MB3778

MB3778 là loại IC Nguồn Switching có 16 chân và có 2 Bộ điều khiển Độ rộng Xung độc lập cho phép tạo ra 2 nguồn âm và dương khác nhau với các chức năng chuyên trách lần lượt như dưới đây:

Chân1 (CT): Là chân tạo ra sự dao động Điều chỉnh Độ rộng Xung PWM được ghép bởi Tụ dao động CT = 150 ÷ 15 000 pF phối hợp với chân số 2;

Chân 2 (RT): Phối hợp với chân số 1 để tạo ra dao động PWM. Được ghép bởi điện trở RT = 5,1 ÷ 100 kΩ nối giữa chân 2 với âm nguồn.

Chân 3 (+In1): So sánh sai số điện áp ra để tự điều chỉnh thay đổi Độ rộng Xung PWM nhằm điều chỉnh lại điện áp ra của đường nguồn âm;

Chân 4 (–In1): So sánh sai số điện áp ra để tự điều chỉnh thay đổi Độ rộng Xung PWM nhằm điều chỉnh lại điện áp ra;

Chân 5 (FB1): Tín hiệu quay về tự Mạch Khuyếch đại Sai số thứ nhất ghép trở về chân 4 (–In1) thông qua một điện trở hồi tiếp để thay đổi Hệ số Khuyếch đại Sai số Điện áp ra của đường nguồn âm;

Chân 6 (DTC1): Có nhiệm vụ khống chế chức năng dao động của IC, thông thường IC chỉ tạo ra dao động khi điện áp ở chân 6 bằng 0V và nếu chân 6 có điện áp trên 4V thì IC sẽ ngắt dao động cục bộ của Xung Osc1 (IC MB3778 có hai Dao động riêng biệt để tạo ra 2 nguồn âm và dương khác nhau);

Chân 7 (Out1): Đường ra của Dao động PWM Osc1 với biên Xung không vượt quá 50mA cho nguồn âm;

Chân 8 (GND): Chân âm nguồn của IC MB3778;

Chân 9 (VCC): Cấp nguồn nuôi cho IC MB3778 trong khoảng 3,6 ÷ 18V;

Chân 10 (OUT2): Đường ra của Dao động PWM Osc2 với biên Xung tối đa 50mA cho đường nguồn dương;

Chân 11 (DTC2): Có nhiệm vụ khống chế chức năng dao động của Osc2 (giống như chân 6);

Chân 12 (FB2): Chân phản hồi để điều chỉnh độ khuyếch đại của mạch Khuyếch đại Sai số điện áp ra (của đường nguồn dương) thông qua điện trở hồi tiếp giữa chân 12 và chân –In2 (Chân 13) để hiệu chỉnh điện áp ra của đường nguồn dương (tương tự như chân 5 – FB1 của đường nguồn âm);

Chân 13 (–In2): Là chân so sánh điện áp ra của đường nguồn dương để điều chỉnh điện áp ra dương;

Chân 14 (CTL): Là chân điều khiển cho phép ngắt hay mở nguồn toàn bộ. Nếu CTL = 0V thì IC MB3778 ở chế độ Stanby với mức tiêu thụ dòng điện nhỏ nhất khoảng 10µA. Nếu CTL > 3V (ở mức High) thì IC MB3778 được phép xuất cả 2 Dao động PWM Osc1 và Osc2 cho các Ngõ ra Out1 và Out2 để tạo ra các đường nguồn âm và dương theo yêu cầu.

Chân 15 (SCP): Có tác dụng bảo vệ đoản mạch dòng điện (Short – Circuit Protection) được ghép bởi một Tụ điện C = 100nF xuống âm nguồn;

Chân 16 (VREF): Tạo ra Nguồn chuẩn tham chiếu VREF = 2,46V với dòng điện tối đa khoảng 1mA.

     Giản đồ trên đây mô tả cho thấy các chế độ hoạt động của IC MB3778 thông qua một số tham số điển hình.

Mạch dưới đây cho phép tiến hành thử nghiệm một số tham số cơ bản nhất nhằm tạo ra Dao động PWM có thể kiểm tra được thông qua việc đo kiểm tra OUTPUT1 và OUTPUT2 đồng thời thông qua việc tạo ra các lệnh thử bao gồm Test, Input và CTL lần lượt cho từng lệnh bằng L và H… rồi đo kết quả OUTPUT để xem kết quả có dao động hay không…

Thông qua mạch ‘Test’ này mà có thể kiểm chứng lại mô tả các Chân chức năng nói trên cũng như Giản đồ trên đây.

v    Ứng dụng điển hình

Mạch bên đây là ứng dụng có tính điển hình nhất của IC MB3778: Mạch nguồn trên có thể tạo được đồng thời hai đường nguồn +5V và –5V thông qua 2 Dao động PWM riêng biệt Osc1 và Osc2 tại 2 Ngõ ra là Out1 ở chân 7 và Ngõ ra Out2 ở chân 10.

