Hiện nay đang có xu hướng DIY và sài amply số và PWM như class D, class T có chất lượng cao, hiệu suất cao, kích thước bé (kể cả Class A cần có dòng lớn, liên tục, thì chọn nguồn chuyển mạch theo em cũng là 1 lựa chọn tốt)- vậy chúng ta cũng phái nghiên cứu và DIY nguồn chuyển mạch, mới phù hợp và tương xứng. Hiện có hai loại nguồn: - Nguồn (tạm gọi là nguồn analog) dùng biến thế, chỉnh lưu, lọc, có hoặc không có khâu ổn định điện áp, ổn dòng tuyến tính. - Loại nguồn thứ hai là nguồn chuyển mạch. SMPS - Switch Mode Power Supply) dùng kỹ thuật điều chế độ rộng xung PWM (Pulse Width Modulation) hoặc dịch pha-tần. Hai loại nguồn này thực hiện biến đổi mức điện áp, dòng điện, ổn áp ổn dòng theo hai phương thức khác hẳn nhau, mỗi loại có những ưu điểm, nhược điểm riêng. Dưới đây so sánh hai loại nguồn này. 1. ưu điểm: a. Nguồn truyền thống: - Cấu tạo đơn giản, dễ thực hiện - hàn là chạy - Ít linh kiện, có độ tin cậy cao b. Nguồn chuyển mạch - SMPS - Kích thước nhỏ gọn, khả năng chịu quá dòng tốt do có các cơ chế bảo vệ , đáp ứng nhanh. - Hiệu suất rất cao - Biến áp rất gọn nhẹ. Không khó quấn quá nếu tính toán và chọn lõi đúng. - Với nguồn SMPS đời mới, tần số chuyển mạch có thể lên tới 1.5MHz hoặc hơn, tỷ số công suất/trọng lượng rất cao. 2. Nhược điểm a. Nguồn truyền thống: - Kích thước lớn, cồng kềnh tốn nhiều diện tích, - Không kinh tế nếu nguồn lớn - Hiệu suất kém - Hiệu chỉnh mức điện áp một chiều khó khăn - Nếu có ổn áp sẽ mất từ 3-5V cho khâu ổn áp, dẫn tới giảm nghiêm trọng về hiệu suất. Cần tản nhiệt lớn. - Có xung nhiễu hài tần số 50/60Hz - Quấn biến áp tương đối mệt do cần có nhiều vòng dây. b. Nguồn chuyển mạch - SMPS: - Cấu tạo phức tạp. - Có nhiễu hài bậc cao >34KHz (với nguồn thông thường). - Tính toán phức tạp. - Linh kiện có đáp ứng với tần số cao, cá biệt tụ cũng cần phải có cánh tản nhiệt. :cry: - Do thường có khâu nắn trực tiếp điện áp nguồn 220VAC thành khoảng 310VDC nên với mạch công suất lớn hoặc ba pha cần phải có mạch bù hệ số công suất (mạch này phức tạp chẳng kém phần chuyển mạch là mấy)
Nguồn chuyển mạch, phân theo phương thức hoạt động có hai loại Forward Mode và Boost Mode, mỗi loại lại có các ưu nhược điểm riêng Hình gửi kèm là dạng đơn giản nhất của nguồn chuyển mạch, được gọi là buck - hay step-down converter Thành phần chính gồm có mạch lọc LC, điode xung D và công tắc SW được điều khiển đóng mở theo chu kỳ. Khi hoạt động, SW đóng, dòng điện chạy trực tiếp từ nguồn, qua L, nạp vào C và qua tải. Do tính chất của điện cảm L, dòng điện qua L tăng dần dần chứ không đột biến, điện áp ra tăng dẫn, năng lượng từ nguồn được tích trữ một phần trong lõi từ của cuộn cảm L. Khi đạt đến dòng đỉnh ipk, khoá SW ngắt. Năng lượng tích trữ trong cuộn cảm xả vào tải, vòng về qua diode D. Dòng Ipk giảm dần tới Imin, SW lại được kích hoạt để đóng, tiếp tục cho 1 chu kỳ mới. Trong mạch này Vout = Vin x Duty cycle (tỷ số giữ thời gian on và Off của sw) Như vậy căn cứ việc điều chỉnh thời gian on/off chúng ta có thể ổn định được điện áp ra.
