nghiên cứu thiết kế mạch nguồn ổn áp dc kiểu flyback với nhiều mức điện áp đầu ra

Ứng dụng : Mạch nguồn được sử dụng vào rất nhiều thiết bị điện trong đời sống điển hình như mạch hạ áp, mạch tăng áp, cấp nguồn cho các thiết bị, mạch ổn áp,… Hiện nay có rất nhiều loại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN ỔN ÁP DC KIỂU FLYBACK VỚI NHIỀU MỨC ĐIỆN ÁP ĐẦU RA

Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Văn Phát

ii

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN ỔN ÁP DC KIỂU FLYBACK

VỚI NHIỀU MỨC ĐIỆN ÁP RA

Giảng viên hướng dẫn: ThS Phạm Văn Phát Sinh viên thực hiện: Trần Huỳnh Đức Thắng a

Nguyễn Huỳnh Đang b Mã sinh viên: 1911505120252 a 1911505120214 b

Đà Nẵng, 1/2024

trang này bằng Nhận xét của giảng viên hướng dẫn}

iv trang này bằng Nhận xét của giảng viên phản biện}

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN ỔN ÁP DC KIỂU

FLYBACK VỚI NHIỀU MỨC ĐIỆN ÁP ĐẦU RA

Sinh viên thực hiện:

Nhóm thực hiện đề tài “Nghiên cứu, thiết kế mạch nguồn ổn áp DC kiểu Flyback với nhiều mức điện áp đầu ra.” với yêu cầu về thông số kỹ thuật:

• Điện áp đầu vào: 85V AC đến 250V AC • Tần số 50 Hz

• Điện áp đầu ra: 12V DC và 5V DC • Dòng điện đầu ra: 3A

• Tần số hoạt động: 80KHz Đề tài sử dụng nguyên lý hoạt động của mạch nguồn Flyback và các linh kiện điện tử như IC nguồn UC 3842B, MOSFET, biến áp Flyback,… Tính toán, thiết kế một mạch nguồn Flyback

Kết quả sau khi hoàn thành mạch sẽ cho ra được hai mức điện áp đầu ra ổn định cung cấp cho các thiệt bị tương ứng

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN ỔN ÁP DC KIỂU FLYBACK

VỚI NHIỀU MỨC ĐIỆN ÁP ĐẦU RA

2 Các số liệu ban đầu:

Tài liệu về nguồn xung và biến áp Flyback Tài liệu về IC UC3842, MOSFET

3 Nội dung chính của đề tài:

Nghiên cứu tổng quan về đề tài Nghiên cứu thiết kế mô hình mạch nguồn Flyback Tính toán và quấn biến áp Flyback

Chạy thử nghiệm, đánh giá và điều chỉnh độ chính xác của hệ thống

4 Các sản phẩm dự kiến:

Báo cáo đồ án Mô hình mạch nguồn Flyback

5 Ngày giao đồ án: / /202 6 Ngày nộp đồ án: / /202

Đà Nẵng, ngày tháng năm 202

ThS Phạm Văn Phát

Khoa Điện – Điện tử Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 Họ và tên sinh viên 1: Trần Huỳnh Đức Thắng Mã sinh viên: 1911505120252 2 Họ và tên sinh viên 2: Nguyễn Huỳnh Đang Mã sinh viên: 1911505120214 3 Họ và tên người hướng dẫn: ThS Phạm Văn Phát

4 Đề tài

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN ỔN ÁP DC KIỂU FLYBACK VỚI

NHIỀU MỨC ĐIỆN ÁP ĐẦU RA

Thời gian thực hiện: từ ngày / /202 đến / /202

5 Mục tiêu

Hoàn thành được mô hình mạch nguồn Flyback đúng tiến độ Hiểu được nguyên lý hoạt động, tính toán và quấn được biến áp Flyback Lắp ráp và vận hành được sản phẩm theo yêu cầu đề ra

Hoàn thành báo cáo đồ án

6 Nội dung chính

Nghiên cứu tổng quan về đề tài Nghiên cứu thiết kế mô hình mạch nguồn Flyback Tính toán và quấn biến áp Flyback

Chạy thử nghiệm, đánh giá và điều chỉnh độ chính xác của hệ thống

7 Kết quả dự kiến đạt được

Báo cáo đồ án Mô hình mạch nguồn Flyback

8 Tiến độ công việc

viii

Gặp GVHD Tìm đề tài, soạn nhiệm vụ, đề cương đồ án

“Nghiên cứu, thiết kế mạch ổn áp DC kiểu Flyback với nhiều điện áp đầu ra”

Hoàn thành soạn đề cương, nhiệm vụ đồ án

Tuần 3

Tìm hiểu hoạt động của mạch nguồn xung, mạch nguồn Flyback

Xây dựng sơ đồ khối của mạch

Hiểu rõ nguyên lý hoạt động mạch nguồn xung, mạch nguồn Flyback

Hoàn thành sơ đồ khối

Xây dựng sơ đồ khối của

Báo cáo GVHD Tổng hợp linh kiện cần dùng

Tổng hợp đầy đủ bảng linh kiện cần sử dụng

Vẽ sơ đồ nguyên lý Báo cáo GVHD Tìm hiểu cách hoạt động của từng linh kiện

Thiết kế hoàn thành sơ đồ nguyên lý

Hiểu rõ cách hoạt động của từng linh kiện

Báo cáo GVHD Tìm hiểu cách hoạt động của từng linh kiện

Hiểu rõ cách thức hoạt động của các linh kiện

Tuần 9

Báo cáo GVHD Tiến hành tính toán thông số các linh kiện

Hoàn thàn tính toán chọn linh kiện

công mạch

(nếu có)

Tuần 14

Báo cáo GVHD Chỉnh sửa, in báo cáo đồ án

Chỉnh sửa và hoàn thiện báo cáo

x Xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng nhóm và được sự hướng dẫn khoa học của ThS.Phạm Văn Phát Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là do nhóm tôi thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và không sao chép từ tài liệu hay công trình trước đó Những thông tin phục vụ cho đề tài được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau và có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo Nếu có bất kỳ sự gian lận nào chúng tôi xin chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình

Đã thực hiện chỉnh sửa, bổ sung theo đúng yêu cầu của Giảng viên phản biện và Hội đồng chấm

Người thực hiện đề tài

Trần Huỳnh Đức Thắng

Nguyễn Huỳnh Đang

Để có được thành công của ngày hôm nay, không thể thiếu được sự trải nghiệm, học hỏi, giúp đỡ của những bậc thầy đi trước

Lời đầu tiên, chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy, Cô khoa Điện – Điện tử, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật - Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện về thời gian để nhóm hoàn thành đồ án này Đặc biệt, nhóm xin chân thành cảm ơn Thầy Phạm Văn Phát, trong suốt thời gian hoàn thành đề tài Thầy đã quan tâm, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất để nhóm hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Cuối cùng, chúng em xin cảm ơn bố mẹ, bạn bè đã hỗ trợ, khích lệ, chia sẻ, giúp đỡ nhóm trong quá trình học tập và hoàn thành đồ án này

Nếu thiếu đi những sự đóng góp và hỗ trợ của quý thầy cô giáo, gia đình, bạn bè thì chúng em không thể hoàn thành khóa học cũng như báo cáo tốt nghiệp này Một lần nữa xin chân thành gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến tất cả Nhóm xin chúc quý Thầy, Cô, Ban lãnh đạo Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đại học Đà Nẵng, bố mẹ, bạn bè dồi dào sức khỏe, gặp nhiều may mắn, thành công trong công việc cũng như trong cuộc sống Tuy được hướng dẫn tận tình nhưng kiến thức của nhóm còn hạn chế, không tránh khỏi những sai sót trong quá trình thực hiện đề tài và báo cáo đồ án tốt nghiệp Nhóm xin nhận được sự góp ý từ quý Thầy, Cô trong hội đồng bảo vệ!

Xin chân thành cảm ơn!

