Biến áp xung !

[namqn]

Có thể tìm trên mạng tài liệu "Switchmode Power Supply Handbook" của Keith Billings, trong đó có đủ các ví dụ cho các loại nguồn switching cổ điển, tất nhiên cả phần thiết kế và thực hiện biến áp xung. Tôi chỉ cung cấp thông tin chứ không phổ biến tài liệu có bản quyền.

Các bạn cứ xem thử có lẽ sẽ hiểu tại sao ít người muốn đề cập đến biến áp xung.

Thân,

[KnowMore]

Các bác có biết cách nào đo kiểm hay tìm các tham số của các cục Ferrit không?
Theo em chúng ta chỉ cần tìm tần số hoạt động và độ tự cảm, hỗ cảm của biến áp. Việc sử dụng sát công suât của ferrit có lẽ cũng chưa quan trọng với mục đích thí nghiệm học tập.

[KnowMore]

http://www.flazx.info/Twzxc3Yw/0070053308.zip.htm
Anh em thử vào down tài liệu mà anh Nam nói. Em đã down rồi, nhưng dung lượng đến 23M nên không up lên được, muốn gửi cho mod mà google nó không cho.

[hoabinh_st]

Để làm 1 biến áp xung trươc hết bạn phải chọn chế độ hoạt động của nó: FLAYBACK, FORWARD, PUSHPULL. Mổi chế độ này phải tính theo cách khác nhau. Hiện nay ở các chợ có bán các loại feritte có thể chạy ở tần số đến 100KHz là được. Mổi chế độ có ưu điểm và nhược điểm riêng. Ví dụ chọn chế độ flayback, thì mạch sẽ đơn giản nhưng công suất đạt được là thấp nhất so với 2 chế độ kia, nên người ta chỉ ứng dụng chế độ này ở công suất dưới 250W. Để tính toán cho BA này một cách chính xác thì rất khó, tôi chỉ dùng định luật Om cộng thêm vài tính toán khác để tính sơ bộ sau đó dùng các chương trình mô phỏng chạy thử và thử nghiệm tìm giá trị tối ưu khi mà hiệu suất công suất phải đạt ở 12V là 86%, ở 24V là 88% ở 48V là 89-90% (hẹn bài sau sẽ viết tiếp tôi sẽ cố gắng trình bày những gì tôi biêt)

[hoabinh_st]

Flyback SWITCHING

Để hiểu sâu về kỹ thuật FLYBACK SWITCHING, nếu có điều kiện các bạn tìm những cuốn sách chuyên về nguồn switching , Ở đây tôi chỉ có thể giới thiệu những nguyên tắc chính. Xin kèm theo đây các hình về hoạt động của FLYBACK SWITCHING.

-Sơ đồ được mô phỏng đơn giản gồm những thành phần cơ bản: biến áp( TX1), FET(M1), mạch SNUBBER(C1, R2,D2), tách sóng(D1, C2), tải (R1), nguồn DC V1, nguồn xung điều khiển V2, curent sensor R3.

-Hình dạng sóng ở cực D của FET, theo hình này xung âm từ 24V-0 là do FET được switch ON, tương ứng xung ở ngỏ ra cũng là âm không được ra tải bởi diode D1. Xung từ 24V đến 33V là do năng lượng được tích trong biến án tạo ra và trong thời gian này FET switch OFF, tương ứng ngỏ ra sẽ là xung dương và được diode D1 cho ra tải. Vậy có thể hiểu FLYBACK SWITCHING là sử dụng năng lượng phản hồi được nạp vào trong biến áp trước đó.
Xung gai nhọn từ 33V-41V là do năng lượng phản hồi nhưng không dược truyền hết ra tải, nếu biến áp của bạn có hiệu suất lý tưởng 100% thì sẽ không có xung này và không cần mạch SNUBBER ( xem hình FLYBAK 100%HS). Để giảm bớt xung này người ta dùng mạch SNUBBER để điện áp của xung này =1/3 đến 1/5 của xung ra tải.

-Hình dạng sóng Id, theo hình này ta thấy dòng qua cực D của FET gần như tăng tuyến tính, dòng này có thể tính theo công thức I=(V/L)*t ( t là thời gian SWITCH ON của FET). Trong các bộ nguồn switching flyback người ta sử dụng sự thay đổi của dòng Id này để điều khiển công suất ngỏ ra. Một số xung gai nhọn sẽ được lọc bằng mạch RC để không ảnh hưởng đến mạch điều khiển.

