Đinh nghĩa biến áp xung
Máy biến áp xung là gì ? cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp xung ra sao, ứng dụng của máy biến áp xung trong thực tiễn. Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết này nhé !
Biến áp xung là thiết bị dùng để biến đổi xung điện áp với cường độ cao hàng chục KHz, giúp chuyển đổi năng lượng với hiệu suất cao. Máy xuất hiện rất nhiều trên các bo mạch điện tử, các bộ nguồn adapter, bộ biến đổi DC-DC… Đặc điểm của biến áp này là phần lõi thép cấu tạo bằng Ferrit hoặc hợp kim pemeloid, còn biến áp thường dùng thép sillic.
Nguyên lý biến áp xung
Về cơ bản thì loại biến áp này hoạt động giống như biến áp thường, khác ở chỗ dòng điện là dòng xung cao (hàng chục KHz). Giống như biến áp thường, tuy nhiên dòng điện là dòng xung cao (hàng chục KHz). Đối với máy biến áp xung thường có các chế độ làm việc: flyback, foward, push-pull, half- bridge, full-bridge.
Cùng một lõi thì flyback và foward có công suất xấp xỉ. Mạch push-pull sẽ cho công suất gấp đôi flyback (do có 2 xung trong 1 chu kì nhiều gấp 2 lần flyback hay foward). Mạch half -bridge có công suất lớn gấp khoảng 1,5 lần push-pull. Full- bridge thì với cùng 1 lõi chưa hẳn công suất cao hơn half bridge
Biến áp xung cộng các tín hiệu xung, biến đổi cực tính của các xung và lọc vỏ thành phần một chiều trong dòng điện. Loại biến áp này có thể làm tăng biên độ của điện áp hoặc dòng điện mà vẫn giữ được dạng xung không bị méo như lúc ban đầu.
Ngoại hình biến áp xungĐặc đểm của biến áp xung
Máy biến áp xung có thể tăng biên độ điện áp và dòng điện mà vẫn có thể duy trì được dạng xung như ban đầu , không bị méo mó. Biến áp xung có thể đáp ứng tốt ở dải điện áp tần số rộng lên đến hàng GHz.
Vì hoạt động ở tần số cao nên công suất biến áp xung mạnh hơn biến áp thường lên hàng chục lần. Nhưng ngược lại thì chịu quá tải kém hơn biến áp thường.
Công dụng của biến áp xung và ứng dụng thực tế
Máy biến áp xung có công dụng bảo vệ mạch điều khiển, vì nó cách ly mạch tiristor và mạch điều khiển, nên khi có sự cố ở mạch tiristor hoặc bên cao áp sẽ không ảnh hưởng đến mạch điều khiển.
Biến áp xung được sử dụng trong các điều kiện làm việc ở tần số cao mà biến áp thường không thể thay thế được. Các biến áp bên trong xạc điện thoại và máy tính đều sử dụng biến áp xung có thêm 1 bộ băm xung ở tần số cao.
Tính toán nguồn biến áp xung
Biến áp xung thực hiện chức năng tăng áp từ một điện áp DC thấp lên một điện áp DC cao. Trong những điều kiện tăng áp như vậy, có 2 kiểu nguồn có thể đáp ứng được đó là kiểu nguồn đẩy kéo PUSh-PULL và kiều nguồn Full-Bridge.
Sự giống nhau giữa 2 kiểu nguồn này đó là chúng có biên độ điện áp xung đặt vào cuộn sơ cấp giống nhau. Sự khác nhau thể hiện ở chỗ kiểu PUSH-PULL yêu cầu phải quấn sơ cấp rút giữa, có nghĩa là phải quấn hai cuộn sơ cấp. Tùy vào việc nó sử dụng cho loại nguồn nào mà Hệ số Vòng/Volt giữa chúng cũng khác nhau.
Tính toán biến áp xungVới nguồn Blocking
Đối với nguồn Blocking thì cuộn sơ cấp (có điện áp vào trong khoảng 160VDC đến 280VDC) thì thường được cuốn 90 – 110 vòng và các cuộn có điện áp ra sẽ được tính bởi hệ số vòng/volt là 1 vòng/1,5V.
Chính vì Hệ số Vòng/Volt của Biến áp Xung sử dụng cho Nguồn Blocking rất bé nên Hiệu suất cũng như Công suất của Nguồn Blocking chỉ bằng 40-55% so với nếu sử dụng cho Nguồn Switching.
Nguồn Switching bất đối xứng
Đối với Nguồn Switching bất đối xứng (sử dụng các IC 3842…) thì Hệ số là 1Vòng/2,5Volt. Vì thế, cuộn Sơ cấp (cấp nguồn từ 90VDC đến 320VDC) được cuốn 45 vòng. Các cuộn điện áp ra sẽ được cuốn là 5-6 vòng cho 12Volts, 2-3 vòng cho 5Volts.
Đặc biệt, đối với Nguồn Switching sử dụng IC 3842 thì cần phải cuốn cuộn phản hồi để nuôi IC là 6 vòng và phải cuốn đúng chiều thì Nguồn mới hoạt động ổn định, nếu cuốn ngược chiều thì nguồn sẽ bị kêu ‘chuýt chuýt’ và điện áp ra không đều…
Nguồn Switching đối xứng
Đối với Nguồn Switching đối xứng (sử dụng IC TL494) thì Hệ số là 1 vòng/3Volts nên Cuộn Sơ cấp (cấp nguồn từ 70VDC đến 320VDC sẽ được cuốn khoảng 39 đến 42 vòng. Các cuộn điện áp ra khác sẽ được cuốn 2 vòng cho 5Volts và 4 vòng cho 12Volts…
Biến áp xung biến đổi điện áp xung hay cường độ xung. Số vòng dây của máy biến áp xung thường ít. Lõi của máy biến áp xung là ferit hay hợp kim pemeloid trong khi lõi của biến áp thường là thép silic.
Biến áp xung cộng các tín hiệu xung, biến đổi cực tính của các xung và lọc bỏ thành phần một chiều của dòng điện. Biến áp xung làm tăng biên độ điện áp hay dòng mà vẫn duy trì được dạng xung ban đầu, không bị méo.Độ dài xung (ở những máy điều khiển tự động) vào khoảng 0.1 μs, ngắn hơn chu kỳ của điện lưới hàng triệu lần, nghĩa là tần số lớn gấp hàng triệu lần, tới MHz.
Tham khảo thêm