Người thực hiện đề tài

Trần Huỳnh Đức Thắng – Nguyễn Huỳnh Đang

xii

TÓM TẮT v

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP vi

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP vii

LỜI CAM ĐOAN x

LỜI CẢM ƠN xi

MỤC LỤC xii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ xiv

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT xvi

LỜI MỞ ĐẦU xvii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1

1.1 Giới thiệu chung về mạch nguồn 1

1.6 Mục tiêu nghiên cứu 9

1.7 Đối tượng nghiên cứu 10

1.8 Nội dung thực hiện 10

1.9 Bố cục đồ án 10

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11

2.1 Nguồn xung Flyback 11

2.2.2 Lịch sử ra đời máy biến áp Flyback 21

2.2.3 Giới thiệu máy biến áp Flyback 21

2.2.4 Cấu tạo máy biến áp Flyback 22

2.2.5 Nguyên lý hoạt động 23

2.2.6 Thiết kế biến áp Flyback 24

2.2.7 Yêu cầu kỹ thuật 24

2.2.8 Ứng dụng 25

2.4.3 Ưu nhược điểm 37

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 38

3.1 Thiết kế sơ đồ khối 38

3.2 Tính toán và chọn linh kiện 39

3.2.1 Tụ điện đầu vào 39

3.2.2 MOSFET 39

3.2.3 Mạch cổng của MOSFET R8, D6 40

3.2.4 Biến áp Flyback 40

3.2.5 Tính toán bảo vệ quá dòng R12 42

3.2.6 Tính toán khối dập xung ngược 42

3.2.7 Điện áp cấp nguồn cho IC nguồn R7, D2, C5 43

3.2.8 Điện áp đầu ra cuộn 12 V D3, C9, C10, C11, L1 43

3.2.9 Điện áp đầu ra cuộn 5 V D5, C12, C13, C14, L2 44

3.3 Thiết kế từng khối 45

3.3.1 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 45

3.3.2 Khối lọc nhiễu, chỉnh lưu 47

3.3.3 Khối chuyển mạch 48

3.3.4 Khối biến áp xung 48

3.3.5 Khối ổn áp 49

3.3.6 Khối hồi tiếp 50

3.3.7 Khối tạo xung 51

3.3.8 Khối chỉnh lưu đầu ra 52

3.3.9 Nguyên lý hoạt động của mạch 52

3.4 Thi công phần cứng 53

3.4.1 Thi công biến áp Flyback 53

3.4.2 Thi công board mạch 54

3.5 Thi công mô hình 56

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ, NHẬT XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 57

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

PHỤ LỤC 64

PHỤ LỤC 1: Datasheet lõi EI 33 64

Hình 1.6: Sơ đồ cơ bản của bộ chuyển đổi Forward 5

Hình 1.7: Sơ đồ cơ bản của Flyback Converter 6

Hình 1.8: Sơ đồ cơ bản của Haif-Bridge Converter 7

Hình 1.9: Ba chế độ dòng qua cuộn cảm 8

Hình 1.10: Nguyên tắc điều khiển điện áp 8

Hình 1.11: Nguyên tắc điều khiển dòng điện 9

Hình 2.1: Cấu tạo của một mạch nguồn Flyback 11

Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động cơ bản của mạch nguồn Flyback 13

Hình 2.3: Sơ đồ tương đương khi đóng S 14

Hình 2.4: Mạch tương đương khi S ngắt 15

Hình 2.5: Dạng sóng cơ bản của cấu trúc liên kết Flyback 17

Hình 2.6: Sơ đồ mạch cơ bản về cấu trúc liên kết Flyback SMPS 18

Hình 2.7: Máy biến áp Flyback 21

Hình2.8: Sơ đồ mạch cơ bản của máy biến áp Flyback 22

Hình 2.9: Dạng sóng dòng điện của biến áp Flyback 23

Hình 2.10: IC UC3842B 27

Hình 2.11: Sơ đồ chân IC UC3842B 27

Hình 2.12: Sơ đồ cấu trúc bên trong của UC 3842B 29

Hình 2.13: MOSFET 10N60 34

Hình 3.1: Sơ đồ khối của mạch 38

Hình 3.2: Phần mềm vẽ mạch EasyEDA 45

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 46

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý khối lọc nhiễu,chỉnh lưu 47

Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý khối chuyển mạch 48

Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý khối biến áp Flyback 49

Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý khối ổn áp 50

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý khối hồi tiếp 50

Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý khối tạo xung 51

Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý khối chỉnh lưu đầu ra 52

Hình 3.11: Bố trí các lớp dây của biến áp Flyback 53

Hình 3.12: Quá trình quấn biến áp Flyback 53

Hình 3.13: Quá trình đo và đóng lõi biến áp 54

Hình 3.14: Hoàn thiện biến áp Flyback 54

Hình 3.15: Sơ đồ bố trí linh kiện 54

Hình 3.16: Layout mạch 54

Hình 3.17: Mạch hoàn thiện 55

Hình 3.18: Hộp mô hình 56

Hình 3.19: Mô hình hoàn thiện 56

Hình 4.1: Mô hình khi chưa có tải 57

Hình 4.2: Mô hình khi có tải 57

Hình 4.3: Dạng sóng đầu ra khi không có tải 58

Hình 4.5: Điện áp hồi tiếp của mạch 59

Hình 4.6: Xung điều khiển của mạch 59

Hình 4.7: Điện áp tụ nguồn nuôi 59

Hình 4.8: Các điện trở công suất 59

Hình 4.9: Biểu đồ điện áp đầu ra nguồn 12V 60

Hình 4.10: Biểu đồ điện áp đầu ra nguồn 5V 60

Bảng 2.1: Thông số giới hạn tối đa của UC 3842B 28

Bảng 2.2: Thông số hoạt động đề xuất của UC 3842B 28

Bảng 2.3: Thông số giới hạn tối đa của MOSFET 10N60 34

Bảng 2.4: Bảng đặc tính điện của MOSFET 10N60 35

Bảng 3.1: Danh sách linh kiện 55

Bảng 4.1: Kết quả đo thực tế 60

xvi

Nguồn điện là một phần rất quan trọng đối với một mạch điện hay một hệ thống điện nào đó Nguồn điện ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của mạch hay hệ thống Đối với mỗi mạch điện hay hệ thống nó cần đòi hỏi các nguồn đầu vào khác nhau từ một nguồn đầu vào cố định hay có sẵn Nguồn DC được sử dụng rất rộng rãi và được sử dụng hầu hết trong các mạch điện hay các hệ thống điện Nhưng để sử dụng nguồn DC vào hệ thống của mình thì nguồn DC này cần phải được biến đổi thành nguồn DC khác hay nhiều nguồn DC cung cấp cho hệ thống Ví dụ như mình có 1 nguồn đầu vào là 220V mà hệ thống của mình nó chạy 12V thì lúc này chúng ta phải biến đổi điện áp từ 220V xuống 12V để chạy được hệ thống của chúng ta

Hiện nay thì nguồn xung hay nói cách khác nó là các bộ nguồn biến đổi DC-DC nó được sử dụng phổ biến hầu hết trên các mạch điện và các hệ thống điện tự động Với ưu điểm là khả năng cho hiệu suất đầu ra cao, tổn hao thấp, ổn định được điện áp đầu ra

khi đầu vào thay đổi, cho nhiều đầu ra khi với một đầu vào Đề tài “ NGHIÊN CỨU,

THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN ỔN ÁP DC KIỂU FLYBACK VỚI NHIỀU MỨC ĐIỆN ÁP ĐẦU RA VỚI NHIỀU MỨC ĐIỆN ÁP ĐẦU RA.” Nhằm mục đích tìm

hiểu kỹ hơn về nguyên lý hoạt động của mạch nguồn và đồng thời cũng cố thêm kỹ năng thiết kế mạch nguồn tương tự Đề tài sẽ tập trung vào việc Nghiên cứu, thiết kế mạch nguồn ổn áp DC kiểu Flyback với nhiều mức điện áp đầu ra, bao gồm các linh kiện như MOSFET, IC nguồn, biến áp Flyback,… giúp cho mạch nguồn trở nên ổn định và chính xác hơn

Đề tài gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan về đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Thiết kế và thi công mạch Chương 4: Kết quả, nhận xét và đánh giá

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Chương này trình bày các phần: Các vấn đề liên quan đến mạch nguồn, ứng dụng của mạch nguồn Từ đó nêu ra lý do chọn đề tài, mục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu và bố cục đồ án

1.1 Giới thiệu chung về mạch nguồn

1.1.1 Mạch nguồn

Mạch nguồn là mạch dùng để cung cấp nguồn điện cho các thiết bị điện Ngày nay trong đời sống gia đình của chúng ta thì hầu hết các thiết bị điện mà chúng ta sử dụng (TV, bếp từ, đầu đĩa, điều hòa, máy tính, ) thì các mạch điều khiển đều sử dụng dòng điện một chiều Nhưng mà chúng ta sử dụng hiện nay lại là dòng điện lưới xoay chiều 220V, vậy sao có thể sử dụng được các thiết bị trên thì mạch nguồn chính là một giải pháp

Hình 1.1: Nguyên tắc hoạt động của DC_DC Converter

Ứng dụng : Mạch nguồn được sử dụng vào rất nhiều thiết bị điện trong đời sống điển hình như mạch hạ áp, mạch tăng áp, cấp nguồn cho các thiết bị, mạch ổn áp,…

Hiện nay có rất nhiều loại mạch nguồn nhưng tất cả các loại đều có chung một chức năng biến đổi điện áp đầu vào và đưa ra một điện áp đầu ra thích hợp với loại thiết bị cần sử dụng

Mạch nguồn sẽ gồm 1 đầu dây nối với nguồn điện để đưa dòng điện đi qua điện trở hoặc biến áp nhỏ, một công tắc tự đông, một bộ băm xung và chình lưu, tất cả các mạch thì được điều khiển bằng một IC nguồn để đưa điện áp đầu ra Về cơ bản thì có 2 loại mạch nguồn: bộ biến đổi DC-DC và mạch nguồn xung

