Thông báo

Collapse
No announcement yet.

Thiết kế hoàn chỉnh mạch nguồn xung flyback đơn giản nhất

Collapse
This is a sticky topic.
X
X
  • Lọc
  • Giờ
  • Show
Clear All
new posts

  • Thiết kế hoàn chỉnh mạch nguồn xung flyback đơn giản nhất

    Vấn đề nguồn xung cho tới nay vẫn làm đau đầu khá nhiều người làm điện tử. Tay mơ thì không biết bắt đầu từ đâu, làm như thế nào, tối ưu ra sao. Chuyên nghiệp thì làm cái lớn, bộ nguồn nhỏ dưới 10W thường ít để tâm và bỏ công làm; khi cần mới thấy ... thiếu.

    Bqv xin phép chia xẻ tới các thành viên diễn đàn một thiết kế hoàn chỉnh, đơn giản và hữu dụng. Thiết kế này bqv đã sử dụng nhiều năm trên thực tế và gọt dũa vài lần, thành viên diễn đàn có thể dùng ngay mà không phải lo làm chuột bạch.

    Hoàn chỉnh
    - Điện áp đầu ra 5V, có thể thay đổi trong dải 3-12V chỉ bằng cách thay đổi điện áp của zener đầu ra, mạch còn lại vẫn giữ nguyên.
    - Áp ra khá "sạch", đưa trực tiếp vào vi điều khiển được ngay vì đã có khâu lọc phụ, lọc sạch gai điện áp đặc trưng của flyback.
    - Công suất đạt từ 2 tới 10W, tương ứng TNY253 tới TNY255;
    - Cùng một thiết kế chạy được cả cả TNY25x (TinySwitch đời đầu) lẫn TNY26x (TinySwitch II), rất linh hoạt
    - Đầy đủ sơ đồ nguyên lý, bản vẽ mạch in ... theo đúng tinh thần mã nguồn mở của GNU/Linux.
    - Thiết kế trên nền phần mềm KiCAD, đây là phần mềm tự do & mã nguồn mở, chạy trên cả Linux, MacOS, Windows và Unix

    Đơn giản
    - Sử dụng rất ít linh kiện, số lượng linh kiện chỉ bằng 1/2 so với cách dùng linh kiện UC384x; người ít kinh nghiệm điện tử cũng có thể lắp được ngay lần đầu trong khi gần như chắc chắn thất bại với thiết kế UC384x.
    - Sử dụng biến áp đơn giản, chỉ cần 2 cuộn dây sơ cấp & thứ cấp, không cần cuộn phụ; đơn giản nếu muốn tự quấn biến áp, đơn giản khi dùng biến áp có sẵn vì dòng IC TNY... ít kén chọn biến áp.
    - Mạch thực tế sử dụng biến áp bán sẵn trên thị trường, người ít kinh nghiệm không cần phải tự quấn

    Rẻ
    - Ít linh kiện
    - Biến áp đơn giản, có thể chạy với biến áp quấn tay, biến áp xạc điện thoại di động, biến áp bán sẵn đủ loại
    - Tỷ lệ sai hỏng thấp, khó nổ nếu lắp sai (chỉ đơn giản là không chạy)


    Sơ đồ nguyên lý, chi tiết hơn nên xem file schema KiCAD


    Mạch thực tế, thử với 2 tải 12R - công suất ra > 4W



    Mặt trên




    Mặt hàn và linh kiện SMD





    Toàn bộ thiết kế, mạch có thể lắp TNY25x (TinySwitch) hoặc TNY26x (TinySwitch II) đều được
    85d64630e5e87e5f5b537e1d6ce2a2f8.zip

    Biến áp sử dụng trong thiết kế
    http://icvn.com.vn/s%E1%BA%A3n-ph%E1...ng-ee16-detail
    Loại này có cuộn dây phụ, nhưng TNY25x không cần dùng đến. Nếu thiết kế với IC flyback thông thường (Viper, FSDM, TOP...) sẽ cần dùng tới cuộn này.

    Lưu ý : một số thành viên phản ánh rằng không tải được tệp đính kèm. Bqv thử thì vẫn ổn, tuy nhiên nếu ai cảm thấy khó quá thì tải tệp đính kèm từ bài viết sau
    http://www.dientuvietnam.net/forums/...28#post1681928
    Attached Files
    Phần mềm tự do hoặc không dùng máy tính nữa !.