Mạch này sử dụng 2 Transistor Công suất loại PNP (có thể dùng 2SA671 hoặc 2SB633…)để tạo ra các điện áp ra được lấy trên các cuộn chặn 120µH trong đó nguồn ra +5V được lấy bởi Xung thuận thông qua cuộn chặn nối tiếp giữa nguồn cung cấp chính thông qua Transistor Công suất còn Nguồn âm được tạo bởi Xung ngược của cuộn chặn nối xuống âm nguồn và được nắn bởi diode Xung để lấy ra điện áp âm.

Công suất Nguồn là một Transistor thuận PNP được ghép với các Ngõ ra Output của IC MB3778 thông qua điện trở phân áp 330Ω để có tác dụng gánh bớt điện áp giữa Ngõ ra của IC MB3778 với ngõ vào – cực B của Transistor Công suất (nếu ghép trực tiếp cực B của Transistor Công suất với Ngõ ra của IC MB3778 thì sẽ có nguy cơ đoản mạch cho tất cả Transistor Công suất cùng với Ngõ ra của IC MB 3778 sê dẫn đến cháy hỏng IC và Transistor Công suất. Nếu điện trở phân cực quá lớn thì Cường độ Dòng Tải tối đa có thể cung cấp được thông qua Transistor Công suất sẽ bị suy giảm nên cần phải lắp điện trở phân cực này trong khoảng 150Ω đến 680Ω là hợp lý).

Mạch này tạo được hai đường nguồn ra lưỡng cực ±5V với cường độ dòng Tải tối đa không vượt quá 0,8A đối với đường nguồn +5V và không vượt quá 0,5A đối với đường nguồn –5V.

Để điều chỉnh được điện áp ra cho đường nguồn dương, cần có một điện trở 5,6kΩ hồi tiếp từ lối ra +5V trở về với chân 13 của IC và để hiệu chỉnh điện áp ra cho đường nguồn âm –5V thì phải có một điện trở 9,1kΩ hồi tiếp từ lối ra –5V về chân số 3 của IC.

Thông thường đường nguồn âm bao giờ cũng có Cường độ dòng Tải nhỏ hơn rất nhiều so với đường nguồn dương.

Vì vậy, mạch dưới đây có thể cung cấp được Dòng Tải tối đa lên tới 2A cho đường nguồn ra dương nhờ phối ghép kiểu Darlington bởi thêm một Transistor Công suất loại NPN ghép với Transistor PNP trước đó như mạch dưới đây:

          Chú ý: Cả 2 mạch trên đây chỉ tạo ra các điện áp ra khi CTL > 3V, nếu CTL bằng 0V thì 2 mạch nguồn trên ở trạng thái Stanby không có điện áp ra.

          Mạch bên đây chỉ khác mạch trên là thêm vào một Transistor Công suất ghép Darlington với Transistor PNP ở Ngõ ra của IC, các phần khác đều giữ nguyên không thay đổi.

²      Mạch nguồn Cách ly

Có thể tạo ra nhiều đường điện áp ra khác nhau thông qua việc sử dụng Biến áp Xung Công suất như mạch dưới đây:

          Mạch trên cho thấy rằng, chỉ cần lấy ra một Dao động Osc2 để tạo ra điện áp Xung PWM có phase dương thông qua cặp Transistor Công suất được ghép kiểu Darlington (trong đó, Transistor PNP được ghép với Ngõ ra của chân 10 của IC MB3778, Transitor NPN được ghép với Biến áp Xung Công suất).

          Một trong số các đường điện áp ra (đường +5V) được quay về thông qua điện trở 5,6kΩ để điều khiển đồng chỉnh tất cả các đường điện áp ra.

          Như vậy, Dao động ra cho đường nguồn âm là Osc1 không được sử dụng trong trường hợp này.

          Trong những trường hợp khác, có thể tạo ra rất nhiều đường điện áp khác nhau bằng cách tận dụng triệt để cả 2 Dao động PWM Osc1 và Osc2 thông qua 2 cặp Transistor Công suất ghép Darlington như hình trên với 2 Biến áp Xung Công suất thì sẽ phát huy hết mọi tính năng tác dụng của IC MB3778.

          Chú ý: IC MB3778 là loại có thể tạo ra Dao động PWM có Tần số được xác định trong khoảng từ 1kHz đến 500kHz tuỳ thuộc sự phối ghép các trị số của RT và CT để tạo ra giá trị thích hợp của Tần số Dao động cần thiết.

