Chế tạo nguồn xung ổn áp ngon - bổ - rẻ

[nauda]

Nói theo kiểu ném đá:

- Nguồn kiểu này không có gì mới, nó là dạng nguồn one-shot rất hay gặp trong các đời máy thập niên 7x.

Nói theo kiểu ném đe:

- Nguồn này còn được gọi 1 cách văn hoa là "Constant Current Buck Regulator" nếu thêm thắt vài linh kiện, và vẫn hay gặp trong những máy móc đời 8x, kể cả máy CNC.

Nói theo kiểu ném đèo:

- Thiết kế như vậy là sáng tạo, là hợp với tiêu chuẩn "NGON - BỔ - RẺ", nhưng coi chừng đang đi theo con đường Tàu Khựa... Bởi bổ quá hóa bổ chửng! Tiếc vài hào để hao vài triệu là điều cần suy ngẫm. Ăn bớt vài linh kiện bảo vệ, nhất là bảo vệ nguồn thì không đáng để gọi là bản thiết kế.

Em đưa mạch với mục đích chia sẻ những cái mình làm, và cùng luận bàn góp ý với nhau chứ em không có ý nâng tầm quan trọng lại càng không dám bàn về ...chính trị. Bác ném gì cũng được em xin nhận tất

Nhân tiện về loại nguồn constant current buck regulator bác nhắc đến em xin được thanh minh là nguồn này không phải là loại đó. Nhưng em cũng hiểu ý bác là từ mạch này có thể mod chuyển thành loại nguồn đó rất dễ dàng chỉ với một vài thay đổi nhỏ, đúng không bác? Em cũng mới "mô đi phê" theo ý tưởng đó và mạch chạy khá ổn. Nguồn này dùng cho việc cấp nguồn cho LED rất tốt. Em thử nghiệm thêm chút nữa rồi sẽ post tiếp lên sau để các bác ... ném và chém tiếp

Bác ném cho em chữ "ăn bớt" cũng nặng quá. Sự tình em nào có bê hàng xịn ở đâu về rồi tiến hành đổi hàng tráo hàng, bớt xén để kiếm lời đâu Chỉ là mình tự làm tự dùng thôi và post lên cũng trên tinh thần chia sẻ và cùng luận bàn với anh em thôi. Còn các "bản thiết kế" mà đem lên post vào đây thì em tin là ngay cả bác cũng không "dám" post lên đâu

Luồng này em cũng ý thức post vào chuyên mục Người mới bắt đầu nên đưa mạch từ đơn giản đến phức tạp, ý định ban đầu là sẽ post cập nhật, bổ sung theo từng phiên bản, nhưng không thành vì forum không hỗ trợ kiểu post bài này.

[trandito]

Tôi up lên đây sơ đồ tôi đã vẽ, sao lại gần giống của bạn @nauda, thay thế Q1 và Q2 và vài chi tiết nhỏ của mod @Tuanhonglac. Xin bà con góp ý.

Theo hướng này thì ở trước con DZ2 thêm 1 con trở cầu chì 0,2 ôm/0,5W cho an toàn.

[KVLV]

Em thấy bác gắn tản nhiệt cho TIP42?! Nó bị nóng hay sao bác??

[MENTION=261252]nauda[/MENTION]: tôi đã thử và có vài chi tiết thế này:
Nếu áp vào (input) dưới 15VDC thì Q1 âm ấm, đo dưới 45C.
Nếu áp vào lớn hơn 15VDC thì Q1 lên gần 50C (tôi đo lúc đầu và lúc cuối sau khi nghe hết tuồng cải lương (2 giờ)). Hai trường hợp q1 đều có gắn tản nhiệt (1 miếng nhôm). Tải luôn là con trở 5 ohm.
à: vì tôi không có mấy con BJT như bạn nauda nên thay thế Q1=TIP42C, Q2=2n3904, có thể mấy con trans chạy không đúng. Tôi dùng infrared thermometer (nhiệt kế dùng hồng ngoại) để đo nhiệt độ.

[MENTION=24454]HTTTTH[/MENTION]: tôi đã thử đo ở cathode ds1, trước khi đổi c1(bình thường là con 222) là 30,37KHz. Sau khi gắn song song với con C1 cùng giá trị là 222 thì đo ở cathode của ds1 là 19,41KHz. ồ R1 =1k.
output bình thường 5,05V. input là 6,96Vdc. L1 vẫn vậy, 130 uH.

Theo tôi nghiệm thấy, muốn áp ra là 5V thì dùng con zener diode là 5,6V. Vậy nếu muốn 3V thì dùng con zener là 3,6V.
à phải thay con R1 bằng giá trị từ 100 đến 500ohm (phải thí nghiệm hoặc dùng biến trở).
còn nếu muốn 1,5V thì dùng con zener 2,1V.

