Các dự án về điện tử công suất (DTTH)

[Thanh Ng]

Các bác đã đưa ra rất nhiều ý kiến hay xoay quanh nguồn Flyback dùng IC TOP2XX. Tập trung lại quan trọng nhất là thiết kế của biến áp để độ cam rờ càng nhỏ thì điện áp nhiễu sống sẽ nhỏ lại và không đánh thủng FET. Thiết kế giá trị tự cảm của BAX rất quan trọng vì nó sẽ xác định chu kỳ hoạt động và kiểm soát dòng để chạy ở dạng nào tùy theo người thiết kế. Tôi đề nghị bạn nên lên trang www.power.com là hãng sản xuất TOP2XX, dùng như liệu PIExpert để thiết kế mạch FB. Họ chỉ dẫn rất cặn kẽ cách thiết kế BAX, độ tự cảm, mạch snubber, mạch hội tiếp... Có thể coi clip này để biết cách thức xử dụng nhu liệu PIExpert.

https://www.youtube.com/watch?v=dJ7DuZ-AeH4&t=1s

[ti500]

Cám ơn bác đã quan tâm giải thích . Xin bác nói thêm về dòng chữ mầu đỏ : Tôi nghĩ rằng tỷ lệ vòng dây phụ thuộc vào tỷ số giữa U vào min / U ra , không nên thay đổi nó ...

thật ra em hơi quan ngại về nguyên nhân thứ 1 khi xem cách chọn mật độ từ thông max trong bài viết trước của bác, 10 000 gauss là một con số quá lớn, hơn gấp đôi mật độ từ thông max của một lõi ferrite bình thường, lõi chắc chắn sẽ bão hòa. Khi chọn con số này đủ lớn thì ngoài việc làm tổn hao lõi (nóng, ảnh hưởng hiệu suất) còn làm suy giảm điện cảm sơ cấp nhanh chóng khi mạch có tải rồi làm tăng dòng dẫn đến tăng mật độ từ thông thêm dẫn đến bão hòa lõi làm ngắn mạch sơ cấp. Tuy các chip current mode có chức năng hạn dòng nhưng dòng điện tăng vọt khi lõi chớm bão hòa hay bão hòa toàn phần khi đó nhiệt độ tăng rất nhanh đủ làm tan chảy và chập mối nối bên trong FET. Giải nhiệt cho FET tốt cũng là yếu tố quan trọng, em cũng từng bị chập FET và đứt cầu chì vì tăng nhiệt mặc dù lõi không hề bão hòa. Có lẽ đây cũng là lý do mà mạch FB bị giới hạn công suất ở mức khá thấp. Không biết TOPxxx có bị vấn đề này không vì nó có thể có bộ bảo vệ nhiệt.

Phần câu hỏi trên của bác thì bác bqviet đã có giải thích rồi đấy ạ. Em chỉ rút gọn lại thế này: bác áp dụng Vin[max] và Vout vào mối quan hệ điện áp và số vòng như cách tính biến áp thông thường trong từng giai đoạn đóng và mở của khóa (FET) thì sẽ biết được điện áp ở từng cuộn dây của biến áp trong giai đoạn tương ứng.

Theo bác nói khi tăng số vòng sơ cấp để nâng Vin[min_195v] lên gấp đôi mà không tăng số vòng cuộn thứ thì sơ sơ điện áp ngược chiều xuất hiện trên cuộn sơ cấp (khi FET tắt, khi V_thứ-cấp có Vout+Vdiode, rồi tính Vsơ-cấp - hay còn gọi là Vor - bằng tỷ số biến áp thông thường) cũng khoảng gấp đôi so với khi bác xài biến áp tính toán ở Vin[min_90v]. Khi đó khi bác cộng điện áp Vor này với Vin[min_195v] rồi V_spike do điện cảm rò thì điện áp mà FET chịu lúc đó cũng là một con số kha khá đấy ạ. Bác không nói chi tiết các thông số biến áp của bác nên em chỉ ước chừng như vậy thôi.