Boost mode có sơ đồ như hình gửi kèm, cũng sử dụng L,C, Diode và sw nhưng được bố trí hơi khác một chút Khi bắt đầu hoạt động, SW đóng, dòng điện chảy từ nguồn qua L xuống đất qua SW. dòng điện tăng lên rất nhanh, năng lượng được tích trữ trong cuộn cảm L. Khi SW mở, cuộn cảm L sinh ra một xuất điện động, cộng với điện áp nguồn, qua diode D, nạp cho tụ và đưa ra tải. khi năng lượng của L, giảm xuống, tụ C sẽ đảm nhiệm cung cấp dòng điện qua tải, và SW lại tiếp tục đóng để thực hiện chu kỳ tiếp theo. Điện áp đầu ra luôn cao hơn điện áp nguồn - nên mạch này gọi là boost
Vấn đề tiếp theo là phải điều khiển SW như thế nào để có thể điều tiết được năng lượng từ nguồn đưa tới tải muốn vậy chúng ta phải sử dụng các đường hồi tiếp từ đầu ra để điều khiển chuyển mạch. Dưới đây là một số sơ đồ kết nối phần điều khiển và hồi tiếp tạo ra những bộ nguồn có đầu ra khác nhau
Tiếp theo là vấn đề về cuộn cảm L. Trong tất cả các sơ đồ nguồn trên, cuộn cảm L đóng vai trò rất quan trọng, là nơi tích trữ và giải phóng năng lượng. Cuộn cảm L, nếu có thêm cuộn thứ cấp, chúng ta sẽ thu được nguồn cách ly. Do hoạt động ở tần số cao, nên cuộn cảm nguồn chuyển mạch thường phải sử dụng lõi ferit có hệ số từ thẩm cao, hoạt động ở tần số cao. Các cuộn dây thường được cuốn bằng dây emay cao tần. Do đặc điểm của dòng cao tần chỉ chạy bên ngoài tiết diện dây, do đó để tăng khả năng truyền tải, giảm trở kháng, phải cuốn hoặc bện nhiều dây với nhau đặc biệt trong các mạch thứ cấp có tiêu thụ dòng lớn. Việc chọn lựa tính toán số vòng dây, lõi phải dựa vào thực nghiệm và khuyến nghị của nhà sản xuất Dưới đây là một phần mềm thiết kế design tool của FairChild rất hay http://www.fairchildsemi.com/whats_new/offline_smps_toolkit.html
-------- Đây là sơ đồ bộ nguồn PC ATX mời các bác đam mê tham khảo, giải phẫu để AE mở mang kiến thức. Các bác nên nghiên cứu để biết còn trên thực tế loại nguồn này hàng 2nd giá khoảng 50k.