(Bài tiếp phương pháp tính toán và cách xác định các giá tri của biến áp FLYBACK SWITCHING)

[namqn]

Nếu đã dùng tiếng Anh, đề nghị bạn dùng chính xác thuật ngữ: flyback thay vì flayback, vì trong sách không hề có flayback.

Thân,

[hoabinh_st]

Phương Pháp Tính Toán Và Cách Xác định Giá Tri Của Ba Flyback Switching

Để xác định các giá trị của BA trong bộ nguồn flyback switching trước nhất cần xác định các thông số ngỏ ra, điện áp ngỏ vào và 1 số thông số về chất lượng của bộ nguồn.
Ví dụ chúng ta cần 1 biến áp để đáp ứng:
- ngỏ ra V=12V , I=10A.
-Ngỏ vào VDC=300V
-Hiệu suất công suất 85%
-Tần số làm việc 50KHz
-Thời gian SWITCH ON 8uS.
Từ đây suy ra công suất ngỏ vào là ((12*10)/85)*100=141W.
Công suất phải đạt trong thời gian SWITCH ON: (141*20)/8=353W.
Dòng trung bình trong thời gian switch on: 353/300=1.18A
Dòng Max ở thời điểm t=8uS là 1.18Ax2= 2.36A.
Từ đó theo công thức I=(V/L)*t tính ra L=1017uH.
Kết quả này cũng tương đương như kết quả phần mềm tính toán như trong hình: THONG SO VAO và THONG SO BA

Còn lại công việc là tìm lỏi feritte, chọn kích cở dây và thực hiện quấn dây để có đủ công suất và trị số L đã tính như trên.

[hoabinh_st]

MÔ PHỎNG 12V 10A Flyback switching

Căn cứ vào kết quả tính toán, có L=1017uH và với các số liệu: nguồn 300VDC, tần số switching = 50KHz, T switch ON= 8uS, tải= 1.2om, xây dựng sơ đồ mô phỏng theo hình MOPHONG 12V 10A ( với biến áp có HS=100%) có kết quả:
-Vout= 13.25V , Iout= 11.05A , Pout=146W
-Idmax (I qua R3)= Vr3max/R3=0.352/0.15=2.34A.
Từ kết quả này ta nhận thấy Imax giữa tính toán và mô phỏng là tương đương (2.34A & 2.36A), công suất ngỏ ra theo tính toán thấp hơn công suất được mô phỏng vì biến áp trong mô phỏng được cho HS=100% cộng với các sai số trong 2 phương pháp tính toán.
Công việc còn lại để có biến áp xung này là tính ra số vòng của cuộn dây sơ cấp, thứ cấp và nguồn cho IC điều khiển cùng với kích cở của các cuộn dây đó.
Khi làm nguồn switching các bạn hảy hết sức cẩn thận vì các lổi lắp ráp có thể gây nguy hiểm cho bạn. Ví dụ như lắp lộn cực tụ lọc nguồn AC vào có thể gây ra nổ tụ nguy hiểm cho mắt của bạn...

[KnowMore]

Bạn hoabinh_st hãy nói thêm cho anh em biết về phương pháp quấn biến áp flyback, cách tính số vòng và đường kính dây?
Thanks!

[hoabinh_st]

Cách tính số vòng, kích cở dây 1 cách chính quy với điều kiện của ta hiện nay là rất khó vì thông số của các loại feritte là hầu như không có. Tôi chỉ có thể hướng dẫn các bạn dựa vào kinh nghiệm. Ví dụ như xác định công suất của các loại feritte: loại 50-70W là loại fer 28x28 khi hoạt động ở tần số 60-70KHz, loại 70-120W là loại fer 28x30 khi hoạt động ở f=60-80KHz...Giờ cũng khuya, mai toi sẽ trình bày tiếp.

