Nạp pin cho điện thoại di động dùng trên xe hơi IC AP34063

Thứ Năm, 15 tháng 1, 2015

Sau khi kiểm tra các tính năng của cây cắm nạp pin này, tôi tháo hộp ra để phân tích board mạch bên trong. Hình chụp sau đây cho thấy board mạch bên trong cây nạp pin, ở đó Bạn sẽ lấy được IC AP34063. Thật ra trên board này, tên IC không ghi là AP34063, tuy nhiên sau khi vẽ lại sơ đồ mạch điện của board mạch in và kiểm tra lại thì thấy các chân này hoàn toàn ráp đúng với loại IC chuyên dùng chuyển đổi mức nguồn DC ra DC có mã hiệu là AP34603. Do đó tôi cho nó chính là IC mà chúng ta đang muốn tìm.

Trên board mạch in, chúng ta sẽ thấy có 1 IC 8 chân, có 1 cuộn dây và vài diode. Sơ đồ mạch điện của nó như sau:

Và sau khi tra tìm thêm các tư liệu có liên quan trên mạng chúng ta có sơ đồ chức năng của IC này như hình sau:

Từ sơ đồ mạch điện vẽ lại này, kết hợp với sơ đồ chức năng của IC AP34063, chúng ta có thể hiểu được nguyên lý làm việc của mạch này như sau:

Trong IC AP34063 có một tầng dao động dùng tạo ra tín hiệu xung, tần số của tín hiệu xung phụ thuộc vào trị của tụ điện mắc trên chân số 3. Trên chân số 7 dùng điện trở để lấy mức áp có tác dụng định dòng để bảo vệ IC tránh quá dòng. Tín hiệu dạng xung cho qua cổng AND và tầng Flip Flop để tạ ra tín hiệu ngả ra có dạng xung vuông. Tín hiệu ngả ra qua tầng khuếch đại phức hợp tạo bởi 2 transistor Q2 và Q1, ở đây chúng ta có thể cho xung vuông xuất ra trên chân C của Q1 hay ra trên chân E của Q1.

☞Chúng ta biết nếu dùng IC này như mạch làm tăng mức áp DC ở ngả ra thì sẽ cho mắc cuộn dây tạo xung ứng biên cao trên chân C của Q1.

☞ Nếu chúng ta dùng IC này như mạch giảm mức áp DC ở ngả ra thì sẽ cho mắc cuộn dây dùng làm kho từ ổn dòng trên chân E của Q1.

Trong IC có mạch cấp mức áp DC chuẩn cho tầng so áp. Tín hiệu hồi tiếp lấy từ mức áp trên tải cho qua cầu chia áp trả về chân số 5 để tạo tính năng ổn áp cho ngả ra. Chân số 8 là chân C của Q2, IC làm việc với chân 6 nối vào đường nguồn DC dương ngả vào và chân 4 cho nối masse.

Kiểu chân của IC AP34063:

Sau đây là các công dùng chính của IC AP34063

IC AP34063 được dùng để nâng mức áp DC thấp, cho ra mức áp DC cao.

Trong mạch, Chân số 6 cho nối với đường nguồn DC ngả vào, mức nguồn ngả vào thấp, ở đây là 12V. Tụ 470uF có chức năng ổn áp ngả vào. Chân số 4 cho nối masse.

Chân số 8 là chân C của Q2 cho nối với đường nguồn dương qua điện trở 180 ohm để làm giảm công suất đốt nóng Q2.

Chân E của Q1, tức chân số 2, trong mạch này sẽ cho nối masse, xung ra lấy trên chân C của Q1, tức chân số 1, ở chân này chúng ta mắc cuộn cảm L 120uH để tạo xung ứng có mức biên độ cao.

Chúng ta biết, khi tắt mở dòng qua một cuộn cảm, trên 2 đầu của cuộn cảm sẽ phát ra mức điện áp ứng có biên độ cao.

