Nguồn Xung: Khái niệm, cấu tạo & nguyên lý hoạt động (2022)

Bởi

 Anh Thợ Điện (Đụng)

 -

31/05/2022

0

127

Trong đời sống hằng ngày chắc hẳn anh em đã nghe rất nhiều về cụm từ nguồn xung. Tuy nhiên không phải bất kỳ ai cũng biết đó là cái gì nếu như không trong chuyên ngành. Nguồn xung thường được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực điện tử như các thiết bị điện tử, lò vi sóng… Vậy để hiểu rõ hơn về nguồn xung là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó như thế nào cùng tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây.

Nguồn xung là gì?

Hiểu một cách đơn giản nguồn xung là một bộ nguồn có chức năng chính là biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều trong các thiết bị điện. Và để làm được việc đấy thì sẽ sử dụng phương pháp xung sử dụng mạch điện tử để kết hợp với một biến áp xung.

Ở đây nguồn xung được sử dụng như một biện pháp để tối ưu và thay thế những nguồn tuyến tính cổ điển của trước đây, vô cùng cồng kềnh và mang đến chi phí rất tốn kém.
Hiện nay nguồn xung được sử dụng rất nhiều như ở các thiết bị điện tử và thiết bị vật dụng gia đình như bếp từ, lò vi sóng…

→ Cấu tạo mạch nguồn xung

Theo đúng bản chất của nguồn điện xung thì chính là một mạch điện tử bao gồm nhiều linh kiện với những vai trò khác nhau để đảm bảo cho nguồn xung hoạt động.

Cấu tạo của nguồn xung bao gồm:

• Biến áp xung

Đây được xem là phần linh kiện quan trọng nhất của toàn bộ bảng mạch. Cấu tạo của nó giống với các biến áp thông thường gồm những cuộn dây có lõi từ. Chỉ khác ở chỗ là trong biến áp xung các lõi dây sử dụng ferit thay vì là lõi thép kỹ thuật điện như các biến áp thông thường.

Như này sẽ giúp cho công suất hoạt động được cao hơn biến áp thông thường rất nhiều. Và ngoài ra đây là linh kiện có khả năng hoạt động ổn định ở dải tần cao mà không gặp bất kỳ vấn đề gì.

• Cầu chì

Cầu chì có chức năng chính là bảo vệ mạch điện. Nó giúp ổn định và bảo vệ mạch nguồn khỏi những sự cố xảy ra

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

Những linh kiện này sẽ có vai trò chính là biến đổi điện áp và biến đổi dòng điện hai chiều thành dòng điện một chiều. Sò công suất có vai trò giống như một công tắc chuyển mạch và nhiệm vụ chính là đóng mở điện từ cực dương của tụ lọc sơ cấp đến với cuộn dây sơ cấp của biến áp xung

• Tụ lọc nguồn thứ cấp

Nó sẽ có nhiệm vụ là tích trữ năng lượng điện tạo ra từ cuộn thứ cấp của biến áp và sẽ đưa nó tới tải để tiêu thụ. Khi dòng điện từ cuộn sơ cấp của biến áp bị sò của công suất cắt điện thì sẽ xuất hiện từ trường biến thiên. Khi từ trường được sinh ra làm cho xuất hiện một dòng điện áp ở cuộn thứ cấp của biến áp. Khi đã qua chỉnh lưu của một vài diode thì điện áp sẽ được dẫn đến tới tụ lọc thứ cấp để có thể ổn định lại điện áp.

• IC quang và IC TL431

Linh kiện này sẽ đóng vai trò là tạo ra điện áp ổn định để có thể đảm bảo điện áp được tạo ra ở cuộn thứ cấp ổn định như đúng mong muốn.

→ Sơ đồ nguồn xung

Nhiệm vụ khó nhất của sửa chữa điện tử chính là sửa chữa nguồn, Nếu như anh em có kiến thức và am hiểu về mạch điện, có phương pháp sửa các loại mạch như mạch audio, mạch màu, điện áp cao thì có thể sẽ dễ dàng hơn.

Còn nếu như anh em có kiến thức về mạch nguồn hoặc nguồn xung được hoạt động như thế nào thì sẽ rất dễ dàng trong việc sửa chữa những vấn đề liên quan đến nguồn xung ở trong tất cả các thiết bị từ nhỏ đến to như laptop hay đến các thiết bị công nghiệp lớn. Vì dù là thiết bị to hay nhỏ, linh kiện to hay nhỏ thì nguyên lý hoạt động của nó vẫn rất giống nhau.

→ Nguyên lý hoạt động nguồn xung như thế nào?

Về nguyên lý hoạt động của nguồn xung:

• Phần nguồn điện xoay chiều sẽ được chạy qua những cuộn lọc nhiễu. Dòng điện xoay chiều sẽ có điện áp ở độ khoảng 80 – 220V và sẽ được chỉnh lưu xuống còn 130 – 300V. Khi dòng điện đã được qua lọc thì sẽ được đưa đến tụ lọc nguồn sơ cấp và nguồn tích năng lượng cho cuộn dây sơ cấp của chính biến áp xung.