1.2 Mạch biến đổi DC-DC

Mạch biến đổi DC-DC là mạch thay đổi điện áp của dòng điện phù hợp với thiết bị cần sử dụng, dùng để điều khiển giá trị trung bình điện áp ngõ ra từ dòng điện 1 chiều ở ngõ vào Về cơ bản thì bộ chuyển đổi DC-DC vẫn là 1 mạch nguồn và ứng dụng cảm ứng điện từ Có 3 loại bộ biến đổi DC-Dc cơ bản là Buck Converter, Boost Converter, Buck-Boost Converter

1.2.1 Buck Converter

Buck converter còn được gọi là step – down converter: là mạch băm xung một chiều cơ bản nhất Sử dụng một linh kiện bán dẫn mắc nối tiếp thực hiện băm xung điện áp vào, thông qua L và C thực hiện quá trình lọc vào đưa ra tải Diode D thực hiện nhiệm vụ dẫn dòng liên tục trong cuộn cảm L Giá trị điện áp vào sẽ luôn lớn hơn giá trị điện áp ra

tải R chính là dòng xả của cuộn dây L và tụ C IO= IL – IC ( dấu – vì chiều quy ước của IC chạy về C) Với cuộn dây có điện cảm và tụ có điện dung đủ lớn thì ta sẽ có điện áp đầu ra VO gần như phẳng (gợn sóng chỉ vài mV) VO = IO * R

1.2.2 Boost Converter

Boost Converter hay còn gọi là mạch boost hay mạch boost áp: là một trong những loại bộ chuyển đổi điện áp công tắc hoạt động ở chế độ đơn giản nhất Như tên gọi thì khi cấp điện áp cho mạch thì mạch sẽ tăng điện áp đầu vào lên Mạch gồm cuộn cảm, công tắc bán dẫn (ngày nay dùng MOSFET), diode và tụ điện Đồng thời cũng cần có một nguồn sóng vuông tuần hoàn

Hình 1.3: Boost Converter

Nguyên lý hoạt động như sau: Khi khóa đóng thì lúc này điện áp trở L sẽ bằng điện áp đầu vào VIN (giả thiết van là lý tưởng tức khi thông dòng trở CE bằng 0) lúc này thì diode D ngắt do bị phân cực ngược, đồng thời cắt mạch nguồn vào với mạch nguồn ra và trong cuộn dây L xuất hiện dòng điện và tăng dần từ giá trị ban đầu Imin, lúc này thì tụ C xả cung cấp dòng duy trì cho tải Khi khóa mở thì trên cuộn dây L xuất hiện một điện từ cảm chống lại sự giảm dòng IL và khi đó diode dẫn, dòng điện chạy qua nạp cho tụ C đồng thời duy trì điện áp cấp cho tải R Quá trình như vậy lặp đi lặp lại và có điện ấp cấp cho tải

1.2.3 Buck-Boost Converter

Buck-Boost Converter là bộ chuyển đổi DC-DC dùng cùng khái niệm của hai bộ chuyển đổi Buck và Boost nhưng được tích hợp đơn giản hóa và trong một mạch Cũng như tên gọi tính năng chính của mạch là khả năng làm cho điện áp đầu ra ổn định ở một mức điện áp không đổi ngay cả khi điện áp đầu vào giảm xuống dưới hoặc tăng lên cao hơn điện áp đầu ra, điều này nói lên mạch có thể hoạt động cả hai chế độ Buck hay Boost tùy thuộc vào điện áp đầu vào

Hình 1.4: Buck-Boost Converter

Mạch hoạt động theo nguyên lý biến đổi điện áp dương DC ở nguồn đầu vào thành điện áp âm ở nguồn đầu ra Hoạt động của mạch phụ thuộc vào trạng thái bật tắt của MOSFET MOSFET ở trạng thái bật sẽ có dòng điện đi qua cuộn cảm L tăng và diode D ở trạng thái chặn MOSFET khi ở trạng thái tắt có dòng điện đi qua cuộn cảm L không

thể thay đổi đột ngột nên diode D phải mang dòng điện để chuyển mạch và bắt đầu dẫn điện Điện áp được chuyển từ cuộn cảm L sang tụ điện C dẫn đến dòng điện trong cuộn cảm L giảm và điện áp trên điện trở R có cực tính ngược so với điện áp đầu vào

1.3 Mạch nguồn xung

Nguồn xung hiện tại đang được sử dụng rất phổ biến trên các loại thiết bị điện do có hiệu suất cao, linh loạt trong việc chuyển đổi đầu ra Có thể có nhiều đầu ra với 1 đầu đưa nguồn điện vào Bộ nguồn có chức năng biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều bằng phương pháp xung sử dụng mạch điện tử và kết hợp với một biến áp Flyback

Hình 1.5: Ví dụ về mạch nguồn xung

Nguyên lý hoạt động: Điện áp xoay chiều AC đi qua một mạch lọc nhiễu cao tần để loại những nhiễu cao tần do dòng điện đầu vào gây ra có thể đánh chết cầu diode sau đó chỉnh lưu qua cầu diode trở thành dòng điện một chiều DC sau đó được làm phẳng bởi tụ lọc sơ cấp

Dòng điện sau khi chỉnh lưu sẽ đi qua điện trở mồi và đến biến áp Flyback Dòng điện đi qua điện trở mồi sẽ bị sụt áp trên đó để cấp nguồn vào chân Vcc của IC nguồn hay còn gọi là nguồn cấp trước Sau đó điện áp nguồn Vcc của IC nguồn sẽ lấy từ mạch nguồn phụ của biến áp Flyback Mạch nguồn phụ này bao gồm một diode và một điện trở và tụ duy trì để IC nguồn hoạt động

Khi IC nguồn hoạt động nó sẽ đưa ra xung điều khiển đến chân G của MOSFET nhằm điều khiển MOSFET làm việc ở chế độ đóng mở để tạo ra từ trường bên sơ cấp khi đó tạo ra điện áp cảm ứng bên thứ cấp của biến áp Flyback

Điện áp cảm ứng của biến áp Flyback bên thứ cấp được chỉnh lưu thành điện môt chiều và được làm phẳng bởi tụ lọc Điện áp ra bên thứ cấp sẽ được kết nối với mạch lấy mẫu và mạch phát hiện điện áp lỗi nhằm khống chế điện áp đầu ra Khi điện áp đầu ra tăng hoặc giảm thì mạch sẽ báo về IC nguồn để IC nguồn điều khiển MOSFET khống chế điện áp đầu ra

Nguồn xung gồm các loại: Flyback, Forward, Haif-Bridge,…

1.3.1 Forward Converter

Forward Converter hay còn gọi là bộ biến đổi Forward là một bộ chuyển đổi giống như bộ chuyển đổi Flyback và Haif-bridge, có thể cung cấp điện áp đầu ra cao hơn hoặc thấp hơn điện áp đầu vào và cách ly điện áp thông qua biến áp Mặc dù phức tạp hơn Flyback nhưng thiết kế bộ chuyển đổi thuận có thể mang lại công suất đầu ra cao hơn (thường lên tới 200W) cùng với hiệu suất năng lượng cao hơn

Mạch điện ở phía thứ cấp (tức là bên phải) gần giống với bộ chuyển đổi Buck và bộ chuyển đổi forward lưu trữ và cung cấp năng lượng theo cách tương tự Phần tử chuyển mạch, thường là MOSFET, lý tưởng nhất là được mở hoặc đóng để bộ chuyển đổi forward sẽ luân phiên giữa hai trạng thái khác nhau

Hình 1.6: Sơ đồ cơ bản của bộ chuyển đổi Forward

Khi công tắc đóng (MOSFET ở trạng thái bật), dòng điện chạy qua cả cuộn dây sơ cấp (ngoài cùng bên trái) và cuộn dây thứ cấp Ở trạng thái này, năng lượng được lưu trữ trong cuộn cảm và tụ điện, và không có dòng điện chạy qua cuộn dây cấp ba (giữa) do diode cấp ba bị phân cực dự trữ

Khi công tắc mở, dòng điện bị ngăn cản chạy trong cuộn sơ cấp và thứ cấp Nguồn được cung cấp cho tải bằng cuộn cảm trong khi diode ngoài cùng bên phải cung cấp đường dẫn trở lại cho dòng điện Tuy nhiên, cuộn dây máy biến áp vẫn hoạt động như cuộn cảm ghép nối, do đó cuộn dây thứ ba được thêm vào để thiết lập lại từ thông được lưu trữ trong lõi máy biến áp, tạo ra dòng điện ngược chiều kim đồng hồ để trả lại năng lượng cho nguồn điện áp đầu vào