Để có mức áp DC ở ngả ra, chúng ta dùng diode nắn dòng B240, đây là diode Shottky có mức áp thuận rất thấp nên rất phù hợp với các mạch nguồn làm việc ở mức volt DC thấp, vì nó gây ra tổn hao ít hơn loại diode thông thường. Ở ngả ra dùng tụ lọc lớn 470uF để làm tăng độ ổn áp. Có thể gia tăng hệ số ổn định mức áp ngả ra, làm giảm độ dợn sóng, nếu dùng thêm cuộn lọc L 1uH và tụ lọc 100uF.

Chân 3 cho mắc tụ dùng để xác định tần số của mạch dao động tạo tín hiệu dạng xung. Chân 5 dùng nhận tín hiệu hồi tiếp nghịch lấy từ tải qua câu chia volt tạo bởi 2 điện trở R2 và biến trở R1. Ở đây biến trở R1 dùng để điều chỉnh định mức áp DC ở ngả ra.

Chân 7 cho gắn một điện trở nhỏ ohm với đường nguồn DC ngả vào, khi dòng tải chảy qua điện trở này nó sẽ tạo ra mức áp DC tác động vào chân số 7, tín hiệu này có công dụng tắt mạch dao động để bảo vệ tránh trường hợp mạch bị hiện tượng quá dòng.

IC AP34063 dùng làm mạch giảm mức áp DC, cho ra mức volt DC thấp.

Nguyên lý làm việc của mạch như sau: Chân 6 cũng cho nối với đường nguồn DC ngả vào, ở đây mức áp ngả vào là mức áp volt cao. Chân 4 cũng cho nối masse. Chân 3 mắc tụ dùng xác định tần số của mạch dao động tạo xung. Chân số 1, 8 và 7 đều cho mắc vào nguồn dương. Xung lấy ra trên chân số 2 cũng là chân E của Q1, ở đây gắn cuộn cảm L 100uH để ổn dòng và dùng diode B240 để lấy dòng chứa trong cuộn dây L cấp cho tải khi xung ở thời kỳ ngắt. Tụ 470uF và cuộn dây L 1uH và tụ 100uF cũng dùng để tăng mức áp ổn định tốt hơn cho ngả ra. Tín hiệu hồi tiếp trả về chân số 5 qua cầu chia volt R2 và biến trở R1. Ở đây biến trở R1 có tác dụng điền chỉnh mức áp ngả ra.

Bổ xung: Ở mạch dùng IC AP34063 để giảm áp, vai trò của cuộn cảm L và diode D đặt ở ngả ra có tính lý thuyết rất hay. Bạn có thể tìm hiểu dòng chảy trong mạch qua 3 hình vẽ sau đây:

Khi xung từ mức thấp chuyển lên mức cao, nó sẽ kích dẫn transistor Q1, Q1 sẽ vào trạng thái bão hòa, lúc này nguồn sẽ cấp dòng cho tải, dòng electron chảy qua tải cũng chảy qua cuộn cảm L1, dòng này ở thời kỳ tăng mạnh, trong cuộn cảm sẽ xuất hiện đoện áp ứng có dấu như hình vẽ, nó tạo dòng điện phụ chống lại dòng điện ngoài đang tăng. Chúng ta biết khi cuộn dây L1 được bơm dòng cũng là lúc nó được cấp điện năng và sẽ lưu giữ điện năng này dưới dạng từ trường. Lúc này diode D2 ở trạng thái phân cực nghịch và sẽ không dẫn điện.

Khi xung trên chân B của Q1 từ mức cao chuyển xuống mức thấp, nó sẽ làm transistor Q1 chuyển vào trạng thái ngưng dẫn, Q1 ngưng dẫn dòng electron chảy trong mạch sẽ có khuynh hướng giảm, dòng chảy qua cuộn cảm giảm sẽ làm đổi dấu điện áp ứng trên cuộn L1 (Bạn xem hình). Câu hỏi là lúc này dòng chảy qua tải có bị giảm xuống do sự ngưng dẫn của Q1 không? Trong thực tế, người ta thấy dòng này vẫn ít thay đổi, vì sao?