  • #2
    Nguyên văn bởi bqviet Xem bài viết
    Vấn đề nguồn xung cho tới nay vẫn làm đau đầu khá nhiều người làm điện tử. Tay mơ thì không biết bắt đầu từ đâu, làm như thế nào, tối ưu ra sao. Chuyên nghiệp thì làm cái lớn, bộ nguồn nhỏ dưới 10W thường ít để tâm và bỏ công làm; khi cần mới thấy ... thiếu.

    Bqv xin phép chia xẻ tới các thành viên diễn đàn một thiết kế hoàn chỉnh, đơn giản và hữu dụng. Thiết kế này bqv đã sử dụng nhiều năm trên thực tế và gọt dũa vài lần, thành viên diễn đàn có thể dùng ngay mà không phải lo làm chuột bạch.

    Hoàn chỉnh
    - Điện áp đầu ra 5V, có thể thay đổi trong dải 3-12V chỉ bằng cách thay đổi điện áp của zener đầu ra, mạch còn lại vẫn giữ nguyên.
    - Áp ra khá "sạch", đưa trực tiếp vào vi điều khiển được ngay vì đã có khâu lọc phụ, lọc sạch gai điện áp đặc trưng của flyback.
    - Công suất đạt từ 2 tới 10W, tương ứng TNY253 tới TNY255;
    - Đầy đủ sơ đồ nguyên lý, bản vẽ mạch in ... theo đúng tinh thần mã nguồn mở của GNU/Linux.
    - Thiết kế trên nền phần mềm KiCAD, đây là phần mềm tự do & mã nguồn mở, chạy trên cả Linux, MacOS, Windows và Unix

    Đơn giản
    - Sử dụng rất ít linh kiện, số lượng linh kiện chỉ bằng 1/2 so với cách dùng linh kiện UC324x; người ít kinh nghiệm điện tử cũng có thể lắp được ngay lần đầu trong khi gần như chắc chắn thất bại với thiết kế UC324x.
    - Sử dụng biến áp đơn giản, chỉ cần 2 cuộn dây sơ cấp & thứ cấp, không cần cuộn phụ; đơn giản nếu muốn tự quấn biến áp, đơn giản khi dùng biến áp có sẵn vì dòng IC TNY... ít kén chọn biến áp.
    - Mạch thực tế sử dụng biến áp bán sẵn trên thị trường, người ít kinh nghiệm không cần phải tự quấn

    Rẻ
    - Ít linh kiện
    - Biến áp đơn giản, có thể chạy với biến áp quấn tay, biến áp xạc điện thoại di động, biến áp bán sẵn đủ loại
    - Tỷ lệ sai hỏng thấp, khó nổ nếu lắp sai (chỉ đơn giản là không chạy)


    Sơ đồ nguyên lý, chi tiết hơn nên xem file schema KiCAD


    Mạch thực tế, thử với 2 tải 12R - công suất ra > 4W



    Mặt trên




    Mặt hàn và linh kiện SMD





    Toàn bộ thiết kế
    [ATTACH]90075[/ATTACH]

    Biến áp sử dụng trong thiết kế
    Phụ kiện (105++ SP) : Biến áp xung EE16
    Loại này có cuộn dây phụ, nhưng TNY25x không cần dùng đến. Nếu thiết kế với IC flyback thông thường (Viper, FSDM, TOP...) sẽ cần dùng tới cuộn này.
    trước kia em cũng coi th­ường loại nguồn nhỏ này lắm nhưng làm rồi mới biết nhiều ứng dụng nhỏ mà thấy thiếu nặng toàn phải mua 25-35k/bộ ,anh Việt cho biết BAX anh tự quấn hay mua, giá cả hoàn thiện là nhiu xiền vậy ,kiCAD có chạy được trên bo raspberry pi không ???
    SỐNG THEO BẢN CHẤT,KỆ MỌI NGƯỜI NÓI GÌ THÌ NÓI

    Comment


    • #3
      Như bài viết đầu đã đề cập, biến áp xung có thể tự quấn, lấy từ xạc điện thoại di động hoặc mua sẵn. Mạch thực tế lắp loại biến áp mua sẵn của Hoàng Phát. Biến áp EE16 này, khi chạy với TNY255 đạt công suất là gần 10W, tức 5V 2A ở kích thước mạch chỉ 2x5 cm. Khá mạnh so với biến áp sắt từ.

      Nếu chỉ cần dùng công suất xung quanh 2W, dùng biến áp lấy từ xạc điện thoại di động thì rẻ và gọn hơn nữa. Bax xạc điện thoại di động giá đâu đó dưới 2000 đ ở đơn hàng số lượng 5 vạn. Người chế tạo nhỏ thì đi nhặt xạc điện thoại hỏng về tháo lấy bax thôi. Chế đơn chiếc giá thành nguồn 2W cỡ 12 ngàn đồng.

      Vẫn sơ đồ nguyên lý trên, thay TNY25x bằng TNY268, chay với biến áp EE19 tự quấn công suất ra đạt 15W. Tuy nhiên bax phải có khe hở, khó tính toán và khó gia công đối với người ít kinh nghiệm.
      Phần mềm tự do hoặc không dùng máy tính nữa !.

      Comment


      • #4
        Em là người gặp anh hôm trước và hỏi anh về con tụ găm điện áp. . Thật sự anh rất tâm huyết và nhiệt tình chia sẻ với mọi người, cảm ơn anh và chúc anh luôn mạnh khỏe, đóng góp cho diễn đàn nhiều hơn nữa.
        Tiện thể là tại sao chúng ta không làm thêm một số vấn đề nữa, ví dụ như vỏ hộp, PR,... để có một sản phẩm MADE IN VIET NAM?
        Tại vì em thấy bên tinhte bàn nhiều về cái ổ cắm có cái cổng sạc USB của LIOA, hj. Không biết các bác nghĩ dư nào

        Comment


        • #5
          Tuy nhiên theo em tìm hiểu thì nó ( con tụ 1nF) không chỉ có tác dụng như bác nói. Trong một cái app note nó viết như thế này ạ: Primary and secondary are isolated from direct current. However for high frequency noise, parasitic capacitors cause capacitive coupling of the common mode noise between the primary and secondary. Typically a Y–capacitor is used to provide a return path for the noise to go back to the primary. The value of the Y–capacitor is restricted by safety regulation.

          Comment


          • #6
            Cái tụ nối giữa sơ cấp và thứ cấp đó có 2 tác dụng : an toàn và giảm nhiễu. Tây quan tâm nhiều tới giảm nhiễu, vì vốn đồ của họ thường đã chế tạo thừa an toàn rồi. Ta thì quan tâm nhiều tới an toàn hơn, bởi vì (1) an toàn quan trọng hơn, (2) dân ta mấy ai quan tâm tới nhiễu phát từ thiết bị ra lưới chung, tương tự như quét rác ra phố, vứt chuột ra đường ... ấy mà.

            Đưa thêm tụ nối giữa sơ cấp và thứ cấp sẽ triệt tiêu cả 2 chuyện trên : tăng độ an toàn và giảm nhiễu. Thông thường nó là tụ Y1, loại tụ đặc biệt chịu điện áp cao, có khả năng tự phục hồi sau khi bị gai điện áp "đánh thủng" cục bộ, và có tính chất fail-safe (tức là khi hỏng, nó chết đứt ra chứ không chết chập). Ở VN khó mua tụ Y1, đồng thời nó cũng rất đắt, nên thay bằng tụ kẹo (tụ phim) điện áp cao cũng tạm ổn. Tụ phim cũng có tính chất fail-safe gần bằng tụ Y1 xịn, cũng chống được nhiễu.

            Cái dở của việc thêm tụ nối giữa sơ cấp và thứ cấp là một khi thiết bị cắm vào điện lưới, sờ vào đầu ra sẽ giật hơi tê tê. Mặc dù không chết người được nhưng dễ gây giật mình.
            Phần mềm tự do hoặc không dùng máy tính nữa !.

            Comment


            • #7
              Nguyên văn bởi h11540 Xem bài viết
              trước kia em cũng coi th­ường loại nguồn nhỏ này lắm nhưng làm rồi mới biết nhiều ứng dụng nhỏ mà thấy thiếu nặng toàn phải mua 25-35k/bộ ,anh Việt cho biết BAX anh tự quấn hay mua, giá cả hoàn thiện là nhiu xiền vậy ,kiCAD có chạy được trên bo raspberry pi không ???
              Nói vậy thôi, chứ làm chế cái tầm 5w thì nó cũng phải tầm > 30k bác ạ, chỉ hơn được cái là không phải làm board nguồn rời ra mà mình có thể thiết kế board nguồn trên cùng một board ứng dụng luôn.
              Làm ít thì vẫn phải đi mua cái 30k dùng viper ngoài chợ

              Comment


              • #8
                Bqv có thể khẳng định ngay từ đầu : chế nguồn bình thường theo kiểu đại trà để cạnh tranh với hàng tàu thì chắc chắn hàng nội địa không lại. Dù dùng thiết kế này hay thiết kế khác. Dù dùng nhân công giá rẻ đến đâu đi nữa. Bởi vì đa phần linh kiện đều nhập tàu, cơ sở hạ tầng gia công kém ...

                Nhưng khi nắm thiết kế trong tay thì làm được rất nhiều việc
                • Đơn giản nhất, như khuyenbk đã đề cập, có thể tích hợp vào bảng mach ứng dụng => giảm kích thước và/hoặc giá thành tổng, đơn giản hóa việc thiết kế và lắp ráp.
                • Tùy ý scale-up hoặc scale-down theo yêu cầu
                  • ví dụ có thể giảm nó thành 2W cho giá rẻ, tất nhiên hàng tàu có loại 5W nhưng ứng dụng thực tế dùng chưa tới 1W, thi thoảng mới tới 2W thì dùng 5W thừa mà vẫn mất tới 30 ngàn
                  • có thể tăng nó thành 10W, đúng là hàng tàu có loại 5W và 12W (12V 1A) nhưng ứng dụng thực chỉ cần đâu đó 8W, mua cái adapter 5W thì thiếu mà 12W thì thừa ...
                • Về mặt chất lượng, cũng có thể tùy biến theo thực tế
                  • nếu ứng dụng cần rẻ - dùng TNY hoặc Viper tàu cho rẻ, giá vẫn cạnh tranh so với phương án mua adapter có sẵn
                  • nếu ứng dụng cần tin cậy, luôn luôn có thể chuyển sang dùng TNY hàng Thái Lan, biến áp xung của TDK hàng Việt, FOD817A chính hãng Fairchild hàng Philipines ... trong khi đó, không có cách nào mua được adapter tàu mà linh kiện chính hãng cả, đồng thời đám adapter của TDK, Murata, Traco power hoặc Würth Elektronik ... sản xuất thì giá trên trời, gấp 4-5 lần tới cả chục lần adapter hàng tàu



                Nói rộng ra một chút, trong nền kinh tế cạnh tranh và ngày càng "phẳng", nắm thiết kế là quan trọng bậc nhất. Thậm chí quan trọng hơn cả khía cạnh tài chính, hơn cả nắm chuỗi cung supply chain. Điện tử, cơ khí, ô-tô hay đóng tàu ... đều như vậy.
                Phần mềm tự do hoặc không dùng máy tính nữa !.

                Comment


                • #9
                  Nguyên văn bởi bqviet Xem bài viết
                  Như bài viết đầu đã đề cập, biến áp xung có thể tự quấn, lấy từ xạc điện thoại di động hoặc mua sẵn. Mạch thực tế lắp loại biến áp mua sẵn của Hoàng Phát. Biến áp EE16 này, khi chạy với TNY255 đạt công suất là gần 10W, tức 5V 2A ở kích thước mạch chỉ 2x5 cm. Khá mạnh so với biến áp sắt từ.

                  Nếu chỉ cần dùng công suất xung quanh 2W, dùng biến áp lấy từ xạc điện thoại di động thì rẻ và gọn hơn nữa. Bax xạc điện thoại di động giá đâu đó dưới 2000 đ ở đơn hàng số lượng 5 vạn. Người chế tạo nhỏ thì đi nhặt xạc điện thoại hỏng về tháo lấy bax thôi. Chế đơn chiếc giá thành nguồn 2W cỡ 12 ngàn đồng.

                  Vẫn sơ đồ nguyên lý trên, thay TNY25x bằng TNY268, chay với biến áp EE19 tự quấn công suất ra đạt 15W. Tuy nhiên bax phải có khe hở, khó tính toán và khó gia công đối với người ít kinh nghiệm.
                  với công suất và biến áp lớn hơn có khe hở từ thì cách tính toán có giống với tính toán số vòng sơ cấp cho UC38xx mà bác DTTH hướng dẫn ko ạ.Nếu ko bác có thể chia sẻ 1 cách tính toán đơn giản nhất ko ạ
                  Và em hỏi là dải điện áp vào trong mạch này nằm trong khoảng nào ạ.Max 250V có ổn ko ạ

                  Comment


                  • #10
                    Mạch mẫu đã thử nghiệm với dải điện áp 90-245 VAC. Nó có thể chạy với dải rộng hơn, nhưng cái máy của bqv chỉ cho ra dải điện áp đến như vậy.

                    Biến áp tính toán cho UC3844/UC3845 chắc chắn chạy được với dòng TNY bởi vì chúng giới hạn độ rộng xung ở 48% trong khi TNY giới hạn ở đâu đó 70% (hay 78% tùy dòng Tinyswitch I hay Tinyswitch II). Biến áp tính toán cho UC3843 và UC3842 thì chưa chắc vì nó cho phép độ rộng xung gần 100%. Thông thường khi tính toán biến áp xung cho dòng UC384x người ta giới hạn độ rộng xung dưới 50% => chạy được với TNY.

                    Ngược lại, biến áp tính cho TNY chưa chắc đã chạy được với UC384x, kể cả khi nó có đủ 3 cuộn dây. Nói chung dòng TNY ít kén biến áp, nếu mạch thiết kế cẩn thận (phần snubber và điện áp ngược chịu đựng của diode đầu ra chọn thừa) thì quấn tỷ lệ vòng dây thay đổi từ 3:1 tới 12:1 vẫn chạy tốt.
                    Phần mềm tự do hoặc không dùng máy tính nữa !.

                    Comment


                    • #11
                      A cho em hỏi
                      1. Giá trị cuộn cảm khoảng nhiu để lọc nhiễu tốt? (vì trong mạch vẽ e thấy có dùng nhưng hình chụp em thấy a ko dùng)
                      2. Cái biến áp xung sao mình có thể lấy trong mấy cục sạc điện thoại cũ sài lại dc ? không lẽ tụi nó đều cùng tỷ cắm)lệ số vòng hay ý a lấy lõi rồi quấn lại?
                      3. Trong hình chụp, em thấy có 1 con diode chân cắm ở ngõ ra là con gì sao em nhìn trong schematic thì ko thấy. Rõ ràng hình chụp a đã dùng con SF18 (chân cắm), con SS16 chottky (dán) rồi mà.
                      Góp ý: diode SF18 em nghĩ nên thay con FR107 cho dễ kiếm vì ở HCM em thấy khó tìm lắm.
                      Nothing

                      Comment


                      • #12
                        Em cũng đang có 1 bài toán và cũng đang phân vân về phần nguồn nên lựa chọn phương án nào, tiện thể đây nhờ các bác bqviet và các bác tư vấn giúp.

                        Nguồn từ 220 AC sang ra 5V DC yêu cầu công suất 1w, có cách ly Lâu nay e vẫn dùng biến áp 50Hz với cầu diode chỉnh lưu nhưng giá thành hơi cao và quấn biến áp cũng khó vì nhiều vòng quá và dây nhỏ.
                        Mỗi đơn hàng thường là 1k 1 lần, một năm cũng vài lần.
                        Vậy với sản lượng và công suất như vậy nếu làm nguồn flyback giá có được < 20k/bộ và độ tin cậy được như biến áp 50Hz ko ạ ?

                        Comment


                        • #13
                          Nguyên văn bởi dangkiet000 Xem bài viết
                          A cho em hỏi
                          1. Giá trị cuộn cảm khoảng nhiu để lọc nhiễu tốt? (vì trong mạch vẽ e thấy có dùng nhưng hình chụp em thấy a ko dùng)
                          2. Cái biến áp xung sao mình có thể lấy trong mấy cục sạc điện thoại cũ sài lại dc ? không lẽ tụi nó đều cùng tỷ cắm)lệ số vòng hay ý a lấy lõi rồi quấn lại?
                          3. Trong hình chụp, em thấy có 1 con diode chân cắm ở ngõ ra là con gì sao em nhìn trong schematic thì ko thấy. Rõ ràng hình chụp a đã dùng con SF18 (chân cắm), con SS16 chottky (dán) rồi mà.
                          Góp ý: diode SF18 em nghĩ nên thay con FR107 cho dễ kiếm vì ở HCM em thấy khó tìm lắm.

                          Cuộn cảm đầu ra thực tế là ferrite bead. Trong ảnh chụp hình nó giống như cái đi-ốt. Bạn cũng nhầm cái ferrite bead thành output diode.

                          Đi-ốt đầu ra thực tế dùng là SS16 chứ không phải SF18. Dùng SS14 cũng được, nhưng để điện áp ra thay đổi thoải mái tới 12 VDC thì dùng SS16 cho an toàn.

                          SF18 là dùng cho phần snubber. Thay nó bằng FR107 hoặc UF4007 hoặc HER107 đều được. Nếu công suất đảm bảo chỉ tiêu thụ dưới 2W, dùng 1N4007 mắc nối tiếp với điện trở 22R hoặc 33R cũng ... được, rẻ mà lại tăng hiệu suất do 1N4007 đóng cắt chậm nên tận dụng được một ít năng lượng lấy lại từ điện cảm dò (leakage inductance).
                          Phần mềm tự do hoặc không dùng máy tính nữa !.

                          Comment


                          • #14
                            Nguyên văn bởi khuyenbk Xem bài viết
                            Em cũng đang có 1 bài toán và cũng đang phân vân về phần nguồn nên lựa chọn phương án nào, tiện thể đây nhờ các bác bqviet và các bác tư vấn giúp.

                            Nguồn từ 220 AC sang ra 5V DC yêu cầu công suất 1w, có cách ly Lâu nay e vẫn dùng biến áp 50Hz với cầu diode chỉnh lưu nhưng giá thành hơi cao và quấn biến áp cũng khó vì nhiều vòng quá và dây nhỏ.
                            Mỗi đơn hàng thường là 1k 1 lần, một năm cũng vài lần.
                            Vậy với sản lượng và công suất như vậy nếu làm nguồn flyback giá có được < 20k/bộ và độ tin cậy được như biến áp 50Hz ko ạ ?
                            Ở công suất 1-2W, thường dân sản xuất hàng loạt không dùng IC flyback mà dùng mạch nguồn xung kiểu ringing choke (RCC). RCC thực ra cũng là flyback, nhưng tự dao động bằng chính transistor công suất kết hợp với cuộn dây sơ cấp. Tất cả xạc điện thoại hàng chợ dùng kiểu nguồn này với biến áp xung lõi EE13 hoặc EE12.6; xạc chính hãng cũng dùng RCC cho điện thoại thường (dumb phone). Mạch RCC có ưu điểm là cực rẻ nhưng độ ổn định phụ thuộc rất nhiều và biến áp xung, tức là phải dùng biến áp tốt một chút. Nếu chỉnh thông số tốt, mạch RCC có thể chạy ổn định 3W với lõi EE13. Bqv đã từng độ mạch nguồn RCC chạy ở 4.2W nhưng đó là để chơi chứ sản xuất hàng loạt thì không nên.

                            Đơn hàng 1K lớn đối với người sản xuất hoặc nhà buôn nhỏ nhưng ít ý nghĩa đối với mấy đơn vị gia công ở VN. Với nhà máy bên tàu thì tuyệt đối chẳng có ý nghĩa gì cả. Nếu tăng đơn hàng thành cỡ 5K (nửa vạn) thì các đơn vị gia công trong nước có thể để mắt tới. Giá thành bộ nguồn RCC 2W khoảng 10-11 ngàn. Con số chính xác còn phụ thuộc vào ai là người thương thảo, nhưng khả năng chắc chắn 99% sẽ dưới $0.5

                            Nguồn là như vậy : khi làm đủ nhiều thì nó rẻ, nhưng ít thì không mấy ai thèm quan tâm.
                            Phần mềm tự do hoặc không dùng máy tính nữa !.

                            Comment


                            • #15
                              Cảm ơn a bqviet 12h vẫn còn trả lời.
                              Nothing

                              Comment

                              Về tác giả

                              Collapse

                              bqviet Tìm hiểu thêm về bqviet

                              Bài viết mới nhất

                              Collapse

                              Đang tải...
                              X