Khi cuộn cảm tiếp tục cung cấp năng lượng dự trữ cho tải, dòng điện trong cuộn cảm sẽ bắt đầu giảm Sự sụt giảm dòng điện này tiếp tục cho đến trạng thái bật tiếp theo, khi dòng điện tăng lên giá trị trước đó Hiện tượng không mong muốn này được gọi là gợn sóng đầu ra và thường được giảm xuống mức chấp nhận được bằng cách đặt một tụ

điện "làm mịn" lớn phù hợp song song với đầu ra Độ gợn đầu ra cũng có thể được giảm bằng cách thiết kế bộ chuyển đổi hoạt động ở tần số chuyển mạch cao hơn, rút ngắn khoảng thời gian ở trạng thái tắt

1.3.2 Flyback Converter

Flyback Converter hay bộ biến đổi Flyback là một cấu trúc liên kế cung cấp điện sử dụng cuộn cảm ghép đôi lẫn nhau, để lưu trữ năng lượng khi dòng điện chạy qua và giải phóng năng lượng khi nguồn điện bị ngắt Bộ biến đổi Flyback tương tự như mạch Boost về cấu tạo và hiệu suất Tuy nhiên, cuộn sơ cấp của máy biến áp thay thế cuộn cảm trong khi cuộn thứ cấp cung cấp đầu ra Trong cấu hình Flyback, cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp được sử dụng như hai cuộn cảm riêng biệt

Hình 1.7: Sơ đồ cơ bản của Flyback Converter

Khi có dòng điện chạy qua cuộn cảm bị cắt, năng lượng tích trữ trong từ trường được giải phóng do sự đổi chiều đột ngột của điện áp ở cực Nếu một diode được đặt ở vị trí để dẫn năng lượng tích trữ đến một nơi nào đó hữu ích, thì diode đó được gọi là diode Flyback Điều này chỉ yêu cầu một cuộn dây trên cuộn cảm, vì vậy cuộn cảm sẽ được gọi là biến áp Flyback Sự sắp xếp này có đặc tính thú vị là chỉ truyền năng lượng sang phía thứ cấp của nguồn điện khi công tắc sơ cấp tắt

Mạch Flyback cơ bản sử dụng một số lượng linh kiện tương đối nhỏ Thiết bị chuyển mạch cắt điện áp một chiều DC đầu vào và năng lượng trong cuộn sơ cấp được chuyển sang thứ cấp thông qua máy biến áp chuyển mạch Một diode trong cuộn thứ cấp chỉnh lưu điện áp trong khi tụ điện làm mịn điện áp chỉnh lưu Trong mạch thực tế, một mạch phản hồi được sử dụng để giám sát điện áp đầu ra

Trong ứng dụng điển hình, thiết bị chuyển mạch như MOSFET được bật và tắt thường bằng tín hiệu điều chế độ rộng xung Cực của máy biến áp thường được đảo ngược để khi MOSFET bật, dòng điện chạy trong cuộn sơ cấp, tuy nhiên, diode thứ cấp được phân cực ngược và dòng điện không chạy trong cuộn dây này Năng lượng được

lưu trữ trong máy biến áp cho đến khi tắt MOSFET Năng lượng được lưu trữ tạo ra dòng điện phân cực thuận diode sẽ chỉnh lưu nó để tạo ra đầu ra một chiều DC

1.3.3 Haif-Bridge Converter

Haif-Bridge hay còn gọi bộ biến đổi nửa cầu là một loại bộ chuyển đổi có thể cung cấp điện áp đầu ra cao hơn hoặc thấp hơn điện áp đầu vào và có thể cách ly điện thông qua máy biến áp So với bộ chuyển đổi Flyback hoặc Forward, thiết kế bộ chuyển đổi nửa cầu có thể mang lại công suất đầu ra cao hơn và sử dụng các bộ phận nhỏ hơn và ít tốn kém hơn Cấu trúc liên kết hai đầu của bộ chuyển đổi nửa cầu giúp tối đa hóa việc sử dụng máy biến áp

Hình 1.8: Sơ đồ cơ bản của Haif-Bridge Converter

Trong hình 1.8, cho thấy sơ đồ giai đoạn công suất của bộ chuyển đổi nguồn cấu trúc liên kết Half-Bridge Có ba trạng thái hoạt động của bộ chuyển đổi nguồn Half-Bridge Máy biến áp thứ cấp được bố trí theo cấu hình có vòi ở giữa với vòi ở giữa được kết nối với bộ lọc LC đầu ra

Bộ chỉnh lưu đồng bộ được sử dụng để chỉnh lưu thứ cấp Với bộ chuyển đổi nửa cầu, MOSFET đồng bộ thường được bật Tuy nhiên, khi một trong các MOSFET chính được bật thì các MOSFET đồng bộ sẽ bị tắt

1.4 Các chế độ dòng điện và các nguyên lý điều khiển

1.4.1 Chế độ dòng điện

Các mạch nguồn mà ta đã phân tích ở trên đều có mạch lọc LC ở đầu ra với nhiệm vụ làm phẳng điện áp đầu ra Tác dụng của mạch LC được hiểu: Chúng sẽ nạp điện áp khi công tắc bán dẫn mở và sẽ xả dòng điện khi công tắc bán dẫn ngắt để cung cấp năng lượng cho tải Trong đó, cuộn cảm L có nhiệm vụ làm cho chiều dòng điện không đổi Khi công tắc bán dẫn đóng thì dòng qua L sẽ không tăng đột ngột mà tăng dần theo hiện tượng cảm ứng điện từ và khi công tắc bán dẫn ngắt dòng sẽ không giảm đột ngột mà giảm dần

Trong thực tế thì có 3 chế độ xảy ra cho cuộn cảm: Chế độ dòng liên tục(CCM): IL tăng dần từ giá trị Ivalley đến giá trị Ipeak rồi giảm

xuống Ivalley khi công tắc bán dẫn khóa Do đó dòng của mạch sẽ không bao giờ về 0 nên được gọi là dòng liện tục

Chế độ dòng gián đoạn (DCM): IL tăng từ 0 đến Ipeak khi công tắc bán dẫn khóa và ngắt và dòng sẽ giảm về 0 tr khi trước công tắc bán dẫn khóa lại ở chu kỳ tiếp theo

thì công tắc bán dẫn sẽ khóa để nạp lại năng lượng cho L, tức năng lượng của L sẽ được giải phóng hết trước chu kỳ tiếp theo

Hình 1.9: Ba chế độ dòng qua cuộn cảm 1.4.2 Các nguyên lý điều khiển

Các bộ nguồn phải đưa ra được điện áp mong muốn trong điều kiện tải hay điện áp đầu vào thay đổi Để thay đổi điện áp đầu ra thay đổi tỉ số làm việc D, có nghĩa là thay đổi thời gian đóng ngắt của công tắc bán đẫn

Hình 1.10: Nguyên tắc điều khiển điện áp

Hình 1.10 thể hiện nguyên tắc cơ bản của các bộ nguồn, nguyên tắc điều khiển điện áp Dòng điện đầu ra sẽ được đo và so sánh với điện áp ghim Sau đó sai lệch sẽ khuếch đại và so sáng với xung răng cưa có tần số cùng với tần số của công tắc bán dẫn và đưa ra xung để đóng mở công tắc bán dẫn

Nguyên tắc điều khiển điện áp có ưu điểm về độ đơn giản và linh hoạt Mạch điều khiển nhanh với tất cả các biến đổi của tải Nhưng nếu điện dòng điện đầu vào thay đổi thì mạch cần một thời gian lâu mới phát hiện và điều chỉnh Với vấn đề này thì nguyên lý điều khiển dòng điện khắc phục điều này

Dòng điện qua công tắc hoặc qua cuộn dây sẽ được phản hồi dưới dạng tín hiệu điện áp, và đưa về bộ so sánh thay cho tín hiệu xung Trạng thái đầu vào của bộ nguồn được phản ánh qua tín hiệu dòng điện này, do đó bộ điều khiển theo nguyên tắc phản ứng rất nhanh với cả thay đổi của tải và thay đổi đầu vào

Hình 1.11: Nguyên tắc điều khiển dòng điện

1.5 Lý do chọn đề tài

Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, các thiết bị điện tử ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế-xã hội, cũng như trong đời sống hằng ngày Trong tất cả thiết bị điện tử nói chung thì vấn đề về nguồn luôn là vấn đề cần phải quan tâm và xem xét cẩn thân, vì nó quyết định đến tính an toàn , ổn định và vận hành hiệu quả của hệ thống Hầu hết các thiết bị đều sử dụng nguồn một chiều được ổn áp cẩn thận Khi tính toán thiết kếmạch nguồn ổn áp cho một mạch điện tử thì ta có hai hướng thiết kế: Một là thiết kế nguồn tuyến tính, hai là thiết kế nguồn xung Thì với trình độ phát triển của kỹ thuật hiện đại thì nguồn xung càng tỏ rõ được ưu thế vượt trội so với nguồn tuyến tính về hiệu năng, công suất, tính nhỏ gọn,… Có rất nhiều mô hình nguồn xung để cho ta lựa chọn : Mô hình nguồn xung kiểu Buck , mô hình nguồn xung kiểu Boost , hay mô hình nguồn Flyback,… Đề tài này em chọn nguồn Flyback để tìm hiểu vì tính linh hoạt của nó, có thể tạo được nhiều đầu ra theo ý muốn, có thể thiết kế đầu ra tăng áp hay giảm áp tùy theo thiết kế mong muốn

