Sơ đồ mạch nguồn xung

Bản chất nguồn xung là gì?

Nguồn xung là một bộ nguồn được thiết kế để chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Điều này được thực hiện thông qua sử dụng dao động xung của biến áp xung kết hợp với mạch điện tử. Nguồn xung được xem là giải pháp tối ưu thay thế cho những nguồn tuyến tính truyền thống, với đặc điểm nhỏ gọn và tiết kiệm chi phí.

Phân biệt nguồn tuyến tính và nguồn xung

Cấu tạo của nguồn xung

Bản chất của nguồn xung là một bảng mạch điện tử lớn chứa nhiều linh kiện với các vai trò khác nhau. Mặc dù có thể có một số linh kiện có hoặc không có, nhưng một nguồn xung cần phải có các linh kiện cơ bản sau:

Bạn đang xem: Sơ đồ mạch nguồn xung

Biến áp xung

Đây là linh kiện quan trọng nhất trong toàn bộ bảng mạch. Biến áp xung có cấu tạo tương tự như các biến áp thông thường, bao gồm cuộn dây cuộn có lõi ferrite thay vì lõi thép kĩ thuật điện. Sự cải tiến này giúp biến áp xung có công suất hoạt động cao hơn và hoạt động ổn định ở dải tần cao mà không gặp vấn đề.

Cầu chì

Linh kiện này giúp ổn định và bảo vệ mạch nguồn khỏi ngắn mạch và đoản mạch.

Cuộn chống nhiễu, tụ lọc sơ cấp và diode chỉnh lưu

Đây là các linh kiện có vai trò biến đổi điện áp từ dòng điện hai chiều thành dòng điện một chiều.

Sò công suất

Xem thêm : Hướng dẫn đo tụ điện bằng đồng hồ vạn năng: Kiểm tra và xác định tình trạng tụ điện

Linh kiện này được sử dụng như một công tắc chuyển mạch và có nhiệm vụ đóng mở dòng điện từ chân cực dương của tụ lọc sơ cấp tới cuộn dây sơ cấp của biến áp xung.

Tụ lọc nguồn thứ cấp

Đây là nơi tích trữ năng lượng điện từ cuộn thứ cấp của biến áp xung và cung cấp nó tới tải. Điện áp sẽ được ổn định thông qua chỉnh lưu ở một số diode và dễ dẫn tới tụ lọc thứ cấp để duy trì lại điện áp.

IC quang và IC TL431

Hai linh kiện này tạo ra điện áp ổn định cho cuộn thứ cấp của biến áp xung. Chúng điều khiển dao động đóng cắt điện vào cuộn sơ cấp một cách chính xác để điện áp đạt giá trị mong muốn.

Nguyên lý hoạt động của nguồn xung

Nguyên lý hoạt động của nguồn xung có thể được mô tả dưới dạng sơ đồ sau:

Nguồn điện xoay chiều đầu tiên đi qua các cuộn lọc nhiễu. Dòng điện xoay chiều có điện áp ban đầu từ 80 – 220V sẽ được chỉnh lưu thành một dòng điện có điện áp từ 130 – 300V (tùy thuộc vào nguồn cấp ban đầu). Dòng điện sau khi lọc nhiễu sẽ tiếp tục đến tụ lọc nguồn sơ cấp và trở thành nguồn điện để cung cấp cho cuộn dây sơ cấp của biến áp xung.

Xem thêm : Tín Hiệu Âm Tần: Cơ Bản và Ứng Dụng Trong Cuộc Sống

Biến áp xung sẽ chuyển các xung cao tần từ cuộn dây sơ cấp tới các linh kiện bán dẫn như transistor, mosfet và IGBT (tùy thuộc vào nguồn xung). Xung điện được tạo ra bởi bộ tạo xung hoặc mạch dao động điện tử. Một số mạch dao động điện tử thông dụng bao gồm Viper22, Viper12, hx202, Tl494, Sg3525.

Cuộn thứ cấp của biến áp xung sẽ có các mạch chỉnh lưu phụ trách. Điện áp của mạch thứ cấp này được ổn định bằng mạch ổn áp. Điện áp này sẽ duy trì ở mức nhất định và thường được lựa chọn từ các giá trị như 3.3V, 5V, 9V, 12V, 15V, 18V, 24V. Tín hiệu điện áp này sẽ được mạch phản hồi tiếp nhận và chuyển tới bộ tạo xung động để tạo ra tần số dao động tương ứng để đạt giá trị điện áp mong muốn.

Ưu và nhược điểm của nguồn xung

Ưu điểm của nguồn xung

Nguồn xung có nhiều ưu điểm, là lí do vì sao nó được sử dụng rộng rãi. Các ưu điểm của nguồn xung bao gồm:

• Kích thước nhỏ gọn hơn so với nguồn tuyến tính.
• Hiệu suất cao hơn và ít nóng nhờ hoạt động tốt ở dải tần cao của biến áp xung.
• Dễ dàng điều chỉnh.
• Khả năng nhận được biên độ điện áp vào lớn.
• Tiết kiệm chi phí lắp ráp.

Nhược điểm của nguồn xung

Tuy nhiên, nguồn xung cũng có một số nhược điểm cần khắc phục, bao gồm:

• Số lượng linh kiện trên mạch nguồn lớn, dẫn đến nguy cơ phản ứng dây chuyền khi một linh kiện gặp vấn đề.
• Nhiều mạch điện với cấu tạo khác nhau trong một bảng mạch lớn, gây khó khăn trong việc sửa chữa khi gặp vấn đề.
• Nhiều linh kiện hiếm, gây khó khăn trong việc thay thế khi gặp vấn đề.
• Nhiễu cao tần từ biến áp xung có thể gây ra các vấn đề gián đoạn.
• Thiết kế phức tạp làm cho nguồn xung khó chế tạo và sửa chữa.

Phân loại nguồn xung

Hiện nay, có 4 loại nguồn xung được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực điện tử:

• Buck Converter: Sử dụng cho mạch điện nguồn vào với điện áp từ 24 – 48V và điện áp ra dưới 15V. Đây là loại nguồn xung phổ biến nhất và có khả năng tiết kiệm năng lượng cao.
• Boost Converter: Sử dụng để cung cấp nguồn điện một chiều có điện áp lớn hơn nguồn cấp.
• Mạch Buck-Boost: Tạo ra dòng điện một chiều với điện áp đầu ra trái dấu so với điện áp nguồn.
• Nguồn Flyback: Đa dạng ứng dụng và cho phép tạo ra một hoặc nhiều đầu ra với mức điện áp và cực theo mong muốn.

Với những đặc điểm và ứng dụng khác nhau, các loại nguồn xung này đáp ứng nhu cầu sử dụng trong lĩnh vực điện tử.

Nguồn: https://cite.edu.vn
Danh mục: Học tập