[lanhuong]

thông số ferrite

Cách tính số vòng, kích cở dây 1 cách chính quy với điều kiện của ta hiện nay là rất khó vì thông số của các loại feritte là hầu như không có. Tôi chỉ có thể hướng dẫn các bạn dựa vào kinh nghiệm. Ví dụ như xác định công suất của các loại feritte: loại 50-70W là loại fer 28x28 khi hoạt động ở tần số 60-70KHz, loại 70-120W là loại fer 28x30 khi hoạt động ở f=60-80KHz...Giờ cũng khuya, mai toi sẽ trình bày tiếp.

Lan Hương biết trước là sẽ phải bước vào cái ngõ cụt là thông số ferrite .

Nếu không có cách xác định thông số ferrite thì nói ... bao nhiêu cũng vô ích. Cái kiểu "dựa vào kinh nghiệm" của bạn hoabinh_st là không khoa học, khập khiễng và tích lũy sai lầm với nội hàm lớn đó.

Lan Hương.

[KnowMore]

Lan Hương cho mọi người biết kết quả khảo sát một số ferrite mà Lan Hương đã từng làm đi!
Làm thực nghiệm thì rồi cũng ra, nhưng có nhiều người lười lắm!
Hì!

[hoabinh_st]

Cách Tính Số Vòng Và Kích Thước Dây

Ở đây là diển đàn nên tôi biết cái gì thì nói cái đó, các bạn thấy dùng được thì dùng, không thì để tham khảo.
Tôi cũng có tài liệu về 1 số loại fer nhưng nêu ra ở đây chỉ làm rối thêm. Tôi cố trình bày vấn đề đơn giản, chịu khó 1 chút là có thể làm được.
Feritte có nhiều loại, ở thị trường có 2 loại chính: fer hở và fer khít.
Thường fer hở dùng trong nguồn flyback, fer khít dùng cho nguồn forward và pushpull. Có 1 số fer hở rất khó quấn dây cho 1 vài yêu cầu cụ thể ta có thể dùng fer khít rồi chêm thêm giấy cho hở ra để đạt trị số L đã tính.
Để quấn 1 BA flyback, trước nhất xác định công suất, căn cừ vào thực tế và 1 số tài liệu tôi có xin nêu ra 1 vài loại fer: fer 28x28 có công suất 40-70W, fer 28x30-70-120W, fer 35x42- 100-150W, fer 42x42-120-250W trong dải tần số làm việc 60-80KHz.
Sau khi chọn được loại fer ta sẽ có kích thước của nòng và chúng ta tạm lấy chuẩn 5A/1mmvuông, từ đây dựa vào công suất, điện áp vào tính ra dòng trung bình sau đó xác định diện tích dây sơ cấp, tương tự tính dòng trung bình ngỏ ra và xác định diện tích dây ngỏ ra.
Để tính số vòng, trước nhất phải xác định số vòng của cuộn dây sơ cấp theo trị số L đã được tính. Đối với fer hở các bạn nên quấn trước khoãng 10-20 vòng để xác định trị số LA sau đó ta tính ra số vòng cho L của mình, thực tế số vòng của cuộn sơ cấp trong nguồn flyback vào khoãng 40-55 vòng. Từ số vòng của cuộn sơ cấp tính ra số vòng của cuộn thứ cấp dựa vào điện thế vào và điện thế ra nhân với hệ số T SWITCH OFF / T SWITCH ON, kết quả thường cho ra số lẻ, các bạn nên làm tròn sau đó dựa vào cách tính trên tính ngược lại để ra số vòng sơ cấp gần đúng. (cuộn thứ cấp nên quấn từ nhiều dây mà tổng diện tích của nó bằng diện tích được tính và phải đảm bảo điện áp ra của các dây là bằng nhau, nêu điện áp này chênh lệch nhiều sẽ nóng BA thậm chí có thể làm cháy BA của bạn)
Có 1 số fer phải cần đến số vòng rất nhiều (70-90) mới đạt trị số L sẽ chiếm chổ cho các cuộn dây khác. Trong trường hợp này có 2 giải pháp:
- Thay đổi tần số làm việc và tính lại L để có số vòng phù hợp.
- Chuyển sang dùng fer khít.
Chú ý nếu các bạn không quan tâm đến vấn đề kinh tế và không có đủ thiết bị đo thì chọn fer có công suất cao hơn yêu cầu 1 chút để tránh biến áp rơi vào trạng thái bảo hòa do mạch điểu khiển của bạn tính toán không chính xác ( không switch off trước thời điểm bảo hòa).