Trên đã giới thiệu sơ bộ về lý thuyết nguồn chuyển mạch, nếu ai có nhu cầu tìm hiểu thêm thì có thể download tài liệu sau của http://www.onsemi.com - một tài liệu rất cơ bản về nguồn chuyển mạch: Switch Mode Power Supply - Reference Manual Link: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/SMPSRM-D.PDF tiếp theo xin giới thiệu về IC MC34063 (7000VND 1 chú thì phải) Đây là IC đơn giản, công suất thấp, do xu hướng hiện nay thiết kế IC nguồn rất gọn nhẹ do vậy số lượng linh kiện bên ngoài rất ít, nếu kết hợp với MOSFET hoặc BJT cùng với biến áp xung lớn, kết hợp với một số linh kiện bảo vệ thì IC này hoàn toàn làm được mạch như bác ThuyLT đã post. Nếu cần chuyển đổi điện áp DC từ mức này sang mức khác trong phạm vi 40VDC thì IC này là 1 lựa chọn khá tối ưu hiện nay ở VN (thị trường VN) E lựa chọn IC này làm mạch thử đầu tiên
Hôm nay mới làm tiếp được mạch test sử dụng MC34063A theo sơ đồ boost trên Điện áp vào 5V Điện áp ra 24V 250mA gọn nhẹ Ảnh chụp bằng ĐT nên hơi mờ
Điện áp ra rất ổn định cho dù điện áp vào thay đổi từ 5-12V DC Tần số dao động cỡ khoảng 50KHz Đầu ra đo được 24V với gợn sóng khoảng 50mVpp khi có tải 100mA, nếu sử dụng cuộn L lọc nguồn theo dạng Pi thì chắc chắn sẽ tốt hơn nữa. Trong hình gửi kèm, xung đóng mở đo tại Diode có 1 số hình sin dao động, điều đó chứng tỏ lõi chưa bị bão hòa, và duty cycle vẫn nhỏ hơn 50%
Trong thử nghiệm trên sử dụng 1 cuộn cảm EI to bằng đầu ngón cái, quấn khoảng 75 vòng . Mạch này rất thích hợp cho trường hợp cần có nguồn với công suất nhỏ. Nếu muốn công suất lớn, phải bổ sung thêm BJT hoặc MOSFET và các mạch bảo vệ. Do một số đặc điểm và quy định về an toàn, điện áp trong sơ đồ này bị giới hạn tối đa 40V so với điện áp vào. Nếu muốn có điện áp lớn hơn, chúng ta có thể thay L bằng một biến áp xung là có thể thu được 1 mạch nguồn cách ly, điện áp cao. Mạch này không chỉ là mạch nguồn mà còn có thể làm mạch kích áp cho đèn huỳnh quanh, rất hay được sử dụng trong các thiết bị như Notebook, LCD, điện thoại PDA, v.v...
Mạch trên công suất quá bé, chỉ ứng dụng được vào các mạch "vớ vỉn" Tiếp theo E sẽ thử nghiệm với mạch nghiêm túc hơn, nâng công suất lên cỡ 90W-100W Sử dụng IC 5L0380, dao động tần số 50kHz. - Đầu vào sử dụng điện áp 220V AC 50/60Hz - Đầu ra 5V dòng tối thiểu 3A, 12V-1A, 24V-250mA (Đây chính là bộ nguồn E đang cần :lol: ) Sơ đồ sơ bộ gửi kèm
Vấn đề nan giải nhất của nguồn xung có lẽ là biến áp xung, chọn loại gì, cỡ bao nhiêu, quấn bao nhiêu vòng, có hay không có khe hở từ. Nhưng vấn đề đó không quá khó nếu tuân thủ theo khuyến nghị của nhà sản xuất và theo thực nghiệm. Đây chính là lý do vì sao phải khảo sát mạch đơn giản trước như đã nêu.
Mod có kiếm ra cái schema nguồn xung của con amp Halcro dm 68 kô ạ ? Tụ lọc nguồn cho đầu ra ở nguồn switching là loại tụ đặc biệt ? diode nắn fred ?
