọc, loại bỏ hoặc giảm thiểu các xung nhiễu công nghiệp thông qua nguồn AC đi vào mạch nguồn ATX, nếu những nhiễu này không được loại bỏ có thể gây cháy nổ mạch nguồn, tải, giảm độ ổn định khi tải làm việc.
[2] Ngắt mở theo xung kích thích, nhằm tạo ra dòng điện không liên tục trên biến áp chính để lợi dụng hiện tượng cảm ứng điện từ tạo ra điện áp cảm ứng trên thứ cấp.
[3] Là tải của công suất chính, tạo điện áp ra thứ cấp, đồng thời cách ly giữa 2 khối sơ/thứ cấp để loại bỏ mass [điện áp cao] của sơ cấp bảo vệ tải và người sử dụng.
[4] Là một mạch nghịch lưu công suất nhỏ, có thể dùng dao động riêng hoặc blocking
[5] Là tải của công suất cấp trước, nhằm tạo ra điện áp cấp trước gồm 2 mức : 5V, 12-16V cung cấp cho dao động, PS-ON, STB và khuyếch đại kích thích.
[6] Nắn, lọc, ổn áp đưa ra các điện áp một chiều standby.
[7] Là một mạch dao động RC nhằm tạo ra xung vuông có tần số cố định [các nguồn đời cũ có tần số 13KHz, nguồn đời mới là 19KHz]. Xung này được gửi tới điều khiển công suất chính đóng/mở. Xung ra từ dao động có độ rộng xung [tx] biến đổi theo điện áp ra, nếu điện áp ra cao hơn thiết kế thì độ rộng xung giảm xuống. Ngược lại, nếu điện áp ra giảm thấp hơn thiết kế thì độ rộng xung tăng lên. Vì vậy IC thực hiện dao động có tên là PWM [Pulse Wide Modulation – điều khiển độ rộng xung]
[8] Khuyếch đại tăng cường biên độ xung điều khiển. Đầu vào của mạch chính là xung vuông ra từ mạch dao động.
[9] Là tải của mạch khuyếch đại dao động kích thích với mục đích ghép xung kích thích sang công suất chính, đồng thời không làm mất đi sự cách ly giữa phần sơ cấp, thứ cấp.
[10] Bao gồm các mạch nắn, lọc, ổn áp. Đầu vào là điện áp xoay chiều lấy ra từ biến áp công suất chính, đầu ra là các mức áp một chiều ỏn định đưa đến jack ATX.
[11] Mạch hồi tiếp ổn định điện áp hoặc ngắt dao động khi điện áp ra quá lớn, ngắt dao động khi có chập tải để bảo vệ mạch nguồn cũng như bảo vệ tải [tránh hư hỏng thêm]
[12] Mạch khuyếch đại thuật toán, sẽ hoạt động sau khi máy được bật, tạo ra điện áp PG, thời điểm xuất hiện PG sẽ trễ hơn các điện áp chính khoảng 0.2-0.5 giây, nhằm chờ cho các điện áp ra đã ổn định. PG đưa vào main và kích thích tất cả các mạch trên main bắt đầu hoạt động ở cùng 1 thời điểm [đồng bộ thời điểm gốc]

Vị trí của mạch nguồn chính.

• Nguồn chính nằm ở đâu ?
  - Nếu loại trừ mạch lọc nhiễu, mạch chỉnh lưu và nguồn cấp trước [Stanby] ra thì nguồn chính là toàn bộ phần còn lại của bộ nguồn ATX


• Nguồn chính có các mạch cơ bản như:
  - Mạch tạo dao động. [sử dụng IC tạo dao động]
  - Biến áp đảo pha đưa các tín hiệu dao động đến điều khiển các đèn công suất.
  - Các đèn khuếch đại công suất.
  - Biến áp chính [lấy ra điện áp thứ cấp]
  - Các đi ốt chỉnh lưu đầu ra
  - Mạch lọc điện áp ra
  - Mạch bảo vệ


• Các điện áp ra của nguồn chính:
  - Điện áp + 12V [đưa ra qua các dây mầu vàng]
  - Điện áp + 5V [đưa ra qua các dây mầu đỏ]
  - Điện áp + 3,3V [đưa ra qua các dây mầu cam]
  - Điện áp - 12V [đưa ra dây mầu xanh lơ]
  - Điện áp - 5V [đưa ra mầu xanh tắng]


• Sơ đồ nguyên lý chung của nguồn chính
  Nguyên lý


• Khi cắm điện AC 220V, điện mạch chỉnh lưu sẽ cung cấp điện áp 300V DC cho nguồn cấp trước và mạch công suất của nguồn chính.


