Bài viết này chúng ta sẽ cùng điểm qua những thông tin cơ bản về nguồn AC-DC cho người mới bắt đầu. Bài viết này sẽ bao gồm những ý chính sau:
Nguồn AC-DC là gì?
Hầu hết mọi thiết bị điện áp thấp đều cần bộ nguồn để hoạt động. Các thiệt bị này hoạt động trên điện áp một chiều và nguồn điện trong nhà của chúng ta thì cung cấp điện xoay chiều. Bộ nguồn AC-DC được thiết kế để chuyển đổi và hạ nguồn điện AC xuống mức DC an toàn và phù hợp cho các thiết bị điện áp thấp.
Bộ nguồn AC-DC có thể tồn tại dưới dạng một mô-đun để ngoài hoặc được tích hợp trong chính thiết bị. Nhưng dù là loại nào đi nữa thì chúng cũng hoạt động bằng cách chuyển đổi điện áp AC thành mức đầu ra yêu cầu, chỉnh lưu điện áp hình sin và làm mịn đỉnh để cung cấp đầu ra DC tuyến tính, ổn định.
Các loại nguồn AC-DC
Nguồn Cách ly và không cách ly
Sử dụng nguồn điện cách ly có nghĩa là đầu vào AC được tách biệt vật lý khỏi đầu ra DC. Ngược lại, nguồn điện không cách ly được kết nối giữa đầu vào và đầu ra. Nếu bạn sử dụng cho các ứng dụng đòi hỏi độ an toàn cao, bạn sẽ muốn chọn loại nguồn cách ly.
Lưu ý rằng việc đưa máy biến áp vào nguồn cách ly được biết là có thể làm giảm đáng kể hiệu suất của nguồn điện. Nguồn điện không cách ly mang lại hiệu quả cao hơn nhưng đồng thời giảm độ an toàn của bộ nguồn.
Một số hệ thống, như thiết bị y tế, yêu cầu bắt buộc phải sử dụng nguồn điện cách ly. Nguồn điện không cách ly có thể được tìm thấy trong các ứng dụng ít quan trọng hơn, chẳng hạn như chiếu sáng và các cảm biến khác nhau.
Tuyến tính và chế độ chuyển mạch
Bộ nguồn tuyến tính và chế độ chuyển mạch đề cập đến cách tạo ra điện áp đầu ra. Trong nguồn điện tuyến tính, dạng sóng AC được chỉnh lưu, làm mịn và cung cấp cho tải DC. Trong khi đó, nguồn điện ở chế độ chuyển mạch tạo ra xung điện áp tần số cao với PWM.
Nếu bạn cần một nguồn điện giá rẻ và ‘sạch’, bạn sẽ muốn sử dụng một nguồn tuyến tính. Tuy nhiên, bộ nguồn tuyến tính không hiệu quả và dễ nóng lên khi cấp nguồn cho các tải nặng. Nguồn điện ở chế độ chuyển mạch hiệu quả hơn trong việc truyền điện cho tải nhưng lại nổi tiếng về tiếng ồn do chuyển đổi tần số cao tạo ra.
Buck và Boost
Bạn sẽ thường nghe thấy các thuật ngữ “buck” và “boost” liên quan đến nguồn điện. Cấu trúc liên kết buck cho biết nguồn điện giảm dần, trong khi nguồn điện “Boost” chuyển đổi đầu vào thành điện áp đầu ra cao hơn.
Nếu bạn chuyển từ nguồn điện AC xuống để cấp nguồn cho các linh kiện điện áp thấp, bạn sẽ cần nguồn điện AC-DC buck.
Những thách thức trong thiết kế nguồn điện AC-DC
Thật sai khi nghĩ rằng thiết kế nguồn điện AC-DC là một việc dễ dàng. Dưới đây là một số vấn đề phổ biến trong việc thiết kế nguồn.
Tiếng ồn với nguồn chuyển mạch
Đối với nguồn điện ở chế độ chuyển mạch, bộ điều chỉnh chắc chắn sẽ phát ra tiếng ồn. Bạn sẽ cần phải ngăn chặn tiếng ồn và ngăn nó ảnh hưởng đến các thành phần nhạy cảm trong bộ nguồn. Một bộ lọc khử nhiễu tần số cao, sẽ hạn chế đi tiếng ồn.
Sốc điện
Nguồn điện AC-DC dễ bị sốc điện hoặc quá độ từ nguồn điện AC. Có một số tiêu chuẩn (EN61000-4-4, EN61000-4-5) quy định cách nguồn điện phản ứng với các sự kiện như vậy. Để bảo vệ nguồn điện, bạn sẽ cần sử dụng các bộ phận như biến thể oxit kim loại (MOV) và ống phóng điện (GDT).
Quá dòng
Bộ nguồn AC-DC được thiết kế để hoạt động với giới hạn dòng điện tối đa. Tuy nhiên, có những trường hợp tải có thể tạo ra dòng điện nhiều hơn mức cho phép, dù cố ý hay không. Bạn sẽ cần đảm bảo rằng điện áp được giảm xuống 0 trong trường hợp ngắn mạch hoặc quá dòng. Một số bộ nguồn được thiết kế để điều khiển vượt quá giới hạn trong một thời gian ngắn trước khi bảo vệ quá dòng hoạt động.
Bạn sẽ phải đảm bảo rằng bạn đang suy nghĩ về sự an toàn và tuân thủ các chính sách khi làm việc với nguồn điện AC-DC và việc sử dụng phần mềm hỗ trợ mô phỏng sẽ rất có ích. Ví dụ như Cadence PSPICE cho phép bạn mô phỏng hoạt động của nguồn điện trong các điều kiện khác nhau để giúp bạn tối ưu hóa thiết kế của mình cho ứng dụng mong muốn. Có những công cụ tốt nhất là điều cần thiết để tạo ra những thiết kế tốt nhất, an toàn nhất.
Kết bài
Nếu bạn đang có nhu cầu về một bộ nguồn chuyển đổi AC-DC để sử dụng cho ứng dụng của mình, bạn có thể tham khảo qua các bộ nguồn đang có trên website Aladinled.vn, đặc biệt là các sản phẩm nguồn AC-DC Mean Well là một trong những bộ nguồn được đánh giá cao trên toàn thế giới.