• Và tiếp theo thì biến áp xung sẽ đưa các xung cao tần từ cuộn dây sơ cấp đến cụm các linh kiện bán dẫn như transistor, mosfer… Khi đấy bộ tạo xung hoặc những mạch dao động điện tử sẽ tạo nên các xung điện.
• Và cuối cùng là cuộn dây thứ cấp sẽ nhờ mạch chỉnh lưu tạo ra dòng điện một chiều để cấp điện cho tải tiêu thụ. Phần điện áp sẽ ở mức nhất định và thường sẽ có giá trị 3.3V, 5V, 9V, 12V, 15V, 18V, 24V. Các tín hiệu điện áp này sẽ được mạch hồi tiếp nhận và sẽ chuyển tới bộ tạo xung động để đưa và sẽ ra được tần số dao động tương ứng giúp cho điện áp được như mong muốn.

Có bao nhiêu loại nguồn xung?

Dưới đây là các kiểu nguồn xung cơ bản:

• Nguồn xung kiểu Buck: Nguồn xung này là kiểu biến đổi nguồn cho điện áp đầu ra nhỏ hơn so với điện áp đầu vào
• Nguồn xung kiểu Boot: Nguồn xung này sẽ cho điện áp đầu ra lớn hơn điện áp đầu vào tức Vin < Vout
• Nguồn xung kiểu Flyback: Kiểu này sẽ truyền công suất gián tiếp thông qua biến áp. Sẽ làm cho điện áp đầu ra lớn hơn hoặc nhỏ hơn điện áp đầu vào. Từ một đầu vào có thể cho nhiều điện áp đầu ra
• Nguồn xung kiểu Push – Pull: Kiểu nguồn xung này được truyền công suất gián tiếp qua biến áp, làm cho điện áp đầu ra nhỏ hơn hoặc lớn hơn điện áp đầu vào. Và từ một điện áp đầu vào có thể tạo ra nhiều điện áp đầu ra. Được gọi là nguồn đẩy kéo.

Mạch nguồn xung có tốt không?

Để biết được mạch nguồn xung có tốt không thì cần biết được ưu điểm của nó là gì?

→ Ưu điểm

Về ưu điểm của nguồn xung là:

• Được xem là bước phát triển hiện đại hơn so với những nguồn tương tự
• Kích thước được nhỏ gọn và có trọng lượng nhẹ
• Có hiệu suất sử dụng cao
• Hạn chế toả nhiệt hơn so với các nguồn tương tự
• Có thể điều chỉnh được linh hoạt nhiều cấp điện áp
• Có giá thành hợp lý
• Có mẫu mã và nhiều thiết kế đa dạng

→ Khuyết điểm

Tuy nhiên cũng có một số khuyết điểm sau:

• Có cấu tạo khá phức tạp và nhiều linh kiện
• Nó có nhiều khó khăn trong việc thay thế và tìm kiếm những linh kiện chuyên dụng
• Bị nhiễu cao tần là điều không thể tránh được. Đây được xem là điểm yếu thế nhất so với các nguồn tương tự
• Quy trình sửa chữa phức tạp cần có nhiều thời gian để học tập và nghiên cứu kỹ càng

Cách sửa mạch nguồn xung chuẩn

Cách sửa chữa nguồn xung chuẩn như sau:

• Đầu tiên cần loại bỏ Mosfet để có thể ra khỏi bo mạch, hoặc có thể làm sao đo nhanh trên mặt để xác định sống chết bằng đồng hồ vạn năng kim hoặc số. Khi ở tình trạng này thì kỹ năng kiểm tra linh kiện vô cùng quan trọng và nó sẽ giúp bạn có thể nhanh xác định bo mạch điện tử.
• Phần Mosfet ở đây chắc chắn đã bị chết và cần thay thế chúng bằng con mới tương đương hoặc là tốt hơn và cũng cần tay cả con trở ôm mới
• Khi đã thay thế Mosfet thì hãy đảm bảo rằng là thay những con diode bị cháy và kiểm tra nhanh chóng những con diode ở chỉnh lưu khác
• Được phép kiểm tra nguội nhanh những linh kiện xung quanh phần bị hỏng

• Khi những vấn đề nghi ngờ được giải quyết thì ngay lập tức sẽ cắm nguồn vào để thử nhưng để an toàn thì không nên cắm trực tiếp vào ổ điện mà cà sử dụng qua một bảng thử tải để chắc chắn rằng mạch không bị nổ.
• Khi đã cẳm qua bảng thử tải, trường hợp bóng đèn không sáng hay sáng nhẹ thì đây là dấu hiệu của việc sửa chữa thành công. Khi đấy có thể đo điện áp đầu ra bằng đồng hồ vạn năng để xem điện áp đã đủ chưa
• Khi điện áp đã có thì có thể kết nối và tải xem hoạt động có đúng như ban đầu hay không

• Khi mọi thứ đã được hoạt động bình thường thì đã sửa chữa thành công bộ nguồn xung
• 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.
• Lưu ý các thành phần rất dễ bị hỏng khi làm việc với điện áp cao như diode, điện trở, transistor bjt nhỏ. Khi đó kỹ năng kiểm tra linh kiện điện tử sẽ giúp nhanh chóng, kịp thời xác định được.

Việc có thể sửa chữa được nguồn xung thì điểm cốt lõi chính là cần nắm vững được những kiến thức, kỹ năng về nguồn xung, nắm chắc kiến thức về cách sửa nguồn xung. Thì đảm bảo rằng có thể sửa được 80% mọi thiết bị điện tử.