Theo em bác cũng nên tăng số vòng thứ cấp sao cho Vor (V_sơ-cấp khi FET vừa tắt) ở mức vừa phải để khi cộng vào với 2 điện áp vừa kể nó nhỏ hơn Vds của FET là an toàn mà lại bảo đảm hiệu suất, tất nhiên là cũng phải quan tâm đến mạch dập xung V_spike phù hợp. Khi tăng số vòng thứ cấp thì bác cũng nên để ý đến khả năng chịu điện áp ngược của diode ngõ ra nhé. Ngoài ra tỷ lệ biến áp này còn có thể giúp xác lập Duty_max như mong muốn nữa.

Em xin nhắc lại cách quấn biến áp và thậm chí cách thiết kế PCB cũng có phần quyết định đến vấn đề của bác hay hiệu suất của bộ nguồn.

Em chỉ nghĩ ra được bấy nhiêu thôi, còn chờ ý kiến phản biện và đóng góp của các cao thủ khác nữa. Em thấy các bác mod, bqviet, chú ThanhNg ... có những kinh nghiệm và ý kiến quý báu để các anh em ta học hỏi. Mong các cao nhân tích cực đóng góp thêm đừng để anh em ta ấm ức là những vấn đề đơn giản mà ta lại phải nhường bước cho các bạn phương bắc sao???

[thetung]

Tỷ lệ vòng dây phụ thuộc vào điện áp vào và ra, điều này đúng, để đảm bảo khi điện áp vào tối thiểu vẫn đạt được áp ra mong đợi. Nhưng tỷ lệ vòng dây sơ/thứ cấp chỉ phải đảm bảo một giá trị nhất định nào đó mà thôi (ví dụ 8:1) còn nhỏ hơn thì vẫn được (ví dụ nếu 8:1 là tối thiểu cần đáp ứng thì 7:1 cũng được, mà 6:1 cũng xong), bởi vì điện áp ra quyết định bởi tỷ lệ vòng dây _và_ độ rộng xung nữa. Ví dụ trường hợp cực đoan là dùng biến áp tỷ lệ 1:1 vẫn có thể vào 220VAC ra 5VDC, bằng cách khiển độ rộng xung thật nhỏ. Nguồn buck để step-down điện lưới trực tiếp xuống điện áp thấp không cách ly là ví dụ cụ thể, về hiệu dụng nó tương tự nguồn forward converter với biến áp 1:1, chỉ dùng độ rộng xung để khống chế điện áp đầu ra.

Tại sao người ta không dùng biến áp 1:1 mà vẫn có tỷ lệ nào đó ? Đơn giản vì lý do giảm nhiễu và kinh tế thôi. Cuộn thứ cấp dây to không thể nhiều vòng quá được. Điện áp ngược đặt lên diode đầu ra (thường là) Schottky không thể tới gần 400V được. Biến áp 1:1 thì gai nhiễu đầu ra cực lớn ... Có nhiều lý do, nhưng về nguyên lý mạch và về kỹ thuật điện tử, biến áp 1:1 đầu ra điện áp thấp vẫn được.

Viết dài dòng, nhưng tóm gọn là : cái tỷ lệ biến áp đó cũng tính toán một phần (để tìm ra giá trị giới hạn), nhưng phần nhiều là _chọn_ lúc thiết kế, sau khi đã cân nhắc nhiều yếu tố xung quanh.

Rất cám ơn bác , tôi đã hiểu thêm được phần nào rồi ....

