Nguồn xung là gì? Cấu tạo, Phân loại & Nguyên lý hoạt động

Nếu bạn đang quan tâm về khái niệm nguồn xung là gì, các bộ phận và công dụng bộ nguồn này thì hãy cùng Blogthietbidien.com tham khảo và tìm hiểu thông qua bài viết ngày hôm này nhé.

Nguồn xung ngày nay được sử dụng nhiều vào các thiết bị điện do các tính năng và các phân loại của bộ nguồn này.

Tuy nhiên, khái niệm nguồn xung là gì, chức năng, công dụng của bộ nguồn vẫn còn khá mới với nhiều người. Sau đây, ở bài viết dưới đây Blogthietbidien.com sẽ chia sẻ chi tiết về chỉ số này.

Table of Contents

Nguồn xung là gì?

Nguồn xung là một thiết bị bộ nguồn giữ chức năng chuyển đổi từ nguồn chiều xoay chiều sang nguồn điện một chiều bằng phương pháp xung được kết hợp từ mạch điện tử và một biến áp xung.

Nguồn xung hiện nay được áp dụng phổ biến trong nhiều thiết bị điện tử, hay thiết bị gia đình, gia dụng: Bếp từ, nồi cơm điện, lò vi sóng…

Cấu tạo của nguồn xung

Cau tao cua nguon xung — Cấu tạo của nguồn xung

Nguồn xung có thể có cấu tạo khác biệt nhau tùy theo từng nhà sản xuất khác nhau. Dưới đây là cấu tạo cơ bản nhất của bộ nguồn này.

Biến áp xung: Được cấu thành từ cuộn dây quấn trên một lõi giống với các biến áp thường. Lõi ferit được sử dụng cho biến áp xung và có công suất lớn, ở dải tần dù cao biến áp vẫn hoạt động tốt. Đây là nổi bật mà các biến áp thường khó đáp ứng được.
Cầu chì: Giữ nhiệm vụ bảo vệ nguồn khỏi tình trạng ngắt mạch.
Cuộn chống nhiễu: cuộn chống nhiễu thường là IC, mosfet, transistor,…được hiểu như là một công tắc chuyển mạch.
Tụ lọc nguồn thứ cấp: tụ lọc này giữ nhiệm vụ tích trữ năng lượng điện từ cung cấp cho tải để tiêu thụ.
IC quang và IC TL431: hai IC giúp tạo ra một điện áp cố định. Hay không chế các dao động, ra bên thứ cấp ổn định hơn. Đóng cắt điện vào cuộn sơ cấp của biến áp để đầu ra bên thứ cấp đạt yêu cầu.

Nguyên lý hoạt động của bộ nguồn

Đầu tiên, khi đặt một điện áp xoay chiều vào, sẽ phải chạy qua các cuộn lọc nhiều. Sau đó sẽ đi vào diode chỉnh lưu để chuyển thành dòng 1 chiều (130 – 300W) trên tụ lọc ở nguồn sơ cấp.
Tụ lọc sẽ tích một lượng điện nhất định cho cuộn sơ cấp biến áp xung hoạt động. Các tụ lọc sơ cấp thường có các giá trị 4,7uF-400V, 10uF-400V, 220uF-400V,…
Khối chuyển mạch bán dẫn sẽ cung cấp cho cuộn sơ cấp của biến áp xung một nguồn điện xung cấp. Bộ tạo xung hoặc các mạch dao động điện tử sẽ tạo ra các xung điện.
Các mạch chỉnh lưu sẽ xuất hiện bên cuộn thứ cấp của biến áp xung. Và cho ra điện một chiều cung cấp điện cho tải tiêu thụ. Các IC khống chế điện áp để tạo ra sự ổn định. 5V, 9V, 12V, 24V,….là các chỉ số mà người dùng mong muốn đạt được
Mạch hồi tiếp sẽ lấy phần điện áp này ra để đưa vào bộ tạo xung dao động. Với nhiệm khống chế các tần số dao động của điện áp ở đầu ra. Các IC như 7805, 7809, 7812, 7818 thường sử dụng.

Các phân loại bộ nguồn

Ngày nay, có rất nhiều loại nguồn xung khác nhau được sản xuất và cung cấp. 4 loại phổ biến thường được sử dụng nhiều, cụ thể:

Buck Converter

Là bộ nguồn được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Với chức năng có thể xử lý được nhiều nguồn điện xoay chiều DC đầu vào với điện áp lớn tạo ra nhiều đầu ra với nhiều mức khác nhau cho thiết bị. Loại bộ nguồn này có ưu thế khi hao phi rất ít điện năng. Bộ nguồn này vận hành bằng cách cho một transistor để có thể đóng ngắt liên tục thông qua một cuộn dây dựa trên chu kỳ điện áp đầu vào.

Bộ nguồn hoạt động ở cả hai trạng thái nạp và xả điện của cuộn dây. Hiện có 2 trạng thái để tính dòng điện qua LOAD

Trạng thái 1: Dựa trên sự chênh lệch điện áp ở 2 điểm SW và V0. Lúc này tăng dần dòng điện lên để nạp tiền vào tụ.
Trạng thái 2: Được gọi là trạng thái xả điện. Khi ngắt nguồn, Dòng cấp xả LOAD sẽ trở thành dòng xả và cả cuộn dây và của tụ điện. Khi đó tải V0 trở nên phẳng do độ cảm của cuộn dây lớn và điện dung của tụ điện lớn

Boost converter

Bộ nguồn này cho ra điện áp ở đầu ra sẽ lớn hơn điện áp ở đầu vào với tính chất ngược lại với Buck converter. Nguyên lý hoạt động của bộ nguồn như sau:

Dòng điện sẽ có cường độ tăng dần lên khi công tắc đóng.
Công tắc mở khiến cho dòng điện sẽ giảm dần đi qua cuộn dây. Lúc này, điện áp sẽ bắt đầu tăng lên và để tích nạp trị số điện áp lớn được đặt vào tụ.