Tác giả bài viết: Dr Trần Phúc Ánh

Read More

Các loại Biến áp Switching

Trên đây giới thiệu chủ yếu là các loại Biến áp được tạo bởi 2 lõi hình Chữ E ghép lại với nhau. Chất liệu chế tạo các Biến áp Xung này là Bột sắt nên rất dễ vỡ khi bị rơi hoặc bị cạy tháo.
Muốn tháo được các lõi biến áp này, nên cho vào nồi nước luộc cho đến khi nước sôi để làm nhả keo dán giữa các lõi với khung quấn các cuộn dây thì mới có thể tháo được các lõi một cách dễ dàng...

Chú ý: Một điều rất đặc biệt là với bất kỳ Biến áp Xung có kích thước lớn bé hay hình dạng như thế nào thì Hệ số Vòng/Volt của các Biến áp cũng đều được cuốn như nhau.
Thông thường, các Biến áp Xung được sử dụng cho Nguồn Switching do các Mạch Điều chế Xung PWM bất đối xứng (ví dụ Mạch Điều chế PWM dùng IC UC3842)  thì Hệ số Vòng/Volt của nó là 1 vòng/2,5Volts. Nếu sử dụng cho các Nguồn Switching PWM Đối xứng (như trong các Nguồn AT hoặc Nguồn ATX sử dụng IC TL494) thì Hệ số Vòng/Volt của nó là 1 vòng/3Volts.

Các Biến áp Xung chỉ khác nhau về Công suất, nếu kích thước càng lớn thì công suất càng lớn...

Tác giả bài viết: Dr Trần Phúc Ánh

Read More

Sửa chữa nguồn AT

Một số hư hỏng thường gặp của Nguồn AT





o       Chân số 4 bị khóa

Biểu hiện thường hay thấy nhất là trường hợp khi vừa mới cấp điện xoay chiều của lưới điện cho Nguồn AT thì quạt làm mát của Nguồn AT quay được và quay chậm dần rồi dừng hẳn.
Đây là trường hợp có thể chân số 4 (Dead Time) của IC TL494 bị khóa bởi điện áp lớn hơn 2V.
Đo điện áp ở chân số 4 của IC TL494 nếu thấy điện áp này lớn hơn 2V thì tốt nhất là nối tắt chân số 4 xuống âm nguồn là Nguồn AT có thể hoạt động bình thường (vừa cắm nguồn cho Nguồn AT và vừa đo điện áp chân 4 trong khi quạt làm mát vẫn đang quay).
Trên thực tế, các Nguồn AT được thiết kế cho các Máy Vi tính phức tạp hơn rất nhiều vì ngoài việc sử dụng TL494 để tạo ra dao động PWM làm chức năng chủ đạo của Hệ thống Nguồn Switching dải rộng thì nó được thiết kế thêm bởi các mạch phụ trợ rất phức tạp sử dụng thêm 1 ÷ 2 IC khuyếch đại Thuật toán loại LM393 hoặc LM324… để kiểm soát các chế độ kích thích Chip làm việc và giám sát một số chế độ trôi điện áp nhiệt…và vì lý do nào đó khiến cho các chế độ làm việc của các Mạch Khuyếch đại Thuật toán bị sai khiến cho điện áp chân số 4 của IC TL494 bị tăng lên (vì chân này bị IC Thuật toán giám sát và điều khiển).
Mặc dù vậy, trên thực tế vẫn có thể bỏ qua vai trò của các Mạch Khuyếch đại Thuật toàn nên nếu khi kiểm tra thấy chân số 4 bị tăng điện áp thì hòan toàn có thể nối tắt chân này xuống âm nguồn để Nguồn AT có thể tiếp tục được đưa vào sử dụng bình thường.