1.6 Mục tiêu nghiên cứu

Tìm hiểu và thực hiện thi công một mạch nguồn xung Cụ thể là tìm hiểu mạch nguồn xung Flyback

Tìm hiểu và thiết kế biến áp Flyback Thiết kế và thi công mô hình

1.7 Đối tượng nghiên cứu

Mạch nguồn xung Flyback có điện áp đầu ra chính là 12V - 3A và điện áp đầu ra phụ là 5V - 3A

1.8 Nội dung thực hiện

Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và thiết kế mạch nguồn xung Flyback Thiết kế biến áp Flyback

Thiết kế mạch nguồn xung Flyback Thi công mô hình

Thử nghiệm và điều chỉnh phần cứng cũng như chương trình để mô hình được tối ưu hóa Đánh giá các thông số của mô hình

Viết báo cáo thực hiện

1.9 Bố cục đồ án Chương 1: Tổng quan về đề tài

Chương này trình bày các phần: Các vấn đề liên quan đến mạch nguồn, ứng dụng của mạch nguồn Từ đó nêu ra lý do chọn đề tài, mục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu và bố cục đồ án

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương này trình bày cơ sở lý thuyết về mô hình Cụ thể là giới thiệu chi tiết rõ hơn về mạch nguồn xung Flyback, các linh kiện được sử dụng trong mô hình

Chương 3: Thiết kế và thi công mạch

Chương này tính toán và thiết kế các linh kiện thiết yếu như biến áp Flyback, MOSFET, tụ nguồn,…

Sau quá trình tính toán và thiết kế các linh kiện và phần cứng mô hình của đề tài Tiến hành layout, gia công mạch

Sau đó lắp ráp một hệ thống mô hình hoàn chỉnh đã được xây dựng trước đó Sau khi có được mô hình tiến hành cho mạch hoạt động, thử nghiệm thực tế, tìm lỗi và khắc phục nếu có

Chương 4: Kết quả, nhận xét và đánh giá

Chương này đưa ra những kết quả mà đã thực hiện được khi làm mô hình Từ đó đưa ra những nhận xét và đánh giá mô hình

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương này trình bày cơ sở lý thuyết về mô hình Cụ thể: giới thiệu chi tiết hơn về mạch nguồn xung Flyback, linh kiện sử dụng trong mô hình

2.1 Nguồn xung Flyback

2.1.1 Giới thiệu

Mạch nguồn Flyback được thiết kế từ 70 năm qua để thực hiện bất kỳ loại chuyển đổi nào từ chuyển đổi dòng điện xoay chiều AC sang dòng điện một chiều DC hoặc dòng điện 1 DC sang điện một chiều DC Thiết kế của Flyback đã mang lại lợi thế cho việc phát triển truyền hình cho việc liên lạc vào đầu những năm 1930 đến 1940 Nó sử dụng khái niệm cung cấp chuyển mạch phi tuyến tính

Máy biến áp Flyback lưu trữ năng lượng từ trường và hoạt động như một cuộn cảm khi so sánh với các mạch nguồn khác

Mạch nguồn Flyback chuyển đổi AC thành DC với cách ly điện áp đầu vào và đầu ra Lưu trữ năng lượng khi có dòng điện chạy qua và giải phóng năng lượng khi mất điện và sử dụng một cuộn cảm được ghép nối lẫn nhau, và hoạt động như một bộ chuyển đổi chuyển mạch cách ly cho các máy biến điện áp tăng hoặc giảm điện áp

Nó có thể điều khiển và điều chỉnh nhiều điện áp đầu ra với nhiều loại điện áp đầu vào Các thành phần cần thiết để thiết kế bộ chuyển đổi Flyback là rất ít khi so sánh với các mạch cấp nguồn chế độ chuyển mạch khác Từ Flyback được coi là hành động bật/tắt của công tắc được sử dụng trong thiết kế

2.1.2 Cấu tạo

Tùy vào từng mạch mà kết cấu của các mạch có một số điểm khác biệt Nhưng xét về cấu tạo cơ bản thì đa phần giống nhau bao gồm như:

Hình 2.1: Cấu tạo của một mạch nguồn Flyback

Biến áp Flyback: Được làm từ các cuộn dây quấn trên một lõi từ giống với biến

áp thường Biến áp Flyback sử dụng lõi ferit và có công suất khá lớn, chúng hoạt động tốt ngay cả ở những dải tần số cao Điều mà biến áp thường không thể làm được hoặc khó có thể đáp ứng được

Cầu chì: Cầu chì là một thiết bị bảo vệ trong mạch điện, được sử dụng để ngăn

chặn dòng điện quá tải gây ra nguy hiểm cho các thiết bị điện Cầu chì thường được làm bằng chất liệu sợi thủy tinh hoặc kim loại, có hình dạng như một chiếc ống nhỏ, được đặt giữa nguồn điện và thiết bị điện Khi dòng điện vượt quá mức cho phép, cầu chì sẽ

nhanh chóng tan chảy và ngắt mạch, ngăn chặn dòng điện tiếp tục lưu thông và bảo vệ các thiết bị điện khác trong mạch Cầu chì thường được sử dụng trong các mạch điện gia đình và công nghiệp để đảm bảo an toàn và tránh sự cố điện nguy hiểm

Cuộn chống nhiễu, tụ lọc sơ cấp và diode chỉnh lưu: Các thiết bị như cuộn chống

nhiễu, tụ lọc sơ cấp và diode chỉnh lưu có chức năng chuyển đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều Sau đó, chúng tích trữ năng lượng điện trên các tụ lọc để cung cấp cho cuộn dây sơ cấp của bộ nguồn Các thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong các mạch nguồn xung, giúp cung cấp năng lượng ổn định cho các thiết bị điện tử và giảm thiểu các tác động gây nhiễu cho mạch

Linh kiện bán dẫn công suất: Linh kiện bán dẫn công suất là một loại linh kiện

điện tử được sử dụng để cung cấp công suất cho các thiết bị điện tử, đặc biệt là trong các mạch khuếch đại hoặc nguồn điện Linh kiện bán dẫn công suất thường được sử dụng trong các mạch điện có khối lượng lớn và nhu cầu điện năng cao, nó có khả năng chịu được dòng điện và áp suất cao hơn so với các loại linh kiện điện tử khác

Tụ lọc nguồn thứ cấp: Tụ lọc nguồn thứ cấp là một thành phần quan trọng trong

các mạch điện tử cung cấp điện áp đóng vai trò lọc nhiễu và giữ cho nguồn cấp ổn định Tụ lọc nguồn thứ cấp thường được đặt sau một đầu cầu chỉnh lưu và trước một linh kiện điện tử cần được cung cấp điện Nó hoạt động bằng cách lưu trữ một lượng điện năng trong thời gian đầu của chu kỳ sóng điện và giải phóng nó trong thời gian sau đó, giúp giữ cho đầu ra nguồn điện ổn định Tụ lọc nguồn thứ cấp thường được làm bằng các loại tụ điện lớn có dung lượng cao và khả năng chịu điện áp cao Khi nguồn cấp được thiết kế tốt, tụ lọc nguồn thứ cấp sẽ giúp giảm độ rộng của xung sóng điện và làm giảm nhiễu điện từ, giúp cho các linh kiện điện tử có được nguồn cấp điện ổn định hơn và độ tin cậy cao hơn

IC quang: IC quang là viết tắt của cụm từ (OptICal Integrated Circuit) và được sử

dụng để mô tả các vi mạch sử dụng ánh sáng để truyền thông dữ liệu Các IC quang thường được sử dụng trong các thiết bị mạng, thiết bị truyền thông, máy tính và các thiết bị điện tử khác để tăng tốc độ truyền dữ liệu và giảm thiểu độ trễ trong việc truyền tải thông tin Các ứng dụng của IC quang bao gồm truyền thông quang, ladar, các thiết bị cảm biến và các hệ thống tương tác ánh sáng

2.1.3 Nguyên lý hoạt động

Mạch có cấu tạo bởi một linh kiện bán dẫn đóng cắt và một biến áp Flyback Biến áp dùng để truyền công suất từ đầu vào cho đầu ra Điện áp đầu ra phụ thuộc vào băm xung PWM và tỉ số truyền của lõi

Như chúng ta đã biết chỉ có dòng điện biến thiên mới tạo được ra từ thông và tạo được ra sức điện động cảm ứng trên các cuộn dây trên biến áp Do đây là điện áp một chiều nên dòng điện không biến thiên theo thời gian do đó ta phải dùng van đóng cắt liên tục để tạo ra được từ thông biến thiên

Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động cơ bản của mạch nguồn Flyback