Hình vẽ trên cho thấy, mức áp đặt trên chân B của Q1 ở mức thấp, nên transistor Q1 ở trạng thái tắt hoàn toàn, nó đã làm hở mạch, lúc này Bạn thấy diode D2 được cho phân cực thuận nên dẫn điện, điện áp ứng xuất hiện trên cuộn cảm L1 sẽ tạo ra dòng điện phụ chảy qua D2 và liên tục cấp dòng bổ xung cho tải, điều này giữ cho dòng chảy qua tải không bị giảm dù cho Q1 đang ở thời kỳ tắt hoàn toàn.

Tóm lại, qua phân tích trên, Bạn thấy là khi chúng ta đã hiểu rỏ cấu trúc của các thiết bị quanh ta, chúng ta sẽ luôn luôn tìm được các linh kiện điện tử mà chúng ta muốn dùng. Tôi đã dùng IC này trong rất nhiều board nguồn nuôi cấp điện cho mạch, rất Ok.

Phần thực hành...

Từ các hiểu biết trên, chúng ta có thể ráp các mạch điện cấp nguồn có thể chỉnh mức áp ngả ra theo đúng yêu cầu. Thí dụ nguồn nuôi là điện bình 6V, chúng ta có thể có các mức áp ngả ra thay đổi từ 8V đến 33V tùy ý. Board mạch với các linh kiện rời có thể ráp trên mạch in đa dụng như hình sau:

Sơ đồ mạch điện của board mạch này vẽ lại như hình sau:

Nguyên lý làm việc của mạch như sau: 2 dây ngả vào Bạn có thể cho nối vào đường nguồn DC Volt thấp, mức nguồn có thể biến đổi từ 3V đến 8V. Lúc này mức áp ngả ra sẽ tùy theo nút chỉnh RV, thí dụ Bạn cần có mức áp 12V ở ngả ra thì Bạn chỉnh RV để có 12V ở ngả ra. Lúc này mức áp ngả ra sẽ luôn ổn định dù cho điều kiện tải có thay đổi hay dù cho mức áp DC ở ngả vào có biến đổi. Đó là đặc tính rất hay của loại mạch này.

Trong mạch, C1 là tụ ổn áp cho ngả vào. Điện trở R1 mắc song song R2 dùng định mức dòng cho ngả ra, nó còn có tác dụng bảo vệ IC tránh hiện tượng bị quá dòng. Điện trở R3 dùng làm giảm công suất đốt nóng transistor Q2 trong IC. Tụ C3 dùng để định tần số của mạch dao động. Cuộn cảm L1 dùng tạo xung ứng pha dương biên cao, chúng ta biết chân 1 cũng chính là chân C của Q1, khi transistor dẫn điện, mức volt trên chân 1 xuống thấp, lúc này cuộn cảm L1 được cấp dòng, nó sẽ ở thời kỳ trữ năng và khi tín hiệu xung làm tắt Q1, thì cuộn cảm L1 sẽ hoàn trả điện năng, Từ L1 sẽ phát ra xung có biên độ dương rất cao, chúng ta dùng diode D1 nắn xung này cho nạp điện cất vào tụ C2, Cuộn cảm L2 và tụ C3 dùng làm tăng độ ổn áp trên ngả ra, làm giảm hệ số dợn sóng. Mức volt ở ngả ra một phần được lấy trên cầu chia volt với R4 và RV, cho trả về trên chân số 5, nó tác động vào mạch so áp, so với mức áp chuẩn là 1.25V dùng để ổn định mức áp ngả ra. Điện trở R5 và Led dùng làm mạch chỉ thị. Trong mạch, chân số 6 cho nối vào nguồn dương, chân số 4 cho nối masse. Chân 7 cho nối vào nguồn dương là lấy điện cấp cho mạch dao động, chân 2 là chân E của Q1 cũng phải cho nối masse để lấy dòng.

Nhận xét: Mạch nguồn này hoạt động rất ổn định, nó rất tiện dụng vì có hiệu suất rất cao, trên 80% và cho mức áp ngả ra rất ổn đinh.

Tags: Điện Tử