Nguyên lý mạch nguồn xung : Chúng ta đã sử dụng và tiếp xúc nhiều với mạch nguồn xung , nhưng bạn đã bao giờ tự hỏi Nguyên lý mạch nguồn xung hoạt động như thế nào chưa ?
Tải File Nguyên Lý
Bạn nghĩ rằng nguồn xung chuyển đổi AC sang DC tuy nhiên nó không đơn giản như vậy.
Thực chất nó chuyển đổi AC thành DC sau đó nó lại chuyển thành AC và cuối cùng là DC để cung cấp cho tải đầu ra.
Trong bài viết này chúng ta sẽ xem xét Nguyên lý mạch nguồn xung và tại sao chúng lại có bước trung gian như vậy.
Xem hình dưới đây đó là một mạch nguồn xung thông thường chuyển đổi 220V AC sang 5V DC nó cũng giống với mạch nguồn xung 12v chỉ cần thay đổi một số giá trị.
Hãy xem bên trong nó có các linh kiện gì nhé :
Đây là bên trong mạch nguồn xung.
Như hình trên ta thấy có diode , tụ điện , điện trở và transistor như các bạn có thể thấy ở hình bên dưới :
Thêm 2 linh kiện quan trọng nữa đó là biến áp và opto quang
Sau đây là sơ đồ mạch nguồn xung các bạn lick vào để nhìn rõ hơn nhé:
Và đây là sơ đồ kết nối tương đương.
Dây đỏ là dây pha và dây đen là dây trung tính
Bây giờ chúng ta sẽ đi phân tích từng linh kiện một trong mạch để hiểu hơn về nguyên lý mạch nguồn xung này nhé :
- Đầu tiên là điện trở bằng cách quan sát dải màu điện trở chúng ta có thể biết được giá trị của chúng trên bảng mã màu hình bên dưới , Nó là một loại điện trở nóng chảy chúng có tác dụng bảo vệ mạch khi bị quá tải.
- Theo sau là bộ chỉnh lưu cầu nó được tạo lên bằng cách ghép nối 4 diode N4007 và mộ tụ lọc 450 volt và 2,2 microfarad nhìn trên hình . Mạch này chuyển đổi AC thành DC.
- Tiếp theo là phần tạo dao động chuyển đổi DC thành AC ở tần số cao từ 15 kilohertz đến 50 kilohertz chúng ta có thể thấy các giá trị của chúng. Dưới là 2 transistor cũng như cấu hình chân của chúng :
- Tiếp theo là mộ diode nó trông giống như mộ diode zener nhưng nó là dạng chuyển mạch nhanh 1N4148 và bên cạnh đó là một tụ điện 50 volt 22 microfarad đây là bộ chuyển đổi AC sang DC cung cấp điện áp cho opto quang (Như trên hình)
- Tiếp theo là máy biến áp nó có ba cuộn dây sơ cấp , thứ cấp và cuộn dây phụ. Nó được sử dụng để giảm áp , cuộn dây phụ để cung cấp điện áp cho mạch tạo dao động.
- Tiếp theo đó là đi ốt schottky 1N5819 với tụ điện 10 volt 470 microfarad nó dùng để chuyển đổi AC sang DC và một đèn LED để chỉ thị
- Ngoài ra còn có phần phản hồi opto PC817 và diode zener 4,2 volt. Với cấu tạo của opto gồm 2 phần bên phải là phần led hồng ngoại và bên trái là transistor quang khi đèn led hồng ngoại bật nó sẽ tác động lên cực B của trasistor quang.
- Tụ điện 102nF sử dụng với mục đích an toàn nó được kết nối giữa sơ cấp và thứ cấp để ngăn nhiễu điện từ.
- Đây là phần mạch hồi tiếp nguồn xung
Bây giờ chúng ta sẽ đi phân tích nguyên lý mạch nguồn xung :
- Khi được cấp nguồn ta hãy quan sát dây màu xanh lá cây mang điện áp dương và màu xanh mang điện áp âm hoặc nối đất. Chúng ta có thể thấy điện áp trong hình bên dưới : đầu tiên chúng ta có đầu vào 220V 50-(60)Hz AC nó sẽ đưa qua bộ chỉnh lưu cầu và chuyển đổi AC thành DC sau đó đi qua tụ lọc và tạo thành DC thuần túy để cung cấp cho giai đoạn tiếp theo
- Giai đoạn tiếp theo : bây giờ dòng điện đi từ điện trở 2 Mega ohm đến cực B của transistor T1 . Do nó không được bật hoàn toàn nên có một dòng điện nhỏ đi qua từ cuộn sơ cấp của máy biến áp điều này tạo ra một điện áp thấp trong cuộn dây phụ của máy biên áp . Điện áp cảm ứng bây giờ sẽ tích điện cho tụ điện và bật hoàn toàn transistor.
- Khi transitor T1 được bật hoàn toàn nó cho phép dòng điện chạy qua chính nó .
- Bây giờ điều này làm Transistor T2 (S8050) bật và dẫn đến T1 tắt lúc này dòng điện đến T2 sẽ bị cắt và dòng điện lại chạy đến cực B của T1 và chu kỳ lặp đi lặp lại. Với tần số 15 – 50 Khz nhanh hơn hàng nghìn lần so với mạch chỉnh lưu.
- Đồng thời điện áp từ cuộn dây phụ cũng bật diode sạc cho tụ điện. Diode và tụ điện này chuyển đổi AC từ cuộn dây phụ thành DC và cung cấp cho opto .
- Dòng điện sau đó cũng cảm ứng ở cuộn dây thứ cấp nó sẽ được chuyển đổi thành DC qua diode và tụ lọc và đèn Led sẽ sáng lên . Nhưng nếu điện áp lớn hơn 5V thì sao ?
- Vì vậy chúng ta cần mộ mạch phản hồi : Khi điện áp đạt đến 4.2 Volt diode zener sẽ bật và cho phép dòng điện qua opto Khi điện áp đạt hơn 5V và cho phép opto hoạt động sau đó dòng điện sẽ chạy đến T2 điều này làm T2 ngắt đầu tiên và dừng dòng điện cuộn sơ cấp.
- Và đồng thời điện áp phía thứ cấp của máy biến áp giảm xuống dưới 5V điều này sẽ ngắt opto hoạt động và mạch lại hoạt động trở lại bình thường.
Đến đây bạn sẽ thắc mắc sao không chuyển trực tiêp AC sang DC mà phải qua mạch phức tạp như thế này ? Điều này là do nguồn điện bình thường ở mức 50-60 Hz Kích thước của máy biến áp và tụ điện lớn chúng ta sẽ không thể gắn chúng lên bộ nguồn vì nó quá nhỏ do đó trong bộ nguồn tần số 50-60hz được chuyển đổi thành 50Khz điều này sẽ làm giản kích thước của máy biến áp và tụ. Vì vậy để thay đổi tần số của AC chúng ta phải chuyển nó thành DC và sau đó Thành AC và cuối cùng là DC.
