Mạch nguồn của máy khí dung siêu âm có nhiệm vụ biến đổi điện áp lưới (220V/50Hz) thành điện áp thích hợp cung cấp cho các bộ phận của máy khí dung, cụ thể:
- Nguồn 5V cho mạch điều khiển - Nguồn 12V cho quạt gió
- Nguồn 30V cho mạch dao động và điều chỉnh công suất
Nguồn của máy khí dung siêu âm được thiết kế là nguồn xung (switching). Nguồn xung đang được dùng rất phổ biến bởi nó có ưu điểm là hiệu suất biến đổi năng lượng cao và khả năng thay đổi linh hoạt trong thiết kế. Cụ
thể trong đề tài này, nguồn xung giúp chúng ta cung cấp 3 đầu ra điện áp từ một
đầu vào đơn (nguồn 220V/50Hz).
Mạch nguồn của máy khí dung siêu âm được thực hiện theo kiểu “fly- back converter” với sơđồ nguyên lý như hình 14:
Mạch nguồn mắc theo kiểu “fly-back converter” bao gồm khối biến áp, khóa và khối điều khiển. Nguyên tắc hoạt động của nguồn như sau:
Khi khóa SW (thường là một transistor) đóng, cuộn sơ cấp N1 được nối trực tiếp với điện áp vào. Giá trị dòng điện qua cuộn sơ cấp N1 là một hàm tuyến tính với thời gian:
ILN1= 0< t < ton
Năng lượng được tích trữ trong cuộn dây N1, dòng điện đỉnh Ipik1 được hình thành ngay tại thời điểm khóa mở:
Ipik1=
Khi khóa SW mở, suất điện động cảm ứng của N1 làm tăng đột biến giá trị điện áp trên khóa SW, cảm ứng điện từ từ cuộn dây N1 đi qua N2 làm xuất hiện suất điện động cảm ứng, năng lượng được tích trữ vào cuộn N2. Giá trị
cường độ dòng điện cực đại tại N2 tỷ lệ với cường độ dòng điện cực đại tại N1 Ipik2 = Ipik1
Giá trị cường độ dòng điện trong cuộn N2 tuyến tính với thời gian được tính như sau:
ILN2=Ipik2 -
Năng lượng được tích trữ trong N2 được chỉnh lưu phóng hoàn toàn vào tụ Cout và được tích lại trong tụđểđưa ra điện áp ra.
Toàn bộ quá trình hoạt động của khóa và dòng điện trên các cuộn dây
Hình 15 : Biểu đồ các thông sốđiện áp, dòng điện trong nguồn “fly-back converter”
Điện áp ra được hồi tiếp vào hệ thống dò sai của mạch nguồn. Mạch dò sai có chức năng dò chênh lệch điện áp cần tạo với điện áp thực tế của mạch
điện, từđó thay đổi thời gian đóng ngắt mạch bằng cách cấp/ngắt khóa SW. Khi thay đổi thời gian đóng ngắt mạch điện, Ipik1 thay đổi kéo theo Ipik2 thay đổi, năng lượng nạp vào tụđiện Cout từđó cũng thay đổi.
Hình 16: Mạch nguồn
Mạch nguồn của máy khí dung siêu âm sử dụng lưới điện gia đình 220V/50Hz. Mạch nguồn có tác dụng biến đổi điện áp xoay chiều 220V/50Hz
thành nguồn điện một chiều 30V với dòng điện cấp cho tải 1A và 5V với dòng
điện cấp cho tải 0.5A. Nguồn điện 30V được sử dụng để cung cấp cho mạch dao
động và khuếch đại công suất. Nguồn điện 5V được sử dụng cho mạch điều khiển.
Nguyên lý khối nguồn:
- D1-D4 chỉnh lưu cầu từ điện lưới 220v tạo điện áp 1 chiều được lọc bởi tụ 33u/400v.
- Điện áp 1 chiều đi qua cuộn dây 1-3 đến cực C của Q1.
- Tụ C3, R1, C5 Mắc thành mạch dập xung trên cuộn dây 1-3 của biến áp bảo vệ Q1.
- R2 là điện trở khởi động khi cấp nguồn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- R3, R7 , D8 chỉnh lưu tạo điện áp cấp nguồn và duy trì cho mạch làm việc sau khi khởi động.
- Cuộn dây 1-4 của biến áp xuất hiện sức điện động khi Q1 đóng , mở.
- Điện áp tại cuộn dây 1-4 còn được chỉnh lưu cấp nguồn cho Q2 và U1.
- Đồng thời phía thứ cấp của biến áp cũng được chỉnh lưu nhờ D1 và D4.
- Điện áp chỉnh lưu trên D1 đưa về mạch dò sai nhờ IC 431.
- IC 431 có 3 chân 1 nhận điện áp dò sai, chân 3 nối mát, chân 2 tạo
điện áp dò sai đưa về điều khiển U1. Quá trình hoạt động trở thành mạch kín giữ cho điện áp ra không đổi.