• Nguồn cấp trước [Stanby] hoạt động và cung cấp điện áp 12V cho IC dao động, đồng thời cung cấp điện áp 5V STB cho mạch khởi động trên Mainboard.


• Khi có lệnh P.ON [ở mức thấp] đưa tới điều khiển cho IC dao động hoạt động, IC dao động tạo ra hai tín hiệu dao động ngược pha, cho khuếch đại qua hai đèn đảo pha rồi đưa qua biến áp đảo pha sang điều khiển các đèn công suất.


• Khi các đèn công suất hoạt động sẽ tạo ra điện áp xung ở điểm giữa, điện áp này được đưa qua biến áp chính rồi thoát qua tụ gốm về điểm giữa của hai tụ lọc nguồn.


• Các điện áp thứ cấp được lấy ra từ biến áp chính được chỉnh lưu và lọc thành điện áp DC bằng phẳng cung cấp cho Mainboard.


• 
  


• Lệnh điều khiển nguồn chính: [Chân P.ON đưa qua dây mầu xanh lá cây từ Mainboard lên]
  - Lệnh P.ON từ Mainboard đưa lên theo dây mầu xanh lá cây là lệnh điều khiển nguồn chính hoạt động.
  - Khi chân lệnh P.ON = 0V là nguồn chính chạy, khi chân P.ON = 3 đến 5V là nguồn chính tắt


• Tín hiệu bảo vệ Mainboard [Chân P.G đi qua dây mầu xám xuống Mainboard]
  - Từ nguồn chính luôn luôn có một chân báo xuống Mainboard để cho biết tình trạng nguồn có hoạt động bình thường không, đó là chân P.G [Power Good], khi chân này có điện áp từ 3 đến 5V là nguồn chính bình thường, nếu chân P.G có điện áp = 0V là nguồn chính đang có sự cố.


• Điện áp cung cấp cho nguồn chính hoạt động.
  - Điện áp cung cấp cho mạch công suất là điện áp 300V DC từ bên sơ cấp.
  - Điện áp cấp cho mạch dao động và mạch bảo vệ là điện áp 12V DC lấy từ thứ cấp của nguồn Stanby.


• Nhận biết các linh kiện trên vỉ nguồn:
  - Đi ốt chỉnh lưu điện áp đầu ra là đi ốt kép có 3 chân trống giống đèn công suất.
  - Các cuộn dây hình xuyến gồm các dây đồng quấn trên lõi ferit có tác dụng lọc nhiễu cao tần.
  - Các tụ lọc đầu ra thường đứng cạnh bối dây nguồn.
  - IC tạo dao động - Thường có số là: AZ750 hoặc TL494
  - IC bảo vệ nguồn - thường dùng IC có số là LM339

  - Biến áp chính luôn luôn là biến áp to nhất mạch nguồn
  - Biến áp đảo pha là biến áp nhỏ và luôn luôn đứng giữa ba biến áp
  - Hai đèn công suất của nguồn chính thường đứng về phía các đèn công suất

2 - Nguyên lý hoạt động của nguồn chính.

• Khi cắm điện
  - Khi bạn cắm điện AC 220V cho bộ nguồn, mạch chỉnh lưu sẽ cung cấp điện áp 300V DC cho mạch công suất của nguồn chính, đồng thời nguồn Stanby hoạt động sẽ cung cấp 12V cho IC dao động của nguồn chính, tuy nhiên nguồn chính chưa hoạt động và đang ở trạng thái chờ, nguồn chính chỉ hoạt động khi có lệnh P.ON


• Khi bấm công tắc của máy tính [hoặc chập chân P.ON xuống mass]
  - Khi chân P.ON được đấu mass, lệnh mở nguồn chính được bật, lệnh P.ON đi qua mạch bảo vệ rồi đưa vào điều khiển IC dao động hoạt động.
  - IC dao động hoạt động và tạo ra hai xung điện ngược pha, cho khuếch đại qua hai đèn bán dẫn rồi đưa qua biến áp đảo pha sang điều khiển các đèn công suất.
  - Hai đèn công suất hoạt động ngắt mở theo nguyên tắc đẩy kéo, tạo ra điện áp xung tại điểm giữa, sau đó người ta sử dụng điện áp này đưa qua biến áp chính, đầu kia của biến áp được thoát qua tụ gốm về điểm giữa của tụ hoá lọc nguồn chính.

  Khi chập chân số 4 của IC dao động [494] xuống mass, IC sẽ hoạt động và cho ra hai xung điện tại các chân 8 và 11, sau đó được hai đèn đảo pha khuếch đại rồi chuyền qua biến áp đảo pha sang điều khiển các đèn công suất, các đèn công suất hoạt động ngắt mở luân phiên để tạo ra điện áp xung ở điểm giữa

3 - Các IC thường gặp trên bộ nguồn ATX

1. IC tạo dao động họ 494 [tương đương với IC họ 7500]
   
   Ví dụ TL494, UTC51494
   

   
   IC TL 494 có 16 chân, chân số 1 có dấu chấm, đếm ngược chiều kim đồng hồ

   
   

   Sơ đồ khối bên trong IC - TL 494

   
   




3. Chân 1 và chân 2 - Nhận điện áp hồi tiếp về để tự động điều khiển điện áp ra.


4. Chân 3 đầu ra của mạch so sánh, có thể lấy ra tín hiệu báo sự cố P.G từ chân này


5. Chân 4 - Chân lệnh điều khiển cho IC hoạt động hay không, khi chân 4 bằng 0V thì IC hoạt động, khi chân 4 >0 V thì IC bị khoá.


6. Chân 5 và 6 - là hai chân của mạch tạo dao động


7. Chân 7 - nối mass


8. Chân 8 - Chân dao động ra


9. Chân 9 - Nối mass


10. Chân 10 - Nối mass


11. Chân 11 - Chân dao động ra


12. Chân 12 - Nguồn Vcc 12V


13. Chân 13 - Được nối với áp chuẩn 5V


14. Chân 14 - Từ IC đi ra điện áp chuẩn 5V


15. Chân 15 và 16 nhận điện áp hồi tiếp


16. 
    Sơ đồ chân của IC TL 494




18. IC tạo dao động họ 7500 [tương đương với IC họ 494 ]
    Hình dáng của hai loại IC tạo dao động họ 7500
    

    Sơ đồ khối IC - AZ 7500

    Sơ đồ khối của IC dao động họ 7500 hoàn toàn tương tự với IC dao động họ 494
    Hai IC này AZ7500 [họ 7500] và TL 494 [họ 494] ta có thể thay thế được cho nhau





20. 
    
    
    
    • Chân 1 và chân 2 - Nhận điện áp hồi tiếp về để tự động điều khiển điện áp ra.
    
    
    • Chân 3 đầu ra của mạch so sánh, có thể lấy ra tín hiệu báo sự cố P.G từ chân này
    
    
    • Chân 4 - Chân lệnh điều khiển cho IC hoạt động hay không, khi chân 4 bằng 0V thì IC hoạt động, khi chân 4 >0 V thì IC bị khoá.
    
    
    • Chân 5 và 6 - là hai chân của mạch tạo dao động
    
    
    • Chân 7 - nối mass
    
    
    • Chân 8 - Chân dao động ra
    
    
    • Chân 9 - Nối mass
    
    
    • Chân 10 - Nối mass
    
    
    • Chân 11 - Chân dao động ra
    
    
    • Chân 12 - Nguồn Vcc 12V
    
    
    • Chân 13 - Được nối với áp chuẩn 5V
    
    
    • Chân 14 - Từ IC đi ra điện áp chuẩn 5V
    
    
    • Chân 15 và 16 nhận điện áp hồi tiếp
    
    
    
    Sơ đồ chân IC - AZ 7500 tương tự IC - TL494


21. IC khuếch đại thuật toán LM339 trong mạch bảo vệ.
    
    IC LM339 được sử dụng trong mạch bảo vệ của nguồn ATX

    Mạch so sánh sử dụng phần tử khuếch đại thuật toán [trong IC - LM339]
    

    
    

4 - Giải đáp câu hỏi thường gặp

1. Câu hỏi 1 - Dựa vào đặc điểm gì để phân biệt nguồn chính với nguồn cấp trước.Trả lời:
   - Trong bộ nguồn ATX thường có 3 biến áp trong đó có một biến áp lớn và hai biến áp nhỏ, nguồn chính có một biến áp lớn và một biến áp nhỏ đứng ở giữa, còn biến áp nhỏ đứng bên cạnh là của nguồn cấp trước.
   - Đèn công suất thì nguồn chính luôn luôn có hai đèn công suất, hai đèn này thường giống hệt nhau và cùng chủng loại, công suất của nguồn chính chỉ sử dụng loại đèn B-C-E, vị trí hai đèn này đứng về phía biến áp lớn.
   - Nguồn cấp trước chỉ có một đèn công suất, nó có thể là đèn B-C-E cũng có thể là đèn D-S-G [Mosfet]
   - Các đèn công suất của nguồn chính và nguồn cấp trước luôn luôn đứng về phía các tụ lọc nguồn chính, các đi ốt chỉnh lưu điện áp ra của nguồn chính cũng có 3 chân nhưng đứng về phía thứ cấp và có ký hiệu hình đi ốt trên thân.


