Nguồn Switching Là Gì? Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt động Của Bộ ...

Nội Dung Chính

• Nguồn switching là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động giải trí của bộ nguồn xung
  • Nguồn switching là gì ? Nguồn xung là gì ?
  • Cấu tạo của một bộ nguồn xung
    • Biến áp xung
      • * Biến áp
      • * Biến áp xung
    • Biến áp xung – hình minh họa linh phụ kiện điện tử Vietnic
    • Cầu chì của nguồn xung
    • Cầu chì 30A-250V – sản phẩm của cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic
    • Cuộn lọc nhiễu, tụ nguồn sơ cấp, diode chỉnh lưu
    • Sò hiệu suất của nguồn xung
      • Sò hiệu suất dùng trong mạch nguồn xung
    • Tụ lọc nguồn thứ cấp của nguồn xung
    • IC quang và IC TL431
      • Linh kiện điện tử – IC TL431
  • Nguyên lý hoạt động giải trí của nguồn xung
    • Viper22A – linh kiện điện tử Vietnic
    • TL494 – linh kiện điện tử Vietnic
    • IC L7805CV – linh kiện điện tử Vietnic
    • IC L7809CV – linh kiện điện tử Vietnic
      • IC L7812CV – linh kiện điện tử Vietnic
    • PC817 – linh kiện điện tử Vietnic
  • Ưu, điểm yếu kém của nguồn switching
    • Ưu điểm của nguồn xung
    • Nhược điểm của nguồn xung

Nguồn switching là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động giải trí của bộ nguồn xung

Nguồn switching hay nguồn tổ ong ngày càng được sử dụng rộng rãi do có ưu điểm hiệu suất cao, ít tỏa nhiệt và kích thước nhỏ hơn nhiều so với nguồn tuyến tính có cùng công suất. Vậy nguồn switching là gì? Nó có cấu tạo như thế nào và hoạt động ra sao? Sơ đồ mạch nguồn tổ ong như thế nào ? Tất cả sẽ được cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic giới thiệu trong bài viết ngày hôm nay. Mời bạn đọc cùng theo dõi bài viết !

Nguồn switching là gì ? Nguồn xung là gì ?

Nguồn switching hay thường gọi là nguồn xung hay nguồn tổ ong là là tên gọi thường dùng để phân biệt giữa nguồn dùng biến áp xung và biến áp thường là bộ nguồn có tác dụng biến đổi từ nguồn điện xoay chiều sang nguồn điện một chiều bằng chế độ dao động xung tạo bằng mạch điện tử kết hợp với một biến áp xung. Tùy theo mức điện áp đầu ra phù hợp với thiết bị sử dụng, các nhà sản xuất đã tính toán và thiết kế với mức điện áp ra mong muốn. Một số điện áp ngõ ra một chiều thường dùng như 5VDC, 9VDC, 12VDC, 24VDC, 48VDC…

Ví dụ:

 

Bạn đang đọc: Nguồn switching là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ nguồn xung | https://laodongdongnai.vn

Nguồn xung được phong cách thiết kế dựa trên chuyển mạch tần số cao dùng biến áp xung cho hiệu suất cao, tối giản được về size và khối lượng khi phong cách thiết kế, trong mạch sử dụng linh phụ kiện chuyển mạch tần số cao ít suy hao như mosfet hoặc transistor high speed, biến áp xung nhỏ gọn. Có 2 kiểu phong cách thiết kế nguồn xung, phong cách thiết kế rời riêng không liên quan gì đến nhau để phân phối đến thiết bị như dùng nguồn để thắp sáng LED, điều khiển và tinh chỉnh motor, đóng ngắt thiết bị và phong cách thiết kế mạch nguồn xung được tích hợp sẵn trong board mạch những thiết bị điều khiển và tinh chỉnh tạo ra những điện áp như 3.3 V, 5V, 9V, 12V, 24V … để làm nguồn nuôi cho những IC hoạt động giải trí …