-Bác thử vào trang web sau xem http://www.eserviceinfo.com/browse.php?id=5 Nếu không bác xem phần nguồn xem IC điều khiển tên là gì, search tren google có thể sẽ ra sơ đồ. - Tụ lọc nguồn không cần đặc biệt lắm, nhưng phải có điện áp chịu đựng lớn hơn so với mạch thông thường một chút do mạch cao tần tạo ra khá nhiều xung hài có điện áp khá lớn. Quá trình phóng nạp tốc độ cao cũng có thể làm cho tụ toả nhiệt lớn và giảm dần dung lượng trong quá trình sử dụng. Do vậy phải tạo thông thoáng để tụ hoá toả nhiệt và không được để tụ hoá quá gần tản nhiệt. Để giảm xung không mong muốn trong biến áp, bảo vệ các mạch thứ cấp người ta đã làm mạch clip bảo vệ ở cuộn sơ cấp. Do vậy chất lượng phần thứ cấp không cần quá cao. Hơn nữa mạch nguồn chuyển mạch đời trước thường chỉ sử dụng hồi tiếp điện áp nên có một quá trình trễ giữa đầu ra và đầu vào, ngày nay với công suất lớn người ta phải tạo hai đường hồi tiếp dòng điện và điện áp để bảo vệ cho toàn mạch trong từng xung đóng mở một. Có lẽ đó là lý do vì sao tụ mạch đầu ra của nguồn máy tính rất bình thường chăng? - Do hoạt động ở tần số cao 34kHz-150KHz,(mạch nguồn trong viễn thông lên tới 1.5MHz) nên Diode nắn và mạch bảo vệ đều phải sử dụng FRED.
Hôm nay lọ mọ ngồi vẽ mạch in, mời các bác xem Mạch nguồn sử dụng IC 5L0380 - Đầu vào 220V AC 50/60Hz - Đầu ra 5V- 3A, 12V-1A, 24V-250mA Với mạch in này, đầu ra thích bao nhiêu volt cũng được, chỉ cần cuốn lại cuộn thứ thôi
Bác Tubes ơi em load theo trang http://www.fairchildsemi.com/whats_new/ ... olkit.html của bác nhưng nó đòi nhập user/password. Bác có thì gửi em với.
Phải register bác ạ, bác tìm trên menu phần My Fairchild có mục register đấy http://www.fairchildsemi.com/ShoppingExperience/action/doRegister?type=short-form
Em cũng đang dự định làm nguồn xung điện áp đầu vào là 220VAC còn đầu ra là nguồn đối xứng khoảng 36VDC 5A, bác Tubes hướng dẫn tiếp đi! Và nếu mod nguồn máy tính có được không các bác nhỉ? Nếu mod nguồn máy tính thì em sẽ tách các dây của đường 12V ra rồi nối tiếp lại hoặc quấn lại sao cho được +-36V. Em làm kiểu này liệu được không? Và nếu làm xong thì có thể dùng cho ampli chạy IC TDA hay LM không? Mong các cao thủ chỉ giáo!
Vẫn đang triển khai mà, từ từ rồi khoai sẽ nhừ!! :lol: Tính toán biến áp xung thấy toàn tích phân với vi phân không à :cry: Nguồn kiểu này gọn nhẹ rẻ tiền nhưng thực sự là 1 trở ngại lớn về lý thuyết. Do vậy trên em mới nhấn mạnh về thực nghiệm
Em định đề cập đến vấn đề này sau, nhưng bác hỏi thì xin trả lời luôn Nguồn chuyển mạch có công suất thấp thường dùng loại single ended và có dạng sóng ở biến áp xung không đối xứng do vậy nếu nắn thành nguồn +- đối xứng sẽ không thể chuẩn được kể cả khi mạch làm việc với Ton=Toff gần bằng 50% chu kỳ, do bề rộng xung sẽ thay đổi khi điện áp vào thay đổi và tải thay đổi. Chính vì vậy ở nguồn xung thường họ chỉ nắn nửa chu kỳ thôi. Dạng sóng sẽ đối xứng khi sử dụng hai dạng đóng mở sau: - Nửa cầu - Cầu H - Cầu ZVT Mạch điều khiển sẽ phức tạp hơn một chút - vẫn "khả DIY" :twisted: , IC điều khiển sử dụng loại khác như TL494 chẳng hạn. Nếu bác thấy nguồn xung nắn sử dụng hai diode, nắn 2 nửa chu kỳ thì đích thị là đóng mở đẩy kéo. Khi đó mới MOD thành nguồn +/- cân nhau hoàn hảo được Gửi kèm là sơ đồ phần đóng mở đẩy kéo kiểu nửa cầu