2. Câu hỏi 2 - Thời điểm hoạt động của hai mạch nguồn có khác nhau không ?Trả lời:
   - Khi ta cắm điện cho bộ nguồn là nguồn cấp trước hoạt động ngay, trong khi đó nguồn chính chưa hoạt động.
   - Nguồn chính chỉ hoạt động khi chân lệnh P.ON giảm xuống 0V [hoặc ta chập chân P.ON mầu xanh vào mass - tức chập vào dây đen]


3. Câu hỏi 3 - Nguồn cấp trước có khi nào sử dụng IC để dao động không ? Trả lời:
   - Có rất ít nguồn sử dụng IC để dao động cho nguồn cấp trước, bởi vì nguồn cấp trước có công suất tiêu thụ nhỏ nên người ta thường thiết kế chúng rất đơn giản, tuy nhiên vẫn có loại nguồn sử dụng cặp IC dao động và đèn Mosfet như sơ đồ dưới đây:


4. Câu hỏi 4 - Nguồn chính thường sử dụng những IC dao động loại gì ? Trả lời:
   - Nguồn chính thường sử dụng hai loại IC dao động là
   IC họ 494 ví dụ TL 494, KA494, TDA494 v v...
   và IC họ 7500 ví dụ AZ7500, K7500
   Hai loại IC trên có thể thay thế được cho nhau [ví dụ nguồn của bạn chạy IC - AZ 7500 bạn có thể thay bằng IC- TL494

   - Ngoài ra nguồn chính còn sử dụng một số dòng IC khác như SG6105 , ML4824 v v...



5. Câu hỏi 5 - Trong bộ nguồn thường thấy có IC so quang, nó thuộc của nguồn chính hay nguồn cấp trước.
   
   Trả lời:
   - Các nguồn chính thông thường [có hai đèn công suất] chúng không dùng IC so quang
   - Trên các nguồn chính của máy đồng bộ như nguồn máy IBM hay Dell thì có sử dụng IC so quang, trên các bộ nguồn đó người ta sử dụng cặp IC - KA3842 hoặc KA-3843 kết hợp với một đèn công suất là Mosfet.
   - Trên bộ nguồn thông thường thì IC so quang của của mạch nguồn cấp trước.


6. Câu hỏi 6 - Các cuộn dây hình xuyến ở đầu ra của nguồn chính sau các đi ốt chỉnh lưu có tác dụng gì ?
   
   Trả lời:
   
   - Tần số hoạt động của bộ nguồn rất cao, sau khi chỉnh lưu loại bỏ pha âm nhưng thành phần xung nhọn của điện áp vẫn còn, người ta sử dụng các cuộn dây để làm bẫy chặn lại các xung điện này không để chúng đưa xuống Mainboard có thể làm hỏng linh kiện hoặc làm sai dữ liệu.


7. Câu hỏi 7 - Trên các đầu dây ra của nguồn ATX, thấy có rất nhiều sợi dây có chung mầu và chung điện áp, thậm chí chúng còn được hàn ra từ một điểm, vậy tại sao người ta không làm một sợi cho gọn ? Trả lời:
   - Trên các nguồn mới hiện nay có tới 4 sợi dây mầu cam, 5 sợi dây mầu đỏ và 2 sợi dây mầu vàng cùng đưa đến rắc 24 chân.
   - Các dây mầu cam đều lấy chung một nguồn 3,3V
   - Các dây mầu đỏ đều lấy chung một nguồn 5V
   - Các dây mầu vàng đều lấy chung một nguồn 12V
   * Sở dĩ người ta thiết kế nhiều sợi dây là để tăng dòng điện và tăng diện tích tiếp xúc, nếu có một rắc nào đó tiếp xúc chập chờn thì máy vẫn có thể hoạt động được, giảm thiểu các Pan bệnh do lỗi tiếp xúc gây ra, ngoài ra nó còn có tác dụng triệt tiêu từ trường do dòng điện DC chạy qua một dây dẫn sinh ra [ví dụ một sợi dây có dòng điện một chiều tương đối lớn chạy qua thì chúng biến thành một sợi nam châm và bị các vật bằng sắt hút]


8. Làm thế nào thể kiểm tra được bộ nguồn ATX có chạy hay không khi chưa tháo vỏ ra ?Trả lời:
   Bạn có thể tiến hành kiểm tra sơ bộ xem nguồn của bạn có còn hoạt động hay không bằng các bước sau:
   - Cấp điện AC 220V cho bộ nguồn

   Cấp điện cho bộ nguồn

   - Dùng một sợi dây điện chập chân mầu xanh lá cây vào chân mầu đen
   - Sau đó quan sát xem quạt trong bộ nguồn có quay không ?
   => Nếu quạt quay tít là nguồn đã chạy.
   => Nếu quạt không quay hoặc quay rồi ngắt là nguồn hỏng

   Chập chân P.ON [mầu xanh lá cây] xuống Mass