À, tôi đã thí nghiệm đổi con zener thành 3,6V, tải là trở 5 ohm, R1=330R, đo ở đầu ra là 3,31V. Đèn led còn sáng.
Thay con zener thành 2,2V, trở r1=330R, tải là trở 5 ohm, đo ở đầu ra 1,65V. (Mua không có con zener 2,1V nên dùng 2,2V). Đèn Led hông sáng. Áp vào (input) là 7,42VDC.

[nauda]

[MENTION=261252]nauda[/MENTION]: tôi đã thử và có vài chi tiết thế này:
Nếu áp vào (input) dưới 15VDC thì Q1 âm ấm, đo dưới 45C.
Nếu áp vào lớn hơn 15VDC thì Q1 lên gần 50C (tôi đo lúc đầu và lúc cuối sau khi nghe hết tuồng cải lương (2 giờ)). Hai trường hợp q1 đều có gắn tản nhiệt (1 miếng nhôm). Tải luôn là con trở 5 ohm.
à: vì tôi không có mấy con BJT như bạn nauda nên thay thế Q1=TIP42C, Q2=2n3904, có thể mấy con trans chạy không đúng. Tôi dùng infrared thermometer (nhiệt kế dùng hồng ngoại) để đo nhiệt độ.

[MENTION=24454]HTTTTH[/MENTION]: tôi đã thử đo ở cathode ds1, trước khi đổi c1(bình thường là con 222) là 30,37KHz. Sau khi gắn song song với con C1 cùng giá trị là 222 thì đo ở cathode của ds1 là 19,41KHz. ồ R1 =1k.
output bình thường 5,05V. input là 6,96Vdc. L1 vẫn vậy, 130 uH.

Theo tôi nghiệm thấy, muốn áp ra là 5V thì dùng con zener diode là 5,6V. Vậy nếu muốn 3V thì dùng con zener là 3,6V.
à phải thay con R1 bằng giá trị từ 100 đến 500ohm (phải thí nghiệm hoặc dùng biến trở).
còn nếu muốn 1,5V thì dùng con zener 2,1V.

À, tôi đã thí nghiệm đổi con zener thành 3,6V, tải là trở 5 ohm, R1=330R, đo ở đầu ra là 3,31V. Đèn led còn sáng.
Thay con zener thành 2,2V, trở r1=330R, tải là trở 5 ohm, đo ở đầu ra 1,65V. (Mua không có con zener 2,1V nên dùng 2,2V). Đèn Led hông sáng. Áp vào (input) là 7,42VDC.

Em nói trước với bác là 2N3904 không lái đựoc hết công suất của TIP42 mà. Ở mạch này Q2 hoạt động ở chế độ khuếch đại dòng, dòng vào là dòng từ R2, dòng ra là dòng kích Q1. Còn Q1 hoạt động ở chế độ switch (vùng bão hòa). Mà vùng bão hòa được mở rộng khi điện áp nguồn vào nâng lên. Do đó khi điện áp nguồn nguồn tăng mà dòng kích từ Q2 cấp cho Q1 không đủ sẽ khiến cho Q1 không đi thể đi vào vùng bão hòa (chế độ C) mà sẽ rơi vào vùng khuếch đại tuyến tính (vùng A). Ở vùng này điện áp rơi trên CE của Q1 rất lớn nên nó sinh nhiệt lớn. Lúc này hiệu suất của mạch sẽ giảm.
Vì vậy giải pháp là bác phải thay Q2 bằng loại phù hợp có Ic max từ 600mA - 1A, chẳng hạn 2N2222A, nhưng nếu thay bằng loại công suất trung bình (1A) thì sẽ tốt hơn.
[MENTION=24454]HTTTTH[/MENTION]: Bác đã thấy rõ là tần số sẽ giảm khi tăng C1 chưa nào, và tần số cũng biến thiên theo điện áp vào nữa.

Edit: [MENTION=149631]KVLV[/MENTION]: điện áp ra = giá trị của đi-ốt zener - 0.6, nếu bác chỉ cần một vài mức điện áp ra thì dùng các đi-ốt zener (Dz1) sẽ hiệu quả. nhưng nếu bác muốn có bộ nguồn ổn áp điều chỉnh liên tục từ 0V thì em sẽ cung cấp sơ đồ khác

[nauda]

Sơ đồ mới. (Phiên bản đặc biệt phục vụ phòng thí nghiệm điện tử)
1. Nâng cấp công suất (50W).
2. Ổn áp dải rộng 0-13.5V
2. Mạch bảo vệ tích cực, chống gần như tất cả các loại cần chống:
- Quá công suất (cầu chì thôi mà)
- Quá tải (chọn dòng quá tải muốn bảo vệ. Cái này chỉ có em làm thôi đấy nhé, các bác ra chợ tìm không ra đâu )
- Chập mạch (một dạng quá tải đặc biệt)
- Mất điều khiển (chống thủng van, chập van công suất, khỏi lo hỏng thiết bị rồi nhé)
- Bảo vệ nguồn điện vào (Chống cạn kiệt cho nguồn Pin, Acqui...Cái này cũng chỉ có em làm thôi đấy nhé, ra chợ hỏi mua loại có "lòng tốt" như thế này hiếm lắm)

Bộ nguồn này là một phần của bộ nguồn công suất thực tế em đang sử dụng, có một số điều chỉnh cho phù hợp với các mục đích đã nêu.