Nguồn tổ ong

Chúng ta đã biết nguồn tuyến tính cổ xưa sử dụng biến áp sắt từ để làm trách nhiệm hạ áp rồi sau đó dùng chỉnh lưu tích hợp với ic nguồn tuyến tính tạo ra những cấp điện áp một chiều mong ước như 3.3 V, 5V, 6V, 9V, 12V, 18V, 24V …. để cấp nguồn cho những thiết bị như đầu hiệu suất khuếch đại âm thanh, làm nguồn nuôi cho những mạch điều khiển và tinh chỉnh, thắp sáng led …… Với cấu trúc như trên thì với hiệu suất lớn bộ nguồn thường rất cồng kềnh và tốn vật tư lên không còn được sử dụng nhiều. Mà thay vào đó là những bộ nguồn switching hiệu suất cao .

Sơ lược qua ứng dụng của nguồn tổ ong hay còn lại là nguồn xung ( Nguốn switching) như thắp sáng LED trong lĩnh vực quảng cáo như nguồn tổ ong 5V, nguồn tổ ong 12V. Trong công nghiệp ứng dụng Điều khiển thiết bị công nghiệp như relay, contactor, nguồn nuôi cho màn hình HMI, PLC, điều khiển động cơ, quạt làm mát, nguồn nuôi tín hiệu kích cho các driver điều khiển như servo, step driver….

Cấu tạo của một bộ nguồn xung

Sơ đồ mạch nguồn tổ ong

Cấu tạo nguồn tổ ong gồm 5 khối chính là khối chỉnh lưu điện áp vào, khối tạo xung tinh chỉnh và điều khiển, Khối hiệu suất, , khối chỉnh lưu điện áp ra, khối hồi tiếp

Khối chỉnh lưu điện áp ngõ vào

+ Khối chỉnh lưu điện áp có trách nhiệm quy đổi điện áp vào 220VAC thành điện áp BUS trên 2 tụ là 310VDC ( 220V * 1.41 = 310VDC ) gồm có những thành phần linh phụ kiện chính là tụ chống sét, cầu chì, cuộn lọc nhiễucầu chỉnh lưu diode và tụ lọc nguồn, điện trở xả tụ. Hãy xem sơ đồ mạch sau .

Khối dao động tạo xung PWM

Đối với Khối giao động PWM thường dùng IC TL494 hoặc KA7500C để tạo xung cung ứng cho tầng đệm khuếch đại qua biến áp rung để tinh chỉnh và điều khiển transitor hiệu suất. Transistor hiệu suất thường dùng là E13009L Mạch lái đệm xung phân phối cho biến thế rung thường sử dụng transistor 2SC2655 và cặp zener ghim áp 1N4752 Đối với Khối giao động PWM dùng IC UC3845 hoặc UC3843 để tạo xung tinh chỉnh và điều khiển mosfet hiệu suất. Mosfet thường dùng là 20N60 C3, 15N60 .. ( Trong bài viết này vietnic đang trình làng nguồn xung sử dụng transistor )

Khối công suất

Khối hiệu suất sử dụng transistor hiệu suất FJP1300L để tạo chuyển mạch push-pull trải qua xung cách ly từ biến áp TR1. Biến áp rung cách ly TR1 được cung ứng PWM bởi mạch lái transistor 2SC2655 và cặp zener ghim áp 1N4752 như trình làng ở khối tạo xung PWM dùng TL494. Mục đích làm cho biến thế xung TR2 ngắt dẫn liên tục ( được gọi là chuyển mạch xung ) để tạo hiệu ứng từ trường trên biến áp xung TR2. Như vậy sau biến áp xung TR2 sẽ xuất hiệu một hiệu điện thế tương ứng với xung nhịp và vòng dây quấn để đưa đến khối chỉnh lưu ngõ ra .