Khi công tắc bán dẫn được đóng thì dòng điện trong cuộn dây sơ cấp tăng dần lên Cực tĩnh của cuộn dây sơ cấp có chiều như hình vẽ và khi đó bên cuộn dây thứ cấp sinh ra một điện áp có cực tính dương như hình vẽ Điện áp ở sơ cấp phụ thuộc bởi tỷ số giữa cuộn dây sơ cấp và thứ cấp Lúc này do diode chặn nên tải được cung cấp bởi tụ C

Khi công tắc bán dẫn được mở ra Cuộn dây sơ cấp mất điện đột ngột lúc đó bên thứ cấp đảo chiều điện áp qua Diode cung cấp cho tải và đồng thời nạp điện cho tụ

Trong các mô hình của nguồn xung thì nguồn Flybach được sử dụng nhiều nhất bởi tính linh hoạt của nó, cho phép thiết kế được nhiều nguồn đầu ra với một nguồn đầu vào duy nhất kể cả đảo chiều cực tính Các bộ biến đổi kiểu Flyback được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống sử dụng nguồn pin hoặc acqui, có một nguồn điện áp vào duy nhất để cung cấp cho hệ thống cần nhiều cấp điện áp (+5V,+12V,-12V,…) với hiệu suất chuyển đổi cao Đặc điểm quan trọng của bộ biến đổi Flyback là pha (cực tĩnh) của biến áp Flyback được biểu diễn bởi các dấu chấm trên các cuộn sơ cấp và thứ cấp

Flybacks (và nhiều loại bộ chuyển đổi khác) có thể được thiết kế để hoạt động ở một trong hai chế độ Trong chế độ dẫn không liên tục (DCM), máy biến áp được phép khử từ hoàn toàn trong mỗi chu kỳ đóng cắt Thông thường, điều này được thực hiện với tần số đóng cắt cố định và điều chế dòng điện đỉnh để đáp ứng các yêu cầu tải Ở chế độ dẫn liên tục (CCM), dòng điện luôn chạy trong máy biến áp trong mỗi chu kỳ đóng cắt Do đó, một số năng lượng dư luôn có trong máy biến áp, bởi vì mỗi chu kỳ đóng cắt bắt đầu trước khi dòng điện hoàn toàn cạn kiệt

Với DCM, không có tổn hao phục hồi ngược trong bộ chỉnh lưu đầu ra vì dòng điện của nó giảm xuống không trong mọi chu kỳ chuyển mạch Giá trị điện cảm phía sơ cấp yêu cầu thấp và chỉ cần một máy biến áp nhỏ hơn Về mặt phân tích, thiết kế DCM

vốn đã ổn định hơn, vì không có số không trong nửa mặt phẳng bên phải của hàm truyền của nó Tuy nhiên, DCM có dòng gợn rất lớn và do đó yêu cầu bộ lọc lớn hơn

Ngược lại, CCM có dòng gợn và RMS nhỏ Các dòng điện thấp hơn này cũng làm giảm tổn thất dẫn và tắt, trong khi dòng điện đỉnh thấp hơn cho phép các thành phần bộ lọc nhỏ hơn Nhưng nhược điểm của CCM là nó có số không trong nửa mặt phẳng bên phải của hàm truyền, điều này sẽ hạn chế băng thông của vòng điều khiển và đáp ứng động của nó CCM cũng yêu cầu độ tự cảm lớn hơn và do đó thành phần từ tính lớn hơn

Lp ton Ở phía thứ cấp, cực Anode của diode D được nối vào đầu âm cuộn thứ cấp của biến áp Flyback, nên D khóa, cuộn thứ cấp không có dòng điện

Hình 2.3: Sơ đồ tương đương khi đóng S

Lúc này thì điện áp đầu ra được duy trì nhờ vào năng lượng tích trữ trên tụ C từ trước đó điện áp phân cực ngược với D:

PIV = VinN + VoutVới N=1/n=N1/N2

Khi công tắc bán đẫn ngắt

Khi công tắc S ngắt để đảm bảo không thay đổi dòng đột ngột trên cuộn sơ cấp, điện áp trên cuộn sơ cấp ngay lập tức bị đảo ngược, và trên cuộn thứ cấp điện áp cụng bị đảo ngược dẫn đến D phân cực thuận

Hình 2.4: Mạch tương đương khi S ngắt

Điện áp trên cuộn thứ cấp lúc này bằng điện áp ra Vout và cuộn thứ cấp sẽ cảm ứng một điện áp Vr = Vout/N Do đó điện áp rơi trên cực D và cực S của MOSFET là:

IDS,off = Vin + Vout∗Np

Ns = Vin+

VoutN = Vin+ Vr Vr được gọi là điện áp phản xạ, nhằm nó đến việc điện áp trên cuộn thứ cấp đã gây ra điện áp trên cuộn sơ cấp Đây cũng là nguồn gốc của tên mạch nguồn xung Flyback Điện áp trên cuộn sơ cấp làm cho dòng qua nó giảm theo tỉ lệ dI/dt = -Vr/Lp từ đó ta có:

Ivalley = Ipeak−Vout

NLpt_off Kết hợp hai phương trình quan hệ Ivalley và Ipeak ta có:

VoutVin =

Ntontoff =

ND1 − DĐây chính là hàm truyền đạt của mạch nguồn xung Flyback Nó có dạng tương tự như mạch nguồn Buck-Boost nhưng thêm hệ số N Việc điều chỉnh D sẽ có thể đưa ra điện áp ra lớn hoặc bé hơn điện áp vào một các tùy ý

2.1.3.2 Phân tích hoạt động ở chế độ DCM

Ở chế độ DCM, mạch nguồn xung Flyback với nguyên tắc tương tự tuy nhiên, có 3 giai đoạn trong quá trình hoạt động ở chế độ này

Khi công tắc dán dẫn đóng, các đại lượng trong mạch biến thiên tương tự như ở chế độ hoạt động CCM, chỉ có điểm khác biệt là dòng Ip tăng từ gái trị 0 lên đến Ipeak

Giai đoạn thứ 2 là từ khi công tắc bán dẫn ngắt cho đến giai đoạn dòng về giá trị 0, dòng trong mạch biến thiên với các phương trình tương tự như ở chế độ hoạt động của CCM, chỉ có điều Ip giảm dần về 0

Giai đoạn 3 là giai đoạn Ip= 0 khi công tắc bán dẫn ngắt, lúc này thì diode D cũng khóa và cuộn sơ cấp và cả cuộn thứ cấp đều không có dòng điện chạy qua

Kết quả tính toán đưa ra được hàm truyền đạt sau:

VO2fsLmsIO=

D

RL2fsLpriVới: n=1/N

RL là điện trở tải fs là tần số băm xung Lpri=Pp/n2=Lm/n2 là điện cảm cuộn thứ cấp VO, IO lần lượt là điện áp và dòng điện đầu ra D là duty hoạt động của mạch

Có thể thấy tỉ số truyền của chế độ DCM phụ thuộc vào tải

2.1.3.3 Các giá trị biên giữa CCM và DCM

Có một giá trị của tỉ số làm việc D được xác định biên giới giữa hai trạng thái Giá trị được tính toán qua công thức:

DB = 1 − √2fsLmIO

2fsLmn2RL = 1 − √

2fsLmsIO

2fsLmsRLCó thể coi DB là hàm của VO và IO hoặc RL và Ims ở chế độ CCM, hàm truyền M không phụ thuộc vào tải trong Khi chế độ DCM, M phụ thuộc vào tải hoặc dòng đầu ra

2.1.3.4 Truyền và cách ly năng lượng

Tỷ số vòng dây của máy biến áp xác định điện áp đầu vào được chuyển đổi thành điện áp đầu ra như thế nào Năng lượng được truyền từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp trong giai đoạn TẮT của công tắc nguồn

Cách ly điện đạt được do không có kết nối điện trực tiếp giữa đầu vào và đầu ra Thay vào đó, năng lượng được truyền qua khớp nối từ của máy biến áp

2.1.4 Cấu trúc liên kết chuyển đổi Flyback

Cấu trúc liên kết của bộ chuyển đổi Flyback có thiết kế SMPS (nguồn điện chuyển đổi chế độ chuyển mạch) có khả năng thích ứng, linh hoạt, đơn giản và được sử dụng nhiều nhất với các đặc tính hiệu suất tốt mang lại lợi thế cho nhiều ứng dụng

Hình 2.5: Dạng sóng cơ bản của cấu trúc liên kết Flyback

Các dạng sóng trên cho thấy sự chuyển tiếp đột ngột và dòng điện đảo chiều của cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp Flyback Điện áp đầu ra sẽ được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh hoạt động bật/tắt trong chu kỳ làm việc của cuộn sơ cấp Chúng ta có thể cách ly đầu vào và đầu ra bằng cách sử dụng phản hồi hoặc bằng cách sử dụng cuộn dây bổ sung trên máy biến áp