Vẫn trên tinh thần D.I.Y thôi các bác nhé!


Mời các bác ... chém và ném tiếp!

Edit1: [MENTION=149631]KVLV[/MENTION]: Bác cần bộ nguồn điều chỉnh điện áp liên tục có thể dùng như sơ đồ 2.0 này
Edit2: xin lỗi các bác sơ đồ bị nhầm mấy chỗ, để em sửa rồi sẽ up lại (nhưng chắc để tối vì em phải đi công việc rồi)

[thanhhaudt33]

Vâng, mạch em đưa chỉ là phần mạch điện chính. Thực tế khi sư dụng sẽ cần có thêm các mạch bảo vệ phụ, giải pháp đơn giản nhất là cầu chì. Tuy nhiên, với mục đích sử dụng đa năng, nhất là phục vụ việc thí nghiệm thực hành mạch luôn cần một bộ nguồn có cơ cấu bảo vệ chủ động, em sẽ cung cấp thêm mạch bảo vệ mềm (tích cực) sử dụng rơ-le.


Đúng, các thông số mình ghi trên mạch chủ yếu là dựa vào kinh nghiệm. Chẳng hạn cuộn L1 trong mạch này mình sử dụng thanh ferrite thẳng, nhỏ (đường kính 3mm) có giá thành rẻ, rất sẵn. Lõi ferrite thẳng rẻ và dễ quấn dây nhưng hiệu suất thấp hơn lõi xuyến nên chỉ thích hợp với các nguồn công suất nhỏ, chẳng hạn mạch này chỉ cung cấp 5V/1A (5W). Khi nhu cầu cần công suất lớn hơn (trên 10W) thì nên dùng lõi xuyễn. Và một kinh nghiệm nữa là với cùng một giá trị L, lõi thẳng luôn cần quấn nhiều vòng dây hơn. Tiện thể mình cung cấp thêm một kinh nghiệm của cá nhân mình với lõi xuyến, nếu công suất nhỏ cỡ 5W như mạch này lõi xuyến có thể dùng loại có đường kính ngoài 1-1.5cm, khi đó với giá trị L=100uH (giá trị thường dùng của nguồn xung) bạn quấn 12-15 vòng (lõi lớn hơn cần ít vòng dây hơn). Còn ở mạch này, giá trị của cuộn L1 ở khoảng 300-600uH, vì vậy nếu dùng lõi xuyến đường kính 1cm thì quấn 30-40 vòng sẽ được cuộn tương đương. Còn chọn loại dây lại dựa vào dòng điện tối đa cần lấy, chẳng hạn dòng 1A bạn dùng dây 0.3-0.5

Em có thắc mắc thế này mong a.e giúp đỡ, công thức tính dòng qua cuộn cảm cũng theo đl Ôm:I=U/XL,mà XL = 2fL
trong đó2f là hằng số,nên để I tăng thì XL giảm,suy ra trị số điện cảm L giảm.Nên để dòng ra tăng thì nên chọn cuộn cảm có trị số cuộn cảm nhỏ và số vòng ít hay nhiều thì em chưa hiểu lắm.Mong mọi người giúp đỡ

[known]

em đánh dấu bài để làm thử nghiệm

[nauda]

Em có thắc mắc thế này mong a.e giúp đỡ, công thức tính dòng qua cuộn cảm cũng theo đl Ôm:I=U/XL,mà XL = 2fL
trong đó2f là hằng số,nên để I tăng thì XL giảm,suy ra trị số điện cảm L giảm.Nên để dòng ra tăng thì nên chọn cuộn cảm có trị số cuộn cảm nhỏ và số vòng ít hay nhiều thì em chưa hiểu lắm.Mong mọi người giúp đỡ