[thetung]

Các bác đã đưa ra rất nhiều ý kiến hay xoay quanh nguồn Flyback dùng IC TOP2XX. Tập trung lại quan trọng nhất là thiết kế của biến áp để độ cam rờ càng nhỏ thì điện áp nhiễu sống sẽ nhỏ lại và không đánh thủng FET. Thiết kế giá trị tự cảm của BAX rất quan trọng vì nó sẽ xác định chu kỳ hoạt động và kiểm soát dòng để chạy ở dạng nào tùy theo người thiết kế. Tôi đề nghị bạn nên lên trang www.power.com là hãng sản xuất TOP2XX, dùng như liệu PIExpert để thiết kế mạch FB. Họ chỉ dẫn rất cặn kẽ cách thiết kế BAX, độ tự cảm, mạch snubber, mạch hội tiếp... Có thể coi clip này để biết cách thức xử dụng nhu liệu PIExpert.

https://www.youtube.com/watch?v=dJ7DuZ-AeH4&t=1s

Cám ơn bác , tôi cũng đã xem xét phần mềm này rồi , quả là rất bổ ích , thông não cho tôi khá nhiều .... Nhưng tôi không làm theo được vì mấy vấn đề :
1 - Trong phần mềm này chỉ có các tính toán cho IC công suất khá khá là các loại TOP 24x hoặc 25x ... Tôi chỉ hay dùng loại công suất nhỏ 22x thôi ...
2 - Các biến áp tính trong đó thì không có ở .... chợ Giời ?????

[thetung]

thật ra em hơi quan ngại về nguyên nhân thứ 1 khi xem cách chọn mật độ từ thông max trong bài viết trước của bác, 10 000 gauss là một con số quá lớn, hơn gấp đôi mật độ từ thông max của một lõi ferrite bình thường, lõi chắc chắn sẽ bão hòa. Khi chọn con số này đủ lớn thì ngoài việc làm tổn hao lõi (nóng, ảnh hưởng hiệu suất) còn làm suy giảm điện cảm sơ cấp nhanh chóng khi mạch có tải rồi làm tăng dòng dẫn đến tăng mật độ từ thông thêm dẫn đến bão hòa lõi làm ngắn mạch sơ cấp. Tuy các chip current mode có chức năng hạn dòng nhưng dòng điện tăng vọt khi lõi chớm bão hòa hay bão hòa toàn phần khi đó nhiệt độ tăng rất nhanh đủ làm tan chảy và chập mối nối bên trong FET. Giải nhiệt cho FET tốt cũng là yếu tố quan trọng, em cũng từng bị chập FET và đứt cầu chì vì tăng nhiệt mặc dù lõi không hề bão hòa. Có lẽ đây cũng là lý do mà mạch FB bị giới hạn công suất ở mức khá thấp. Không biết TOPxxx có bị vấn đề này không vì nó có thể có bộ bảo vệ nhiệt.

Phần câu hỏi trên của bác thì bác bqviet đã có giải thích rồi đấy ạ. Em chỉ rút gọn lại thế này: bác áp dụng Vin[max] và Vout vào mối quan hệ điện áp và số vòng như cách tính biến áp thông thường trong từng giai đoạn đóng và mở của khóa (FET) thì sẽ biết được điện áp ở từng cuộn dây của biến áp trong giai đoạn tương ứng.

Theo bác nói khi tăng số vòng sơ cấp để nâng Vin[min_195v] lên gấp đôi mà không tăng số vòng cuộn thứ thì sơ sơ điện áp ngược chiều xuất hiện trên cuộn sơ cấp (khi FET tắt, khi V_thứ-cấp có Vout+Vdiode, rồi tính Vsơ-cấp - hay còn gọi là Vor - bằng tỷ số biến áp thông thường) cũng khoảng gấp đôi so với khi bác xài biến áp tính toán ở Vin[min_90v]. Khi đó khi bác cộng điện áp Vor này với Vin[min_195v] rồi V_spike do điện cảm rò thì điện áp mà FET chịu lúc đó cũng là một con số kha khá đấy ạ. Bác không nói chi tiết các thông số biến áp của bác nên em chỉ ước chừng như vậy thôi.

