Nguồn xung là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và những ưu nhược điểm cần chú ý

Nguồn xung là gì? Đây chắc chắn sẽ là một trong những câu hỏi được rất nhiều người quan tâm. Ở bài viết này hãy cùng chúng tôi tìm hiểu sâu hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và những ưu nhược điểm của nguồn xung cần chú ý. 

Nguồn xung là gì? Cấu tạo và một số nguồn xung cơ bản

Nguồn xung được biết đến là một là một trong những bộ nguồn dùng để biến đổi từ nguồn điện xoay chiều sang nguồn một chiều, sau đó hạ áp bằng chế độ dao động xung bằng cách mạch điện tử kết hợp với một thiết bị gọi là biến áp xung. 

Nguồn xung là gì?
Nguồn xung là gì?

Nguồn xung khác so với nguồn tuyến tính cổ điển sử dụng biến áp sắt từ làm nhiệm vụ hạ áp, sau đó kết hợp với bộ chỉnh lưu và IC nguồn để tạo ra các cấp điện áp 1 chiều (DC) như mong muốn như: 3V, 5V, 9V, 12V, 24V,… Nhược điểm của những bộ nguồn này thường rất lớn, điện áp đầu ra thường không ổn định và cũng không còn được sử dụng nhiều trong các mạch nguồn cần độ chính xác cao về điện áp đầu ra. 

Cấu tạo của một bộ nguồn xung 

Cấu tạo của một bộ nguồn xung bao gồm một số linh kiện cơ bản như sau: 

  • Biến áp xung: Các cuộn dây được quấn trên một lõi từ là lõi ferit và có công suất khá lớn, hoạt động tốt ở cả những dải tần cao, những điều mà biến áp thường khó có thể làm được. 
  • Cuộn cảm chống nhiễu: Có thể coi đây là một trong những công tắc chuyển mạch, có thể sử dụng transistor, mosfet, IC,…
  • Cầu chì: Giúp bảo vệ mạch và cách linh kiện trong mạch trong trường hợp ngắn mạch. 
  • Tụ lọc nguồn thứ cấp: Có nhiệm vụ tích trữ năng lượng điện từ cho cuộn thứ cấp của biến áp xung để cấp cho tải tiêu thụ. 
  • IC quang và IC TL431: Hai IC này có nhiệm vụ tạo ra một điện áp cố định để có thể khống chế được nguồn điện áp ra bên cuộn thứ cấp một cách ổn định theo ý muốn. Nhiệm vụ của chúng trong mạch nguồn xung là khống chế dao động đóng cắt điện vào cuộn sơ cấp của biến áp xung để làm sao cho điện áp đầu ra bên thứ cấp đạt được đúng theo yêu cầu. 

Một số mạch nguồn xung cơ bản

Hiện tại, tùy theo nhu cầu của mỗi thiết bị mà mạch nguồn xung cũng đa dạng. Dưới đây chúng tôi sẽ giới thiệu đến bạn một số loại nguồn xung cơ bản: 

  • Nguồn xung FlyBack: Loại nguồn này được biết đến là một trong những kiểu nguồn xung truyền công suất gián tiếp thông qua biến áp. Mạch có thể cho điện áp đầu ra nhỏ hay lớn hơn điện áp đầu vào. Từ một nguồn đầu vào, mạch có thể đáp ứng được nhiều điện áp đầu ra.
  • Nguồn xung kiểu Push-Pull (nguồn đẩy kéo): Đây cũng là một dạng nguồn xung được truyền công suất gián tiếp thông qua 1 biến áp, điện áp đầu ra có thể nhỏ hay lớn hơn điện áp đầu vào. Từ 1 nguồn điện áp đầu vào có thể chia thành nhiều điện áp đầu ra. 
  • Nguồn xung Buck: Đây là bộ biến đổi nguồn cho điện áp đầu ra nhỏ hơn so với điện áp đầu vào. 
  • Nguồn xung kiểu Boot: Đây là dạng nguồn xung cho điện áp đầu ra lớn hơn điện áp đầu vào. 

Nguyên lý hoạt động của nguồn xung

Sơ đồ khối của một mạch nguồn xung
Sơ đồ khối của một mạch nguồn xung

Đầu tiên, để nguồn có thể hoạt động cần cấp một điện áp đầu vào xoay chiều từ 80V – 220V, dòng điện sẽ qua các cuộn lọc nhiễu rồi vào cầu diode chỉnh lưu để chuyển thành dòng 1 chiều (DC) với điện áp khoảng gần 130 – 300V tùy thuộc vào nguồn điện áp AC đầu vào trên tụ lọc sơ cấp. 

Tụ lọc nguồn sơ cấp lúc này có nhiệm vụ tích năng lượng điện 1 chiều cho cuộn dây sơ cấp của biến áp xung được hoạt động. Các loại tụ lọc sơ cấp thường được sử dụng đó là loại 4.7µF – 400V, 10µF – 400V, 220µF – 400V, 10µF – 200V. 

Lúc này, cuộn sơ cấp của biến áp xung được cấp điện theo nguồn xung cao tần thông qua một khối gọi là khối chuyển mạch bán dẫn là các linh kiện như: Transistor, Mosfet hay IGBT. Các dòng xung điện này được tạo ra nhờ bộ tạo xung hoặc các mạch dao động được tích hợp trong mạch. Cách lại mạch dao động xung thường hay gặp đó là: SG3525, Viper22, Viper12, T1494, HX202. 

Ở bên phía cuộn thứ cấp của biến áp xung sẽ có một mạch chỉnh lưu cho ra điện áp ra một chiều cấp cho tải tiêu thụ. Các điện áp ra thứ cấp sẽ được duy trì ở một điện áp nhất định như 3.3V, 5V, 9V, 12V, 18V, 24V nhờ mạch ổn áp nên điện áp đầu ra rất ổn định. 

Đồng thời mạch hồi tiếp sẽ thực hiện lấy tín hiệu điện áp ra để đưa vào bộ tạo xung dao động nhằm mục đích khống chế tần số dao động ổn định với những điện áp đầu ra mong muốn. Các loại IC ổn áp thường được sử dụng cho mạch nguồn xung là IC 7805, IC 7809, 7812, 7818. IC 431 là IC ghim áp để đưa  vào mạch hồi tiếp, còn IC hồi tiếp là Opto Couple PC817.

Ưu và nhược điểm của nguồn xung 

Nguồn xung có ưu điểm là giá thành rẻ, mạch gọn nhẹ dễ dàng có thể tích hợp vào nhiều loại thiết bị khác nhau, hiệu suất làm việc cao. 

Nhược điểm của loại mạch này là cần phải đòi hỏi cao trong quá trình chế tạo, việc để sửa chữa một nguồn xung cũng rất khó khăn cho những người mới. Ngoài ra tuổi thọ của mạch thường không được cao. 

Trên đây là một số những thông tin liên quan tới nguồn xung là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và những ưu nhược điểm cần chú ý. Hy vọng, với những thông tin trên có thể giúp ích cho bạn trong quá trình học tập và làm việc. 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *