Máy biến áp xung là thiết bị rất quen thuộc với những người làm việc trong ngành cơ khí, điện. Bởi vì nó được sử dụng rất phổ biến do khả năng đặc biệt của nó. Vậy về cơ bản, máy biến áp xung có chức năng gì, hoạt động như thế nào, ứng dụng ra sao và bao gồm những tiêu chuẩn gì? Hãy cùng tham khảo bài viết sau đây!
Máy biến áp xung là gì?
Máy biến áp xung là thiết bị giúp kỹ thuật viên biến đổi điện áp dòng điện cao, lên đến hàng chục KHz (Hertz). Nó cũng chuyển đổi năng lượng với hiệu quả đáng kể.
Thông thường, nhiều người sẽ bắt gặp máy biến áp xung xuất hiện trong các thiết bị như bảng mạch điện tử, bộ chuyển đổi hay bộ chuyển đổi DC.
Cấu tạo máy biến áp xung
Máy biến áp xung có cấu tạo khá đơn giản, không phức tạp như người ta thường nghĩ. Cấu trúc của máy biến áp bao gồm lõi ferit (gốm nung). Ngoài ra, máy biến áp xung có thể được làm bằng hợp kim Pemeloid.
Thông thường, máy biến áp xung có số vòng dây nhỏ và số vòng/vòng được thiết kế khá giống nhau cho tất cả các thiết bị, không phân biệt hình dạng và kích thước.
Cần lưu ý rằng máy biến áp xung hoạt động ở tần số cao nên công suất gấp mấy lần máy biến áp thông thường nên cũng có nhược điểm là khả năng chịu tải thấp hơn so với các loại khác.
Nguyên lý hoạt động
Hoạt động tương tự như máy biến áp sắt từ nhưng có dòng xung cao, tần số f có khi lên tới vài chục KHz. Tăng biên độ dòng điện một chiều trong khi vẫn giữ nguyên hình dạng của xung điện.
Đối với máy biến áp xung có 5 chế độ thường gặp:
- Chuyến bay trở về
- Phía trước
- đẩy kéo
- Nửa boong
- Cây cầu đầy đủ
Tùy thuộc vào thiết bị, các chế độ này có khả năng khác nhau. Nói chung, máy biến áp xung làm tăng điện áp và biên độ dòng điện trong khi vẫn duy trì hình dạng của xung, không để lại sự thay đổi.
Máy biến áp xung dùng để làm gì?
Máy biến áp xung được sử dụng để tăng hiệu suất của bảng nguồn và mạch sạc của các thiết bị điện tử, điều mà máy biến áp thông thường không thể làm được.
Ngoài ra, loại máy biến áp này còn dùng để bảo vệ mạch điều khiển, ngăn ngừa mạch thyristor ảnh hưởng đến mạch điện.
Có mấy loại nguồn biến áp xung?
Lúc đầu mới nghe tới tôi còn tưởng máy biến áp xung chỉ có một loại, nhưng khi tham khảo thêm và đọc một số tài liệu, kiến thức thì tôi thấy máy biến áp xung có hai loại nguồn điện chính là chặn và chuyển đổi. (đối xứng) và không đối xứng):
Blocking
Cuộn sơ cấp có điện áp khoảng 160 V DC – 280 V DC, thường gồm 90 đến 110 vòng dây với hệ số vòng dây/vôn là 1 vòng/1,5 V. Hiệu suất và công suất chỉ từ 40 đến 110 vòng dây, so với 55% sang sử dụng nguồn điện chuyển mạch.
Switching
Với chuyển mạch không đối xứng, cuộn sơ cấp được cấp nguồn ở khoảng 90 V DC – 320 V DC, thường bao gồm 45 vòng với hệ số vòng/vôn là 1 vòng/2,5 V. Điện áp đầu ra là 12 V trong khoảng 5 đến 6 vòng và 5V trong khoảng 2 đến 3 lượt.
Đối với chuyển mạch đối xứng, hệ số vòng dây là 1 vòng/3V, do đó nguồn DC 70-320V sẽ thực hiện 39-42 vòng. Điện áp đầu ra là 4 vòng cho 12 V, 2 vòng cho 5 V.
Tiêu chuẩn kỹ thuật của biến áp xung
Cách ly về điện
Phải có sự cách điện tuyệt đối giữa các cuộn dây. Để đảm bảo hiệu quả và tăng tính an toàn khi xảy ra sự cố.
Biến đổi biến áp xung
Cần chuẩn bị một xung điện áp hình chữ nhật có các cạnh tăng giảm nhanh và băng thông tần số đủ cao để tín hiệu lan truyền nhanh chóng, kịp thời. Đảm bảo điện dung và độ tự cảm phân bố cao của mạch, đồng thời có độ tự cảm rò rỉ thấp.
Tỷ lệ cuộn và số lượt cuộn dây
Tỷ lệ quay bình thường sẽ là 1:1. Tuy nhiên, trong một số trường hợp cần thay đổi mức tín hiệu thì tỷ lệ này sẽ thay đổi.
Độ tự cảm rò rỉ và điện dung
Độ tự cảm rò càng cao thì biến áp xung sẽ càng kém hiệu quả, vì vậy bạn nên giảm thiểu nó, thường là <1% độ tự cảm sơ cấp.
Điện dung cũng là một thông số không thuận lợi và cần được điều chỉnh ở mức thấp nhất có thể bằng cách tăng khoảng cách giữa các cuộn dây.