Cấu trúc liên kết Flyback SMPS: Thiết kế SMPS cấu trúc liên kết Flyback yêu cầu ít hơn Các thành phần cho một dải công suất nhất định khi so sánh với các cấu trúc liên kết SMPS khác, nó có thể hoạt động với nguồn AC hoặc DC nhất định Nếu đầu vào được lấy từ nguồn AC thì điện áp đầu ra sẽ được chỉnh lưu hoàn toàn Ở đây MOSFET được sử dụng làm SMPS

Hoạt động của cấu trúc liên kết Flyback SMPS hoàn toàn dựa trên vị trí của công tắc tức là MOSFET

Nó có thể hoạt động ở chế độ liên tục hoặc gián đoạn dựa trên vị trí của công tắc hoặc FET Trong mô hình đã ngừng hoạt động, dòng điện trong cuộn thứ cấp trở về 0 trước khi công tắc được BẬT Ở chế độ liên tục, dòng điện trong cuộn thứ cấp khác 0

Hình 2.6: Sơ đồ mạch cơ bản về cấu trúc liên kết Flyback SMPS

Khi công tắc TẮT, năng lượng tích trữ trong điện cảm rò của máy biến áp sẽ chạy qua cuộn sơ cấp và được hấp thụ bởi mạch kẹp đầu vào hoặc mạch giảm âm Vai trò của mạch snubber là bảo vệ công tắc khỏi điện áp cảm ứng cao Sẽ có sự tiêu tán năng lượng trong quá trình chuyển đổi BẬT và TẮT của công tắc

2.1.5 Ứng dụng

Dưới đây là một số ứng dụng mà bộ chuyển đổi Flyback thường được sử dụng: Mức công suất thấp đến trung bình : Bộ chuyển đổi Flyback lý tưởng cho các ứng dụng có mức công suất từ vài watt đến khoảng 100 watt Điều này làm cho chúng phù hợp để cấp nguồn cho các thiết bị như thiết bị điện tử nhỏ, bộ sạc pin, hệ thống chiếu sáng LED và thiết bị công nghiệp tiêu thụ điện năng thấp

Nguồn điện cách ly : Một trong những ưu điểm chính của bộ chuyển đổi Flyback là khả năng cách ly điện giữa phía đầu vào và đầu ra Điều này làm cho chúng phù hợp cho các ứng dụng cần cách ly, chẳng hạn như trong các thiết bị y tế, hệ thống điều khiển công nghiệp và thiết bị viễn thông Cách ly giúp cải thiện độ an toàn và ngăn ngừa các vấn đề về vòng lặp mặt đất

Dải điện áp đầu vào rộng : Bộ chuyển đổi Flyback thường có thể xử lý dải điện áp đầu vào rộng, cho phép chúng hoạt động với nhiều nguồn đầu vào khác nhau như pin, các mức điện áp xoay chiều khác nhau hoặc các nguồn năng lượng tái tạo như tấm pin mặt trời Điều này làm chúng hữu ích cho các ứng dụng mà điện áp đầu vào có thể thay đổi đáng kể, như trong các thiết bị di động hoặc hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời

Đầu ra điện áp thấp đến trung bình : Bộ chuyển đổi Flyback rất phù hợp để tạo ra điện áp đầu ra thấp hơn Họ có thể giảm điện áp đầu vào cao hơn xuống điện áp đầu ra thấp hơn một cách hiệu quả Điều này rất hữu ích trong các ứng dụng như tạo ra nhiều đường ray điện áp thấp trong thiết bị điện tử, cấp nguồn cho các mạch kỹ thuật số và cung cấp khả năng chuyển đổi điện áp tiết kiệm năng lượng

Hiệu suất năng lượng : Bộ chuyển đổi Flyback có thể được thiết kế để đạt hiệu suất cao, đặc biệt ở mức công suất thấp đến trung bình Hiệu quả này có thể có lợi trong các ứng dụng mà mức tiêu thụ điện năng và tản nhiệt là những yếu tố quan trọng, chẳng hạn như trong các thiết bị hoạt động bằng pin hoặc các hệ thống tiết kiệm năng lượng

Thiết kế tiết kiệm chi phí : Bộ chuyển đổi Flyback có cấu trúc liên kết đơn giản hơn so với một số loại bộ chuyển đổi biệt lập khác Điều này có thể dẫn đến các thiết kế tiết kiệm chi phí, làm cho chúng phù hợp với các ứng dụng mà chi phí là yếu tố quan trọng cần cân nhắc

Nguồn điện phụ: Bộ chuyển đổi Flyback thường được sử dụng để tạo ra nguồn điện phụ cho nhiều mục đích khác nhau Chúng có thể bao gồm nguồn điện dự phòng cho các thiết bị, nguồn điện cho mạch điều khiển và truyền thông cũng như nguồn điện phụ trợ trong hệ thống ô tô

Điện tử thương mại: Do tính linh hoạt của chúng, bộ chuyển đổi Flyback có thể được tìm thấy trong nhiều loại thiết bị điện tử tiêu dùng, bao gồm bộ đổi nguồn cho máy tính xách tay, điện thoại thông minh và các thiết bị di động khác

2.1.6 Ưu nhược và nhược điểm

Việc sử dụng bộ chuyển đổi Flyback có một số ưu điểm và nhược điểm, tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể và yêu cầu thiết kế Dưới đây là những ưu và nhược điểm của việc sử dụng bộ chuyển đổi Flyback

Ưu điểm: Cách ly: Bộ chuyển đổi Flyback cung cấp khả năng cách ly điện giữa đầu vào và

đầu ra, có thể nâng cao độ an toàn bằng cách ngăn chặn tiếp xúc điện trực tiếp và giảm thiểu các sự cố vòng lặp nối đất

Dải dòng điện đầy vào rộng: Chúng có thể đáp ứng nhiều loại điện áp đầu vào,

khiến chúng phù hợp với các ứng dụng mà nguồn đầu vào khác nhau, chẳng hạn như các thiết bị chạy bằng pin hoặc hệ thống được kết nối với nhiều nguồn điện khác nhau

Nhiều đầu ra: Bộ chuyển đổi Flyback có thể được thiết kế để cung cấp nhiều điện

áp đầu ra với các mức công suất khác nhau, giúp chúng phù hợp với các ứng dụng yêu cầu nhiều đường ray điện áp

Số lượng bộ phận thấp: Cấu trúc liên kết Flyback cơ bản tương đối đơn giản, yêu

cầu ít thành phần hơn so với một số bộ chuyển đổi riêng biệt khác, điều này có thể giúp tiết kiệm chi phí và thiết kế dễ dàng hơn

Hiệu quả về mặt chi phí đối với công suất thấp đến trung bình: Chúng tiết

kiệm chi phí cho các ứng dụng có mức công suất từ vài watt đến khoảng 100 watt, khiến chúng phù hợp với nhiều thiết bị điện tử tiêu dùng và ứng dụng công nghiệp tiêu thụ điện năng thấp

Hiệu suất: Ở mức công suất thấp đến trung bình, bộ chuyển đổi Flyback có thể

đạt hiệu suất cao nếu được thiết kế cẩn thận, giúp giảm tổn thất điện năng và sinh nhiệt

Nhược điểm: Ứng suất điện áp: Bộ chuyển đổi Flyback vốn có các xung điện áp trên cuộn sơ

cấp của máy biến áp trong quá trình chuyển mạch Điều này có thể dẫn đến ứng suất cao hơn trên các bộ phận và có thể cần phải xem xét cẩn thận trong quá trình lựa chọn và thiết kế bộ phận

Điều chỉnh điện áp: Việc đạt được điều chỉnh điện áp chặt chẽ có thể gặp khó

khăn do tỷ số vòng dây máy biến áp của Flyback, điện áp tăng vọt và các hiện tượng phi tuyến tính khác Mạch điều khiển bổ sung có thể được yêu cầu để đạt được sự điều chỉnh điện áp đầu ra chính xác

Độ phức tạp của thiết kế biến áp Flyback: Việc đạt được điều chỉnh điện áp chặt

chẽ có thể gặp khó khăn do tỷ số vòng dây máy biến áp của Flyback, điện áp tăng vọt và các hiện tượng phi tuyến tính khác Mạch điều khiển bổ sung có thể được yêu cầu để đạt được sự điều chỉnh điện áp đầu ra chính xác

Xử lý công suất hạn chế: Giống như các bộ chuyển đổi chuyển mạch khác, bộ

chuyển đổi Flyback tạo ra nhiễu chuyển mạch tần số cao, có thể yêu cầu lọc bổ sung để đáp ứng các yêu cầu về nhiễu điện từ (EMI)

Sự cân bằng trong thiết kế: Sự cân bằng giữa hiệu quả, kích thước, chi phí và

hiệu suất có thể phức tạp và có thể cần phải xem xét cẩn thận trong quá trình thiết kế