o       IC TL494 bị cháy hỏng
Trường hợp này cũng xảy ra rất phổ biến và biểu hiện của nó là khi cấp điện áp xoay chiều từ lưới điện thì quạt làm mát của Nguồn AT cũng chỉ quay với tốc độ chậm dần rồi dừng hẳn nhưng đo điện áp chân 4 thì điện áp vẫn bằng 0V (vừa cắm nguồn cho Nguồn AT và vừa đo điện áp chân 4 trong khi quạt làm mát vẫn đang quay) thì chắc chắn rằng IC TL494 đã bị cháy hỏng.
Để ‘chắc ăn’ hơn, nên kiểm tra lại bằng cách cấp một nguồn 12VDC trực tiếp cho IC TL494(cực dương nguồn 12V cấp vào chân 12 của IC TL494, cực âm nguồn 12V cấp xuống chân nguồn âm chung của Nguồn AT) và kiểm tra xem có Xung Dao động xuất ra ở các Cuộn L3-1- và L3-2 của Biến áp Tr2 hay không.
Nếu có Xung dao động xuất ra ở Biến áp Tr2 thì dùng đồng hồ đặt thang đo xoay chiều 10VAC(nếu có loại loại đồng hồ có thang đo 2,5VAC thì chính xác nhất) sẽ đo được khoảng 1,5 ÷ 2,5VAC.
Trong trường hợp nếu có Máy đo Tần số hoặc Oscillocope (máy hiện sóng) thì có thể kiểm tra được Tần số dao động ở các cuộn Biến áp Tr2 vào khoảng 27 đến 40kHz.
Nếu không đo được dao động trên các cuộn của Biến áp Tr2 thì hoàn toàn khẳng định rằng TL494 đã bị hỏng, thay IC mới là được.

o       Hỏng Công suất Nguồn
Nhiều trường hợp hư hỏng xảy ra đối với Nguồn AT là do cháy hỏng Công suất Nguồn (tức là cặp Transistor Công suất, tùy theo từng Hãng chế tạo mà sử dụng các loại Transistor khác nhau nhưng vẫn có thể thay bằng 2SC2335 để phục hồi lại được).  Trường hợp nếu bị cháy hỏng Transistor Công suất thì biểu hiện dễ thấy nhất là kèm theo đứt cầu chì và các điện trở 1Ώ ghép giữa các cuộn hồi tiếp L2-1 và L2-2 của Biến áp Tr2 với các cực B của các Transistor Công suất bị cháy đứt hẳn, kiểm tra và thay lại các điện trở.
Kiểm tra thêm các diode ghép giữa các cuộn hồi tiếp của Biến áp Tr2 với các cực B của các Transistor Công suất.
Nói tóm lại, đối với Nguồn AT chỉ có 3 trường hợp nói trên là hư hỏng kinh điện và hoàn toàn có thể khôi phục được một cách dễ dàng.

Tác giả bài viết: Dr Trần Phúc Ánh

Read More

Nguồn AT

Nguồn AT được sử dụng cho Máy Vi tính để bàn (Personal Computer - PC) được thiết kế theo nguyên lý Dao động phức hợp bao gồm Dao động Tự kích ban đầu (theo nguyên lý hồi tiếp dương bằng biến áp) để cấp nguồn cho IC Nguồn TL494 sau đó IC Nguồn 494 sẽ tạo ra dao động PWM để khống chế Dao động Tự kích và tự động điều chỉnh điện áp ra theo yêu cầu.

Toàn bộ mạch dao động tự

 kích được mô tả bởi dưới đây bao gồm Cầu chỉnh lưu D1để đổi nguồn Xoay chiều 90 ÷ 220VAC thành nguồn một chiều và được lọc bởi các Tụ lọc nguồn C1 và C2 để chia đôi điện áp cho Mạch Dao động Tự kích theo kiểu đẩy kéo bằng Transistor Q1 và Q2 phối hợp với Biến áp Kích Xung Tr1 (bao gồm cuộn L1 để hồi tiếp dòng điện và các cuộn kích thích L2-1 và L2-2 để tạo xung kích thích - hồi tiếp dương về cực B cho cả hai Transistor Q1 và Q2 thông qua lần lượt các Tụ C3//(D2 + D3) hoặc C4//(D4 + D5) với phase xung nghịch đảo với nhau để tạo ra sự dao động tự kích trong mạch nói trên) và Tụ xuất Công suất C6của Transistor Q1 và Q2 để lấy 1/2 điện áp cung cấp cho Mạch Tạo dao động Tự kích, các mũi tên dưới đây chỉ dòng điện kích thích cho Mạch Tạo dao động Tự kích chạy qua lần lượt các phần tử trong mạch.
          Dòng điện tự kích sẽ chạy từ điểm E (điểm xuất Công suất của Mạch đẩy kéo  tại chân E1 của Q1 nối chung với chân C2 của Q2) chạy qua L1 của Biến áp Kích xung Tr1 rồi qua Tụ C6 để về điểm giữa nguồn U/2 (điểm giữa nguồn U/2 được tạo bởi 2 Tụ lọc nguồn C1 và C2).
o       Nguyên lý hoạt động tự kích
          Giả sử ban đầu vì một lý do gì đó có thể khiến cho điện áp ở điểm E (được tạo bởi chân E1 của Q1 và chân C2 của Q2) không bằng điện áp với điểm giữa nguồn U/2.
          Vì điểm E và điểm U/2 khác nhau về điện áp nên theo nguyên lý cơ bản của Điện học Vật lý thì sự chênh lệch điện áp giữa 2 điểm bất kỳ sẽ sinh ra dòng điện chạy từ điểm có điện áp cao đến nơi có điện áp thấp sẽ tạo ra dòng điện chạy qua cuộn L1 của Biến áp Kích xung Tr1 và qua Tụ C6 để hình thành dòng điện khép kín giữa điểm E và điểm U/2 nói trên theo 2 nửa chu kỳ luân phiên nhau để hình thành nên các chu kỳ xung điện xoay chiều tạo ra trong các cuộn L1 của Tr1 và Sơ cấp của Tr2 theo trình tự dưới đây:
     Nửa chu kỳ thuận
          Theo giả định trên, vì có dòng điện chạy qua cuộn L1 của Biến áp Kích xung Tr1 nên nó sẽ sinh ra 2 Suất điện động ngược Phase nhau cho 2 cuộn hồi tiếp L2-1 và L2-2 để đưa về cho cực B1 của Q1với điều kiện giả định ban đầu là điện áp của điểm E cao hơn điện áp U/2 thì xung hồi tiếp từ cuộn L2-1 đưa về cực B1 của Transistor Q1 theo chiều dương sẽ khiến cho dòng điện qua cực E1 của Q1 tăng lên khiến cho điểm E lại tăng điện áp lên hơn trước đó và cuộn L2-2 sẽ đưa xung ngược về cực B2 của Q2để làm cho Q2 bị khóa nhờ vậy điện áp ở điểm E lại càng được thúc cao hơn nữa... làm cho dòng điện chạy từ điểm E đến điểm U/2 sẽ càng tăng mạnh lên nên dòng điện qua cuộn L1 của Biến áp Kích xung Tr1 lại càng mạnh lên kéo theo Suất điện động tạo ra trên 2 cuộn L2-1 và L2-2 lại càng mạnh lên khiến cho Q1 lại tạo ra dòng điện mạnh hơn nữa qua cuộn L1... cứ như vậy cho đến khi dòng điện chạy qua cuộn L1 đạt tới mức bão hòa và kết thúc nửa chu kỳ thuận để bắt đầu chuyển sang nửa chu kỳ ngược;
     Nửa chu kỳ ngược
          Khi dòng điện chạy qua cuộn L1 bị bão hòa thì nó không tạo được Từ thông biến thiên qua mạch từ của Biến áp Kích xung Tr1 nên các cuộn L2-1 và L2-2 bị triệt tiêu suất điện động nên dòng kích thích cho Q1 bị mất khiến cho điện áp điểm E bị giảm xuống và vì trước đó Tụ C6 đã được nạp điện sao tạo ra một điện lượng rất lớn được dự trữ trên nó, khi điện áp ở điểm E giảm xuống thì Tụ C6sẽ phải phóng ngược dòng điện qua mạch theo chiều ngược lại vì vậy nó lại sinh ra một Suất điện động ngược lại ở cuộn L2-1 của Biến áp Xung Tr1 làm cho cực B1 của Q1 lúc này bị phân cực ngược nên nó sẽ khóa Q1 làm cho điện áp điểm E có xu hướng bị giảm xuống rất thấp.
          Đồng thời lúc này Suất điện động cảm ứng cũng được sinh ra ở cuộn L2-2 của Biến áp Xung Tr1 theo chiều thuận với thiên áp cho cực B2 của Q2 khiến cho điện áp của B2 tăng lên nên Q2 sẽ mở cho cường độ dòng điện từ điểm E chạy qua tiếp giáp C2 - E2 của Transistor Q2 tăng lên và làm cho điểm E có xu hướng bị 'nối tắt' xuống âm nguồn.
          Lúc này dòng điện trong mạch sẽ chạy ngược lại so với nửa chu kỳ trước đây (nửa chu kỳ trước thì dòng điện chạy từ điểm E đến điểm U/2 vì điểm E có điện áp cao hơn điểm U/2 nhưng ở nửa chu kỳ này thì điện áp ở điểm U/2 cao hơn điện áp ở điểm E nên dòng điện sẽ chạy từ điểm U/2 đến điểm E) khiến cho dòng điện chạy qua cuộn L1 của Biến áp Xung Tr1 và qua cuộn Sơ cấp của Biến áp Công suất Tr2 bị đảo chiều so với trước.
     Sự hình thành dòng điện xoay chiều do dao động tự kích
          Theo nguyên lý nói trên, giả dụ ban đầu điểm E có điện áp cao hơn điểm U/2 thì nửa chu kỳ dương sẽ được hình thành trước để kích cho Transistor Q1 mở cho dòng điện chạy qua mạch từ điểm E qua Cuộn L1 của Biến áp Kích xung Tr1 rồi qua Cuộn Sơ cấp của Biến áp Công suất Tr2 sau đó qua Tụ ghép chặn dòng điện một chiều C6 và về điểm U/2 để khép kín mạch điện.
          Lúc này Transistor Q2 bị khoá vì Suất điện động ξ2 sinh ra trong cuộn L2-2 cấp cho cực B2 của Transitor Q2 ngược Phase (tạo ra hồi tiếp âm) so với Suất điện động ξ1 sinh ra trong cuộn L2-1 lúc này đang cấp xung thuận cho cực B1 của Transistor Q1 tạo nên sự hồi tiếp dương cho Q1 nên sự dao động tự kích sẽ sinh ra trong : Do trong nửa chu kỳ này Q1 được hồi tiếp bởi Xung thuận của cuộn L2-1 nên Q1 mở dòng tăng từ giá trị ban đầu (phụ thuộc vào chênh lệch điện áp ban đầu giữa điểm E và điểm U/2) cho đến cực đại và bão hoà thì dừng lại để kết thúc nửa chu kỳ dương.
          Sau khi kết thúc nửa chu kỳ dương thì nửa chu kỳ âm sẽ tự hình thành ngay sau đó vì khi dòng điện do Q1 tạo ra trên điểm E đạt cực đại thì điện áp ở E cũng bằng điện áp nguồn VCC = U (thực tế bé hơn VCC khoảng 0,6V) thì dòng điện này không tăng nên từ thông qua Khung từ của Biến áp Kích xung không còn biến thiên vì vậy cả hai Suất điện động ξ1 và ξ2 cùng bị triệt tiêu nên điện áp ở cực B1của Q1 bị giảm xuống (vì bị mất hồi tiếp dương từ cuộn L2-1) trong lúc này điện áp cực B2 của Q2 lại tăng lên (vì bị mất hồi tiếp âm từ cuộn L2-2) nên lúc này dòng điện qua Q1 cấp cho điểm E bị giảm xuống và có xu hướng bị triệt tiêu về 0 đồng thời Q2 lúc này đang ở trạng thái bị khoá (dòng điện từ điểm E qua Q2 để xuống âm nguồn đang bằng 0) sẽ tăng lên nên điện áp ở điểm E sẽ bị giảm xuống khiến cho tất cá các dòng điện có thể có qua toàn bộ các mạch điện đều bị đổi chiều ngược lại như chiều các mũi tên theo hình dưới đây và hình thành nên nửa thứ 2 của dòng điện xoay chiều đi qua tất cả các mạch điện nói trên.
          Khi Q2 bắt đầu mở để cho dòng điện từ điểm E giảm dần thì Q1 sẽ bị hồi tiếp ngược từ cuộn L2-1 (lúc này Suất điện động ξ1 sẽ bị đảo chiều so với nửa chu kỳ trước) khiến cho Q1 sẽ khoá dòng điện từ dương nguồn qua Q1 để cấp cho điểm E nên điện áp diểm E sẽ càng bị giảm mạnh hơn nên dòng điện từ điểm U/2 qua L1 của Tr1 và Sơ cấp của Tr2... đến E sẽ tăng lên nhưng chạy theo chiều ngược lại so với nửa chu kỳ dương nên Suất điện động ξ2 cũng sẽ bị đảo chiều so với trước và tạo thành Xung thuận (trong nửa chu kỳ âm) để tạo thành hồi tiếp dương cho Q2 khiến cho Q2 tạo ra dao động tự kích (đồng thời lúc này Q1 sẽ khoá dòng điện cấp từ nguồn cho điểm E):
Dòng điện trong nửa chu kỳ âm cũng sẽ tăng từ 0 (bằng 0 khi điện áp điểm E bằng điện áp điểm U/2) cho đến cực đại (nhưng dòng điện chạy trong mạch theo chiều ngược lại so với nửa chu kỳ dương trước đó) và đạt trạng thái bão hoà thì cũng sẽ dừng lại giống như sự bão hoà ở nửa chu kỳ dương khiến cho Từ thông đi qua Khung từ của Biến áp Kích xung Tr1 sẽ ngừng biến thiên nên cả 2 Suất điện động ξ1 và ξ2 lại bị triệt tiêu để quay trở lại hình thành nửa chu kỳ dương tiếp theo giống như ban đầu đã được giải thích trên đây.
          Quá trình hình thành và chuyển đổi giửa các nửa chu kỳ âm và dương của sự dạo động tự kích nói trên sẽ tạo thành dòng điện xoay chiều sinh ra trong các mạch điện nói trên bao gồm dòng điện xoay chiều Mạch chính được tạo ra giữa điểm E và điểm U/2 và đi qua L1 của Biến áp Tr1 rồi qua Sơ cấp của Tr2 sau đó qua Tụ C6ghép cách ly dòng một chiều.
          Các dòng xoay chiều mạch phụ là hai Suất điện động ξ1 được sinh ra trong cuộn L2-1 và ξ2 được sinh ra trong cuộn L2-2 của Biến áp Kích xung Tr1.
          Mạch Dao động Tự kích được mô tả theo sơ đồ tối giản như nói trên.
     Sự hình thành dòng điện trong Biến áp Công suất Tr2
          Vì Cuộn Sơ cấp L1 của Biến áp Kích xung Tr1 được ghép nối tiếp với Cuộn Sơ cấp của Biến áp Công suất Tr2 nên khi dòng điện xoay chiều chạy qua trong Mạch chính bao gồm cuộn L1 của Biến áp Tr1 và Sơ cấp của Tr2 thì cũng sẽ khiến cho Biến áp Tr2 tạo ra các Suất điện động ξ tại hai nửa cuộn Thứ cấp với Công suất khá lớn để cấp cho tải cần thiết.
         
Quan trọng nhất đối với Mạch nguồn AT là chính điện áp ra trên cuộn Thứ cấp của Biến áp công suất sẽ vừa cấp điện áp cho tải thì đồng thời sẽ cấp nguồn cho Mạch tạo dao động điều khiển nguồn PWM để cấp cho các L3-1 và L3-2 để khống chế sự dao động tự kích nói trên và đồng thời hình thành quá trình điều khiển Nguồn bằng nguyên lý Switching với khả năng Điều chế Độ rộng Xung(PWM) thông qua IC TL494.
          Mạch trên đây là Mạch tạo Dao động và Điều khiển Độ rộng Xung PWM của Mạch Nguồn Switching Cách ly qua Biến áp Công suất Tr2 như đã được trình bày trên đây:
          Điện áp Vcc được tạo ra ở Thứ cấp của Biến áp Công suất Tr2 bởi Mạch Dao động Tự kích  như đã phân tích trên đây sẽ cung cấp cho Mạch Nguồn nói trên hoạt động, IC TL494 sẽ tạo ra Dao động PWM hai Phase là Osc1 và Osc2 để cấp cho 2 cuộn phản hồi L3-1 và L3-2 để đưa về cho các cuộn hồi tiếp L2-1 và L2-2 nhằm khống chế dao động tự kích ban đầu của mạch gây nên và tạo ra sự dao động có điều khiển duy trì bằng Dao động PWM để đảm bảo ổn định được điện áp ra Vcc cho tải theo yêu cầu...
          Chú ý 1: Tải sẽ được cung cấp bởi điện áp Vcc và điểm nối đất (không được cấp cực âm Vss lấy trực tiếp tại cuộn Thứ cấp của Biến áp Công suất Tr2) vì điểm nối đất sẽ được nối với cực âm Vss của Thứ cấp Biến áp Công suất Tr2 thông qua Điện trở R10 = 1Ω để kiểm tra Cường độ dòng điện tải nếu quá lớn thì nó sẽ làm điện áp so sánh quá tải ở chân 15 (thông qua Điện trở R9 = 270Ω) bị hạ thấp hơn điện áp của điểm nối đất chung của tải và IC TL494 (tức là âm hơn điện áp ở chân 16 - chân 15 là so sánh điện áp âm và chân 16 so sánh điện áp dương: Nếu điện áp vào chân 15 thấp hơn chân 16 thì Mạch sẽ ngắt dao động) khiến cho IC TL494 ngắt dao động nhờ vậy Tải sẽ bị cắt nguồn cung cấp để chống bị quá tải cho Mạch nguồn nói trên.
          Chân 'Com' của Biến áp Kích xung Tr1 được nối với dương nguồn Vcc thông qua R11 = 1k5 để chống bị đoản mạch đối với các xung ngược bị triệt bởi các diode D1 và D2 (2 diode muỗi loại 1N148).
           Mạch trên đây mô tả đầy đủ và hoàn chỉnh hơn phần Nguồn cấp trước cho IC TL494 thông qua phương thức tự dao động: Cực dương nguồn Vcc sẽ cấp nguồn cho tải đồng thời cấp nguồn cho IC TL494 tạo ra dao động PWM để có thể điều khiển ổn định điện áp ra Vcc.
          Cực âm Vss cấp âm nguồn - nối đất cho tải và Mạch IC TL494 thông qua R10 = 1Ω để so sánh Dòng điện quá tải cấp cho tải cần sử dụng.

          Chú ý 2: Theo hình mô tả nói trên, trong một Bộ nguồn AT luôn có 2 Biến áp Xung (có lõi bằng bột ferrit) gồm Biến áp Tr1 là Biến áp Kích xung có kích thước nhỏ chỉ cho phép cung cấp một Công suất tối đa vào khoảng 6 ÷ 10W và Biến áp Công suất có kích thước lớn hơn rất nhiều có thể cung cấp được Công suất tối đa lên tới 200W.
          Mặc dầu vậy, ưu điểm của Biến áp Xung (Tần số cao) là có thể cung cấp được một Công suất tải rất lớn nhưng kích thước của nó nhỏ hơn rất nhiều lần so với các loại Biến áp Sắt từ thông thường hoạt động với Tần số 50 Hz.
          Hình bên đây mô tả một Biến áp Sắt từ thông thường có kích thước lõi bên trong là:
S = 2 x 3 = 6cm2
Có thể cung cấp được một Công suất Tải tối đa là P theo hệ thức kinh nghiệm gần đúng như dưới đây:
P = S2 = 62 = 36 W
Với cùng kích thước và tiết diện lõi như trên nhưng nếu sử dụng Biến áp Xung Tần số cao trong Nguồn Switching thì Công suất tối đa có thể đạt tới 200W. Điều đó cho thấy Nguồn Switching ưu thế gọn nhẹ về kích thước và tính ổn định cao đối với điện áp ra trong lúc sử dụng các Nguồn Biến áp thông thường phải đòi hỏi kích thước cồng kềnh, nặng nề và điện áp ra thay đổi phụ thuộc vào điện áp vào cũng như phụ thuộc mức tiêu thụ của Tải.
²      Trị số của các cuộn Biến áp
Trong các Bộ nguồn AT chỉ có 2 Biến áp là Biến áp Kích xung Tr1 để tự tạo ra dao động tự kích ban đầu vừa để cấp nguồn trước cho IC TL494 hoạt động và sau đó IC TL494 tạo ra Xung dao động có điều chế Độ rộng Xung sẽ cấp trở về để không chế sự dao động tự kích này và tự điều chỉnh lại điện áp ra. Biến áp này chỉ có kích thước rất nhỏ với Tiết diện lõi của các cuộn dây trong khoảng 6 ÷ 10mm2 và có các cuộn dây với số vòng lần lượt như dưới đây:
Đối với Biến áp Tự kích Tr1:

Cuộn Tự kích L1 = 2 vòng cỡ dây 0,5mm (dùng 3 ÷ 4 sợi dây 0,15 cuốn chập với nhau);
Cuộn phản hồi L2-1 = L2-2 = 10 vòng cỡ dây 0,1mm;
Cuộn cấp Xung điều khiển Độ rộng Xung (Xung PWM do IC TL494 tạo ra)L3-1 = L3-2 = 38 vòng cỡ dây 0,15mm
Chú ý Tiết diện cũng như kích thước của Biến áp Kích Xung Tr1 có thể thay đổi và lớn hơn kích thước chuẩn của Biến áp Xung hiện tại (nếu cần thay thế sửa chữa Biến áp Xung hoặc thiết kế mới mà không có loại Biến áp Xung cùng Kích cỡ và Tiết diện thì có thể sử dụng loại lớn hơn nhưng không được bé hơn vì nếu bé hơn sẽ không đủ Công suất yêu cầu) thì trị số các cuộn dây của Biến áp Xung này vẫn được cuốn như vậy, không thay đổi. Đây chính là một đặc tính rất lợi hại của các Nguồn Switching.
Đối với Biến áp Công suất Tr2 (có kích thước và Tiết diện lõi cuốn dây lớn hơn so với Biến áp Kích Xung Tr1 rất nhiều lần) để có thể cung cấp được Công suất Tải tới vài chục W thậm chí lên tới 250W hoặc hơn nữa và các cuộn dây của Biến áp công suất được qui chuẩn theo các tham số kỹ thuật dưới đây:
Cuộn Sơ cấp: 45 vòng cỡ dây 0,3 mm
Cuộn điện áp ra (có nhiều đường điện áp ra) thường được cuốn đối xứng theo kiểu lấy ra 2 nửa cuộn để cho phép chỉnh lưu ra theo 2 nửa chu kỳ dòng điện đối với những đường điện áp cần dòng tải lớn (nếu không cần dòng tải lớn thì chỉ cần cuốn cuộn đơn là đủ) được cuốn theo Hệ thức chuẩn là 3Volt/vòng tức là nếu cần điện áp ra là 12V thì chỉ cần cuốn 2 nửa cuộn 4 vòng x 2 là đủ.

Tác giả bài viết: Dr Trần Phúc Ánh

Read More