Khối chỉnh lưu điện áp ra

Khối chỉnh lưu điện áp ra là khối quy đổi điện áp AC sau biến áp TR2 qua diode chỉnh lưu để tạo điện áp DC ngõ ra ví dụ như DC 5V, DC 12V, DC 24V .. Diode chỉnh lưu sau biến áp là diode có tần số cung ứng nhanh ( hay còn gọi là diode Schotky ). Trong sơ đồ mạch sử dụng là diode STPS30H100C. Các loại thường sử dụng như diode MBR40100PT … Các thành phần linh phụ kiện chính ở khối chỉnh lưu ngõ ra gồm có, cuộn cảm L1 lọc hài, Các tụ ổn áp nguồn sau diode để có điện áp ngõ ra phẳng cung ứng đến thiết bị hoạt động giải trí không thay đổi, không gây sụt áp trên tải .

Khối hồi tiếp

Current loop compensation là khối hồi tiếp so sánh điện áp ngõ ra với điện áp tham chiếu mục tiêu tạo chu kỳ luân hồi xung lặp lại để điều khiển và tinh chỉnh linh phụ kiện chuyên mạch Các khối khác như voltage sense là để chỉnh điện áp ngõ ra, tức sẽ kiểm soát và điều chỉnh độ rộng xung PWM của IC TL494

Cấu tạo mạch nguồn xung

Nhìn vào các sơ đồ mạch từng khối như các hình trên bạn có thể thấy được những linh kiện điện tử cơ bản cấu tạo nên một bộ nguồn xung bao gồm những gì cũng như nắm được nguyên lý nguồn xung và dễ dàng sửa chữa nguồn xung nếu bạn có đam mê điện tử. Bây giờ chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về một vài linh kiện chính trong mạch nguồn xung ở phần sau đây : 

Biến áp xung

* Biến áp

Biến áp có cấu trúc bởi 2 hoặc nhiều cuộn dây có quan hệ từ tính với nhau . Hoạt động của biến áp là biến điện áp xoay chiều nguồn vào sơ cấp thành điện áp thứ cấp có giá trị to hơn hoặc nhỏ hơn tùy theo số vòng dây quấn. ( số vòng dây tỉ lệ thuận với điện áp và tỉ lệ nghịch với dòng điện ) .

* Biến áp xung

Biến áp xung – hình minh họa linh phụ kiện điện tử Vietnic

Về cơ bản thì biến áp xung có cấu trúc và tính năng, hoạt động giải trí khá giống như một biến áp thường. Chỉ khác ở một số ít điểm sau : + Biến áp xung sử dụng lõi ferit còn biến áp thường sử dụng lõi thép kỹ thuật điện . + Với cùng một kích cỡ thì biến áp xung cho hiệu suất lớn hơn biến áp thường rất nhiều lần . + Biến áp xung hoạt động giải trí tốt ở dải tần cao còn biến áp thường chỉ hoạt động giải trí ở dải tần thấp .

Cầu chì của nguồn xung

Cầu chì 30A-250V – sản phẩm của cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic

Trong mạch nguồn xung, cầu chì được sử dụng để bảo vệ mạch nguồn bị ngắn mạch .

Có thể bạn quan tâm: Cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic cung cấp những loại cầu chì nào? Xem tại đây.

Cuộn lọc nhiễu, tụ nguồn sơ cấp, diode chỉnh lưu

Trong mạch nguồn xung, cuộn lọc nhiễu, tụ nguồn sơ cấp, diode chỉnh lưu có trách nhiệm đổi khác điện áp xoay chiều 220V thành điện áp một chiều tích trữ trên tụ lọc sơ cấp để cung ứng nguồn năng lượng cho cuộn sơ cấp của máy biến áp xung. Cụ thể như thế nào thì tất cả chúng ta sẽ tìm hiểu và khám phá trong phần nguyên lý hoạt động giải trí của nguồn xung nhé !