Cái "dòng điện" mà bác bị lúng túng đó là dòng điện qua cuộn cảm trong các trường hợp khác nhau của cùng một bản chất vấn đề. Định luật Ôm đó là đúng nhưng dòng điện trong đó là dòng cưỡng bức lên cuộn cảm áp đặt bởi nguồn điện bên ngoài. Bản chất của trở kháng XL là sự đối đỉnh của suất điện động tự cảm sinh ra trên cuộn cảm với điện áp bên ngoài đặt lên nó. Gọi là đối đỉnh vì suất điện động tự cảm có chiều ngược lai với chiều của nguồn điện bên ngoài. Cuộn cảm có giá trj L càng lớn thì suất điện động tự cảm càng lớn, do đó cuộn cảm càng có khả năng cản trở lớn. Vì vậy, đoạn mạch có nguồn xoay chiều có chứa cuộn cảm có giá trị L càng lớn thì dòng điện chạy qua mạch càng nhỏ, công thức tính là định luật ôm như trên.
Đó là sự hoạt động của cuộn cảm trong mạch điện có nguồn điện xoay chiều. Ở đó cuộn cảm đóng vai trò như một điện trở. Nhưng ở các mạch điện DC, suất điện động trên cuôn cảm được khai thác để chuyển thành nguồn điện. Vẫn thống nhất với cách hoạt động trong mạch xoay chiều, một cuộn cảm có giá trị càng lớn thì suất điên động sinh ra trên nó càng lớn, và do đó, khi nguồn năng lượng này được giải phóng nó cung cấp một dòng điện lớn. Cuộn cảm lúc này hoạt động như một nguồn điện (chứ không phải là một điện trở như trước).
Như vậy không có sự mâu thuẫn nào cả mà chỉ là bác bị nhầm lẫn giữa hai dòng điện chạy qua cuộn cảm trong hai trường hợp khác nhau: một là dòng điện qua cuộn cảm trong mạch có nguồn điện xoay chiều mà cuộn cảm hoạt động như một điện trở, còn trường hợp thứ hai là dòng điện được giải phóng bởi năng lượng tích trữ trong cuộn cảm, nghĩa là cuộn cảm hoạt động như một nguồn điện.

[nauda]

Em có thắc mắc thế này mong a.e giúp đỡ, công thức tính dòng qua cuộn cảm cũng theo đl Ôm:I=U/XL,mà XL = 2fL
trong đó2f là hằng số,nên để I tăng thì XL giảm,suy ra trị số điện cảm L giảm.Nên để dòng ra tăng thì nên chọn cuộn cảm có trị số cuộn cảm nhỏ và số vòng ít hay nhiều thì em chưa hiểu lắm.Mong mọi người giúp đỡ

Cái "dòng điện" mà bác bị lúng túng đó là dòng điện qua cuộn cảm trong các trường hợp khác nhau của cùng một bản chất vấn đề. Định luật Ôm đó là đúng nhưng dòng điện trong đó là dòng cưỡng bức lên cuộn cảm áp đặt bởi nguồn điện bên ngoài. Bản chất của trở kháng XL là sự đối đỉnh của suất điện động tự cảm sinh ra trên cuộn cảm với điện áp bên ngoài đặt lên nó. Gọi là đối đỉnh vì suất điện động tự cảm có chiều ngược lai với chiều của nguồn điện bên ngoài. Cuộn cảm có giá trj L càng lớn thì suất điện động tự cảm càng lớn, do đó cuộn cảm càng có khả năng cản trở lớn. Vì vậy, đoạn mạch có nguồn xoay chiều có chứa cuộn cảm có giá trị L càng lớn thì dòng điện chạy qua mạch càng nhỏ, công thức tính là định luật ôm như trên.
Đó là sự hoạt động của cuộn cảm trong mạch điện có nguồn điện xoay chiều. Ở đó cuộn cảm đóng vai trò như một điện trở. Nhưng ở các mạch điện DC, suất điện động trên cuôn cảm được khai thác để chuyển thành nguồn điện. Vẫn thống nhất với cách hoạt động trong mạch xoay chiều, một cuộn cảm có giá trị càng lớn thì suất điên động sinh ra trên nó càng lớn, và do đó, khi nguồn năng lượng này được giải phóng nó cung cấp một dòng điện lớn. Cuộn cảm lúc này hoạt động như một nguồn điện (chứ không phải là một điện trở như trước).
Như vậy không có sự mâu thuẫn nào cả mà chỉ là bác bị nhầm lẫn giữa hai dòng điện chạy qua cuộn cảm trong hai trường hợp khác nhau: một là dòng điện qua cuộn cảm trong mạch có nguồn điện xoay chiều mà cuộn cảm hoạt động như một điện trở, còn trường hợp thứ hai là dòng điện được giải phóng bởi năng lượng tích trữ trong cuộn cảm, nghĩa là cuộn cảm hoạt động như một nguồn điện.

[nauda]

Mạch mới phức tạp hơn và là mạch của bộ nguồn hoàn chỉnh, nhưng để thuận tiện hơn cho việc theo dõi của các bác em đã post sang luồng mới ở bênđây. Mời các bác thảo luận tiếp bên đó.