2.2 Biến áp Flyback

2.2.1 Biến áp Flyback

Biến áp Flyback được biết là một trong những thiết bị được sử dụng để truyền tải điện năng Nó được dùng để biến đổi xung điện áp hoặc cường độ xung giúp giải quyết được vấn đề chuyển đổi năng lượng điện với hiệu suất cao

Trong thực thế thì biến áp Flyback được tích hợp rất nhiều trong các bo mạch nguồn xung, mạch sạc điện thoại, máy tính, điều hòa, máy giặc Nhưng đi kèm với nó là rất nhiều các linh kiện điện tử khác để tăng hiệu suất làm việc, cũng như độ chính xác cao cho nguồn ra

Theo lý thuyết, ta có thể so sánh thấy rõ với các máy biến áp từ thông thường khi điện áp được hạ xuống thì dòng sẽ có thể tăng lên gấp đôi nên công suất VA lúc này sẽ không đổi Nhưng do việc chịu tải của biến áp thông thường thấp nên công suất đầu ra sẽ thấp hơn

Còn đối với biến áp Flyback được thiết kế với số vòng dây đồng ít và thường có tiết diện dây đồng lớn hơn, cùng với sự kết hợp với bộ băm xung nên sẽ cho công suất gọn nhẹ hơn

2.2.2 Lịch sử ra đời máy biến áp Flyback

Cái tên Flyback ra đời do ứng dụng của máy biến áp Flyback trong ống CRT Máy biến áp Flyback có thể được cấp điện với điện áp rất thấp Khi cuộn sơ cấp của máy biến áp được kích thích bằng điện áp răng cưa, có giá trị thấp, do tính chất của sóng răng cưa nên nó được cấp điện và mất điện nhanh chóng Do đó, chùm tia trên CRT bị bay ngược từ phải sang trái Với đặc tính đặc biệt này có được nhờ hoạt động của máy biến áp, cái tên này được đặt ra là máy biến áp Flyback

2.2.3 Giới thiệu máy biến áp Flyback

Máy biến áp Flyback (Flyback Transformer) là một loại máy biến áp đặc biệt Về cơ bản, nó là một máy biến áp tăng cường, nhưng có khả năng tăng điện áp rất lớn So với máy biến áp điện, nó có kích thước nhỏ gọn và di động Một trong những ứng dụng phổ biến của máy biến áp Flyback là trong TV ống CRT, nơi cần có điện áp rất cao trong ống hình Đối với đầu vào 230V, máy biến áp Flyback có thể đạt được điện áp đầu ra lên tới 20.000 V Đó là tiềm năng của máy biến áp Flyback Nó thậm chí có thể hoạt động với điện áp thấp như 12V hoặc 5V Các khía cạnh xây dựng khác nhau với một số máy biến áp thông thường Ứng dụng ban đầu của máy biến áp Flyback bắt đầu bằng việc điều khiển chuyển động ngang của chùm tia điện tử trong ống tia âm cực Với sự ra đời của công nghệ và thiết bị điện tử, hiện nay máy biến áp Flyback thậm chí có thể được cấp điện bằng xung DC với sự trợ giúp của mạch chỉnh lưu bao gồm các thiết bị điện tử như MOSFET

Hình 2.7: Máy biến áp Flyback

Máy biến áp Flyback có thể được định nghĩa là một thiết bị chuyển đổi năng lượng giúp truyền năng lượng từ phần này sang phần khác của mạch điện với công suất không đổi Trong máy biến áp Flyback, điện áp được tăng lên giá trị rất cao tùy theo ứng dụng Nó còn được gọi là máy biến áp đầu ra đường dây, vì điện áp đường dây đầu ra được đưa đến phần khác của mạch Với sự trợ giúp của mạch chỉnh lưu , cuộn sơ cấp của máy biến áp có thể được điều khiển bằng mạch DC

2.2.4 Cấu tạo máy biến áp Flyback

Hình2.8: Sơ đồ mạch cơ bản của máy biến áp Flyback

Sơ đồ mạch của máy biến áp Flyback được hiển thị dưới đây Như được hiển thị, L1 và L2 là số vòng của cuộn dây Nói chung, đối với máy biến áp Flyback L2 rất cao so với L1, vì cơ bản nó là máy biến áp tăng áp Tụ điện ở phía đầu vào được cung cấp để duy trì điện áp không đổi Công tắc SW được sử dụng để điều chỉnh điện áp đầu vào Diode D được sử dụng để duy trì dòng điện một chiều của dòng điện thứ cấp Tụ điện ở phía thứ cấp được cung cấp để duy trì điện áp đầu ra không đổi Vin là điện áp đầu vào và Vout là điện áp đầu ra Quy ước dấu chấm thể hiện trong mạch hàm ý độ tự cảm tương đương cộng nối tiếp của nó đối với toàn bộ lõi của máy biến áp

Vòng cung máy biến áp Flyback: Điện áp đầu ra của máy biến áp có giá trị cao thậm chí lên tới 10 đến 20 kV Điện áp cao không có dạng hình sin mà có dạng vòng cung Một vòng cung được hình thành trong không khí khi hai vật dẫn điện cao được đặt gần nhau Không khí ở giữa bị ion hóa và hồ quang được hình thành Khái niệm này giống nhau bất cứ khi nào máy cắt được cấp điện, bộ cách ly được vận hành hoặc hiện tượng quầng sáng

Cuộn dây biến áp Flyback: Cuộn sơ cấp, cuộn thứ cấp và lõi tạo thành máy biến áp Flyback Bộ chỉnh lưu được bao gồm nếu nó được cấp nguồn bằng nguồn điện một chiều Khi so sánh với số vòng dây quấn thứ cấp, số vòng dây quấn sơ cấp thường ít hơn Các cuộn dây được tách ra khỏi nhau và chất liệu là đồng Cách quấn dây cũng giống như cách quấn dây trong máy biến áp thông thường Một loạt các mạch từ được tạo ra bởi các cuộn dây quấn quanh lõi Điều này cho phép máy biến áp xử lý điện áp lớn hơn trong khi vẫn tuân thủ các yêu cầu năng lượng tối thiểu Các vòng quấn quanh chân trung tâm có kích thước tương tự nhau ở tất cả các phía, nó tạo ra một mạch từ phụ gia

Để có được điện áp rất cao ở phía thứ cấp, các vòng dây thứ cấp rất lớn so với các vòng dây sơ cấp Các cuộn dây thường được làm bằng đồng Và giống như máy biến áp thông thường, các cuộn dây được cách điện tốt với nhau Vật liệu cách nhiệt mICa thường được sử dụng để cung cấp vật liệu cách nhiệt Trong một số ứng dụng

như SMPS và bộ chuyển đổi, cách điện bằng giấy cũng được sử dụng Không giống như máy biến áp thông thường, dầu không được sử dụng cho mục đích cách điện hoặc va chạm Các cuộn dây thường có kích thước mỏng, do đó tổn hao cuộn dây và hiệu suất được cải thiện

2.2.5 Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý làm việc của máy biến áp Flyback giống như máy biến áp thông thường ngoại trừ các khía cạnh thiết kế của nó Như thể hiện trong sơ đồ mạch điện, khi cuộn sơ cấp của máy biến áp được kích thích bằng dạng sóng răng cưa điện áp thấp thì cuộn sơ cấp được cấp điện

Trong nửa chu kỳ đầu tiên, máy biến áp Flyback lưu trữ năng lượng dưới dạng từ trường và sau đó giải phóng nó với điện áp đầu cực ngược Để tiến hành và dừng quá trình truyền năng lượng, thiết bị sử dụng một diode (còn được gọi là diode Flyback) Khi bật công tắc cuộn sơ cấp, dòng điện được tạo ra nhờ độ tự cảm Cuộn dây thứ cấp, được nối nối tiếp với diode Flyback, chống lại sự tạo ra dòng điện Thay vào đó, năng lượng được giữ lại trong lõi từ

Độ tự cảm sơ cấp tạo ra dòng điện tăng dần khi cuộn sơ cấp được cấp điện, như thể hiện trong dạng sóng Khi dòng điện tăng dần đạt cường độ tối đa, dạng sóng Flyback sẽ tạo ra điện thế cao Điều này được gây ra ở phía thứ cấp Diode ở phía thứ cấp ngăn đoạn đường nối bay sang phía bên kia

Dòng điện trên cuộn thứ cấp giảm trên đoạn đường nối khi điện áp đạt tới điểm uốn Ở phía thứ cấp, lúc này thu được điện áp cao Vì bản chất nó không thể là dòng điện xoay chiều nên nó có hình dạng giống vòng cung với điện thế rất cao, đẩy chùm tia điện tử theo một hướng Tiềm năng thứ hai thấp hơn trong các ứng dụng như SPMS, nhưng nguyên tắc chuyển đổi để chuyển đổi AC thứ cấp ở chế độ chuyển mạch là như nhau Kỹ thuật này có thể được phân loại là liên tục hoặc không liên tục dựa trên đặc điểm dạng sóng

Hình 2.9: Dạng sóng dòng điện của biến áp Flyback