Cuộn lọc nhiễu

Tụ nguồn sơ cấp

Xem thêm: Giao tiếp UART là gì

Có thể bạn quan tâm:

+ Tụ điện là gì ? Ứng dụng của tụ điện trong thực tiễn + Các loại diode thường dùng và ứng dụng của nó ( Phần 2 )

Sò hiệu suất của nguồn xung

Đây là một linh kiện điện tử bán dẫn dùng như một công tắc chuyển mạch tần số cao.

Như đã trình làng ở phần trên. Đối với nguồn xung dùng IC giao động là TL494 hoặc KA7500C thì sò hiệu suất sử dụng là Transistor high speed như E13009L 2SC2625 … Còn so với với nguồn xung dùng IC xê dịch là UC3843, UC3845, UC2842, UC2845 .. thì sò hiệu suất sử dụng là Mosfet như 20N60 C3, 24N60 C3, 20N50, 10N60 ….

Đối với những mạch nguồn xung tích hợp trong board mạch khác để tạo nguồn nuôi cho mạch thì thường có công suất nhỏ. Có thể dùng các IC tạo xung và mosfet tích hợp như Viper12A, viper 22A, LNK304N…

Sò hiệu suất có trách nhiệm đóng cắt điện từ chân ( + ) của tụ lọc sơ cấp vào cuộn dây sơ cấp của biến áp xung rồi cho xuống mass . Sò hiệu suất thể là transistor, mosfet, IGBT, IC tích hợp, …

Sò hiệu suất dùng trong mạch nguồn xung

Xem thêm:

+ Transistor là gì ? Có bao nhiêu loại transistor ? + Tìm hiểu về Transistor trường FETs

Tụ lọc nguồn thứ cấp của nguồn xung

Trong mạch nguồn xung, tụ lọc nguồn thứ cấp được dùng để tích trữ nguồn năng lượng điện từ cuộn thứ cấp của biến áp xung để cấp cho tải tiêu thụ . Chúng ta biết rằng khi cuộn sơ cấp của biến áp được đóng cắt điện liên tục bằng sò hiệu suất thì Open từ trường biến thiên dẫn đến cuộn thứ cấp của biến áp cũng Open một điện áp ra. Điện áp này được chỉnh lưu qua một vài diode rồi đưa ra tụ lọc thứ cấp để san phẳng điện áp .

IC quang và IC TL431

Đây là thành phần sau cuối trong cấu trúc của nguồn xung .

Trong mạch nguồn xung, IC quang và IC TL431 có nhiệm vụ tạo ra một điện áp cố định để khống chế điện áp ra bên thứ cấp ổn định theo mong muốn. Chúng sẽ khống chế dao động đóng cắt điện vào cuộn sơ cấp của biến áp xung sao cho điện áp ra bên thứ cấp đạt yêu cầu.

Linh kiện điện tử – IC TL431

Cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic vừa giới thiệu đến bạn những linh kiện có trong mạch nguồn xung và chức năng của nó trong mạch. Bây giờ chúng ta cùng tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của nó. Cùng xem thử nó hoạt động như thế nào mà có thể biến nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều với nhiều mức điện áp khác nhau nhé!

Nguyên lý hoạt động giải trí của nguồn xung

Sơ đồ khối của một nguồn xung Theo như sơ đồ này, nguồn xung sẽ hoạt động giải trí như sau :

(1) Đầu tiên điện áp đầu vào(từ 110VAC cho đến 220VAC) sẽ xoay chiều qua các cuộn lọc nhiễu rồi vào đi ốt chỉnh lưu thành điện một chiều với điện áp từ khoảng 130 -300V( tùy từng điện áp AC đầu vào)  trên tụ lọc nguồn sơ cấp.

(2) Tụ lọc nguồn sơ cấp có nhiệm vụ tích năng lượng điện một chiều cho cuộn dây sơ cấp của biến áp xung hoạt động.

(3) Bộ tạo xung hoặc các mạch dao động điện tử tạo ra các xung cao tần, xung cao tần thông qua khối chuyển mạch bán dẫn là các linh kiện điện tử như transistor, mosfet  hay IGBT cấp điện cho cuộn dây sơ cấp của biến áp xung.