Flyback

Tính chất linh hoạt là ưu thế của loại bộ nguồn này. Bộ nguồn có thể tạo ra được nhiều mức điện áp đầu ra khác nhau kể cả là điện áp âm. Flyback thực hiện được bởi biến áp trung gian qua một kênh truyền gián tiếp mà chỉ cần đặt vào đầu vào một điện áp duy nhất.

Cực tính của 2 cuộn dây tạo nên đặc tính của nguồn. Nếu muốn tạo ra điện áp mang điện tích dương cần lắp 2 cực tính ngược chiều nhau. Và cùng chiều sẽ tạo ra điện áp mang tính âm.

Về nguyên lý hoạt động:

Đóng công tắc sẽ làm cho dòng điện tăng lên dần ở cuộn sơ cấp. Tải cấp là nguồn cấp điện điện cho bộ nguồn.
Còn khi công tắc mở, cuộn sơ cấp sẽ giảm dòng điện. Điện áp đặt theo chiều thuận là điện áp dương.

Một số đặc điểm cơ bản khác của mạch flyback:

Chú ý muốn đảm bảo đầu ra càng lớn thì dòng điện càng nhỏ. Đặc biệt, tổng năng lượng luôn nhỏ hơn hoặc bằng đầu vào.
Đầu ra có trị số là +12V hoặc -12V có thể kéo tải cỡ 5% đến 10% và không có phản hồi dòng.

Mạch Buck – Boost (inverting)

Mach Buck Boost inverting — Mạch Buck – Boost (inverting)

Đặc điểm của mạch là điện áp được tạo ra bởi 2 đầu trái đấu nhau. Cơ chế hoạt động của mạch:

Khi đóng công tắc thì sẽ có điện áp Vin chạy vào cuộn dây, tụ điện lúc này sẽ phóng điện áp.
Khi mở công tắc, điện áp Vin cũng sẽ bị ngắt, dòng điện lúc này giảm dần. Lúc này điện áp sẽ tăng lên và nạp vào tụ. Đồng thời cùng lúc đó chúng cũng được mở thông điốt D làm cho dòng điện phóng ra từ cuộn dây và cấp nguồn cho tải.

Ưu nhược điểm của nguồn xung

Các thiết bị luôn có cấu tạo vừa có ưu và nhược tùy vào nhà sản xuất của thiết bị. Dưới đây là một vài ưu nhược của bộ nguồn này:

Ưu điểm	Nhược điểm
Kích thước nhỏ gọn, hiệu suất hoạt động cao, hạn chế nóng. Có thể thay đổi nhiều mức điện áp. Giá thành rẻ. Thiết kế đa dạng về mẫu mã. Có cải tiến hơn những nguồn có cùng chức năng.	Dễ xuất hiện lỗi. Có nhiều mạch nên việc sửa nguồn sẽ khó khăn và đòi hỏi nhiều hơn. Linh kiện có giá thành cao, khó kiếm trên thị trường. Chế tạo đòi hỏi kỹ thuật cao, phức tạp.

Cách sửa chữa mạch nguồn xung

Khi bộ mạch nguồn gặp hư hỏng thì dưới đây là các tham khảo để sửa chữa mạch nguồn này:

Đầu tiên loại bỏ Mosfet khỏi bo mạch. Hoặc tiến hành dùng đồng hồ văn năng kim hoặc số xác định tính sống chết của nguồn. Việc này làm cho bạn xác định nhanh được vấn đề.

Nên thay thế mosfet bằng con mới tương đương vì mosfet chắc chắn đã chết. Hay tối ưu nhất nên thay thêm con trở ôm mới.
Kiểm tra những diode bị cháy và thay thế chúng.
Được phép kiểm tra nguội nhanh những linh kiện xung quanh phần bị hỏng.
Cắm nguồn để kiểm tra thử sau khi khắc phục các yếu tố trên. Nhưng hạn chế cắm vào ổ điện để đảm bảo an toàn, nên cắm vào tải để không bị nổ mạch.
Khi cắm vào tải, có hiện tượng bóng đèn sáng nhẹ là sửa chữa thành công. Kiểm tra xem điện áp đã đủ chưa.
Sau đó kết nối xem tải đủ vận hành như ban đầu không. Nếu hoạt động bình thường thì coi như sửa chữa thành công.
Nếu trong trường hợp cắm vào bóng đèn sáng rực thì có thể phần sơ cấp đang gặp phải vấn đề. Khi đó bạn cần rút điện ra và kiểm tra những bộ phần bên sơ cấp.

XEM THÊM

Lý Thuyết Đoạn Mạch Nối Tiếp Trong Mạch Điện R, L, C

Mạch Sao Tam Giác Là Gì? Cấu tạo, Phân loại & Sơ đồ mạch

Encoder là gì? Cấu tạo, Nguyên lý & Ứng dụng của encoder

Thông qua bài viết này đã chia sẻ đầy đủ về Nguồn xung là gì cùng các lợi ích từ bộ nguồn này mang lại. Hiểu đúng các cấu tạo, chức năng và cách sửa chữa bộ nguồn này đóng vai trò tích cực và quan trọng cho người sử dụng. Hy vọng những thông tin mà Blogthietbidien.com cung cấp sẽ mang đến cho bạn thêm nhiều thông tin hữu ích. Hãy chia sẻ đến nhiều người hơn nhé.