[hoabinh_st]

Để làm nguồn switching, đối với các bạn mới bắt đầu xin có một vài lời khuyên:
- Nên thiết kế cẩn thận và làm mạch in để sai sót khi lắp ráp thấp nhất
-Hết sức cẩn thận khi lắp ráp, nhất là các tụ điện phải đúng cực và có điện áp chịu đựng cao hơn điện áp làm việc khoãng 1/3 vì các tụ điện ở VN có chất lượng ko kiểm soát được ( ví dụ: nguồn ra 12V các bạn không nên dùng tụ 16V mà nên dùng tụ 25V).
- Diode tách sóng nguồn 220VAC nên dùng diode có chất lượng đảm bảo và lắp ráp phải đúng cực. Nếu tụ lọc ngỏ vào lớn hơn 68uF thì nên gắn nối tiếp thêm điện trở nhiệt 6-8om ở nhiệt độ bình thường và khoãng 0,5om ở 60 độ.
- Biến áp xung phải lắp ráp chính xác để hoạt động đúng chế độ FLYBACK, nếu lộn cực thì biến áp sẽ chuyển sang chế độ forward trong khi các thông số và mạch điều khiển của nó cho FLYBACK thì rất là phiền toái.
- Các bộ nguồn này bao giờ cũng phải có cầu chì ngỏ vào 220VAC thích hợp.
- Trước khi bật nguồn phải kiểm tra kỹ việc lắp ráp, nhất là các tụ điện.
- Cuối cùng là phải mang kính bảo hộ trước khi bật nguồn.

[Lệ-Ngọc]

Tôi cũng có tài liệu về 1 số loại fer nhưng nêu ra ở đây chỉ làm rối thêm. Tôi cố trình bày vấn đề đơn giản, chịu khó 1 chút là có thể làm được.
Feritte có nhiều loại, ...

Để quấn 1 BA flyback, trước nhất xác định công suất, căn cừ vào thực tế và 1 số tài liệu tôi có xin nêu ra 1 vài loại fer: fer 28x28 có công suất 40-70W, fer 28x30-70-120W, fer 35x42- 100-150W, fer 42x42-120-250W trong dải tần số làm việc 60-80KHz.
.................

Có 1 số fer phải cần đến số vòng rất nhiều (70-90) mới đạt trị số L sẽ chiếm chổ cho các cuộn dây khác. Trong trường hợp này có 2 giải pháp:
- Thay đổi tần số làm việc và tính lại L để có số vòng phù hợp.
- Chuyển sang dùng fer khít.
Chú ý nếu các bạn không quan tâm đến vấn đề kinh tế và không có đủ thiết bị đo thì chọn fer có công suất cao hơn yêu cầu 1 chút để tránh biến áp rơi vào trạng thái bảo hòa do mạch điểu khiển của bạn tính toán không chính xác ( không switch off trước thời điểm bảo hòa).

Những chỗ mà Lệ Ngọc đánh dấu trên đây có nội dung rất khiên cưỡng và áp đặt, đúng như chị Lan Hương đánh giá :

Cái kiểu "dựa vào kinh nghiệm" của bạn hoabinh_st là không khoa học, khập khiễng và tích lũy sai lầm với nội hàm lớn

Nói chung là không thể nào biết được là bạn hoabinh_st tính kiểu gì. Với những máy móc chuyên dùng, chúng tôi đã đo kiểm các loại ferrite (không phải fer ) trôi nổi trên thị trường và thấy chúng rất khác nhau về mọi chỉ tiêu kỹ thuật và chắc chắn là khác ... điều bạn nói.

Riêng tần số có hiệu quả truyền năng cao nhất của chúng gần như 100% nằm trong dải tần số 22 KHz -- 47 KHz, không có cái ferrite "hàng chợ Tàu" nào có f(K)max lên tới 50 KHz.

Nói chung, kết luận sau đây :

fer 28x28 có công suất 40-70W, fer 28x30-70-120W, fer 35x42- 100-150W, fer 42x42-120-250W trong dải tần số làm việc 60-80KHz.

... là không có cơ sở khoa học lẫn thực tiễn kỹ thuật .

Xin chào.