* Các mạch dao động tạo xung thường gặp như:

+ Viper22

Viper22A – linh kiện điện tử Vietnic

+ TL494

TL494 – linh kiện điện tử Vietnic

(4) Nguồn điện sau khi đi qua cuộn đến cuộn thứ cấp của biến áp xung, ở đó sẽ có những mạch chỉnh lưu cho ra điện một chiều cấp điện cho tải tiêu thụ. Điện áp thứ cấp này sẽ được duy trì ở một điện áp nhất định như 3.3V, 5V, 9V, 12V, 15V, 18V, 24V nhờ mạch ổn áp.

Song song với quy trình này, mạch hồi tiếp sẽ lấy tín hiệu điện áp ra để đưa vào bộ tạo xung xê dịch nhằm mục đích khống chế sao cho tần số giao động không thay đổi với điện áp ra mong ước .

* Một số IC ổn áp thường dùng trong mạch tạo xung như:

+ IC 7805

IC L7805CV – linh kiện điện tử Vietnic

+ IC 7809

IC L7809CV – linh kiện điện tử Vietnic

+ IC 7812

IC L7812CV – linh kiện điện tử Vietnic

* IC ghim áp đưa vào mạch hồi tiếp thường dùng là IC431

* IC hồi tiếp là opto PC817

PC817 – linh kiện điện tử Vietnic

Với cấu trúc và nguyên lý hoạt động giải trí như vậy thì nguồn xung switching có những ưu, điểm yếu kém như thế nào ? Cùng khám phá nào .

Ưu, điểm yếu kém của nguồn switching

Ưu điểm của nguồn xung

Giá thành rẻ, gọn, nhẹ dễ tích hợp cho những thiết bị nhỏ gọn, hiệu suất cao .

Nhược điểm của nguồn xung

+ Chế tạo yên cầu kỹ thuật cao, phong cách thiết kế phức tạp . + Việc sửa chữa thay thế cũng khó khăn vất vả cho những người mới học . + Tuổi thọ của nguồn xung thường không cao

Kết luận

Nguồn xung là một thiết bị không thể thiếu trong thời đại công nghệ thông tin như hiện nay. Việc hiểu rõ nguồn xung là gì? Cũng như hiểu được cấu tạo và  nguyên tắc hoạt động của nó sẽ giúp bạn hiểu rõ các thiết bị điện tử của mình hơn. Trong trường hợp hư hỏng bạn cũng có thể chọn mua một nguồn xung thích hợp và thay thế dễ dàng. Một lưu ý cho các bạn khi mua nguồn xung là nên mua những sản phẩm chính hãng để bảo vệ các thiết bị của mình một cách tốt nhất.

Nếu các bạn muốn mua nguồn switching chính hãng với giá mềm nhất tại Đà Nẵng thì hãy ghé ngay cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic. Vietnic chuyên cung cấp nguồn xung và các loại linh kiện điện tử như: vi điều khiển, IC tích hợp, transistor, điện trở, cuộn cảm,…ngoài ra Vietnic còn cung cấp vật tư quảng cáo LED và cung cấp LED quảng cáo tại Đà Nẵng. Với kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực cung cấp các sản phẩm, dịch vụ về điện, điện tử, Vietnic là điểm đến, là lựa chọn của nhiều người dân Đà Nẵng.

Xem thêm các bài viết hữu ích:

1. Tổng hợp những ứng dụng chuyên được dùng cho dân điện tử ( Phần 1 ) 2. Giới thiệu chung về cảm ứng và cảm ứng công nghiệp

3. Giới thiệu về điện trở, phân loại và ứng dụng

Xem thêm: Công nghệ ảnh hưởng đến sự phát triển nền kinh tế như thế nào?

4. Giới thiệu LED Full Color và ứng dụng LED Full Color 5. Cách sử dụng đồng hồ đeo tay vạn năng điện tử