Theo em bác cũng nên tăng số vòng thứ cấp sao cho Vor (V_sơ-cấp khi FET vừa tắt) ở mức vừa phải để khi cộng vào với 2 điện áp vừa kể nó nhỏ hơn Vds của FET là an toàn mà lại bảo đảm hiệu suất, tất nhiên là cũng phải quan tâm đến mạch dập xung V_spike phù hợp. Khi tăng số vòng thứ cấp thì bác cũng nên để ý đến khả năng chịu điện áp ngược của diode ngõ ra nhé. Ngoài ra tỷ lệ biến áp này còn có thể giúp xác lập Duty_max như mong muốn nữa.

Em xin nhắc lại cách quấn biến áp và thậm chí cách thiết kế PCB cũng có phần quyết định đến vấn đề của bác hay hiệu suất của bộ nguồn.

Em chỉ nghĩ ra được bấy nhiêu thôi, còn chờ ý kiến phản biện và đóng góp của các cao thủ khác nữa. Em thấy các bác mod, bqviet, chú ThanhNg ... có những kinh nghiệm và ý kiến quý báu để các anh em ta học hỏi. Mong các cao nhân tích cực đóng góp thêm đừng để anh em ta ấm ức là những vấn đề đơn giản mà ta lại phải nhường bước cho các bạn phương bắc sao???

Bạn có thể giải thích thêm cái mầu đỏ ko ? Tôi chỉ cứ thường lấy Duty max = 45% thôi ....

[Thanh Ng]

Bạn có thể giải thích thêm cái mầu đỏ ko ? Tôi chỉ cứ thường lấy Duty max = 45% thôi ....

Bạn TheTung có thể cho biết chị tiết dữ kiện: nguồn vào min - max, điện áp tải, dòng tãi, dùng PWM IC gì, có cần cách lý không ? đang có những lõi EE loại nào ? Bạn có đồ nghề để mài lõi và đó được độ từ cảm của BA không ?

Mà tôi thấy bác DTTH đã làm rất chị tiết mạch FB dùng con UC3845 rồi, có lý đó gì mà bạn không dùng mạch đó không (trong clip #9) ? chắc là bạn không có con UC3845 và FET

[thetung]

Tôi thường làm mạch chạy LED 10w nên hay dùng TOP22x cho gọn nhẹ . Tôi hay làm kiểu "Hai lúa" như sau : Ra chợ Giời mua cái lõi EI25 , mài trụ giữa khoảng 0,8mm ( có công thức tính lgap nhưng tôi không theo được ) . Cuốn 100 vòng vào lõi , đo điện cảm rồi tính ra cái thông số nH/t (bình phương ) của lõi . Từ đó tính ra số vòng dây của cuộn sơ cấp theo công thức tính của nhà bác DTTH .... Tôi cũng có làm nguồn 12V 4A để chạy khoan , dùng TOP244 lõi EI28 chợ Giời .... Nói chung tính theo 90V thì được , nhưng do lòng tham muốn chạy kiểu 195V để tận dụng công suất của IC nhưng do trình còi nên luôn bị khói lửa kèm theo . Nay nhờ bạn khai quật cái Topic này , được sự chỉ giáo của các Pro ... nên cũng ngộ ra được nhiều điều .... Hy vọng sắp tới sẽ thành công ..

[dinhthuong80]

Chà, 10W mà dùng EI25 thì phí quá nhỉ, dùng EE/I 16 - 20 ok rồi bạn. Về khe hở, mình sẽ liệt kê cho bạn. Nếu bạn cần tôi có thể gửi tặng bạn một bax EE20 của driver led 12W (300mA, 85-250V) chất lượng tốt để bạn thử con TOP xem sao

[bqviet]

Dưới 30W thì dùng TNY dễ, lành hơn nhiều. 10W thì chạy cụ thể TNY275, 285 hoặc FSL206 với EE19 là đẹp, biến áp hơi dư chút để an toàn. Chạy E20, 22 thì dư, E25 thì dư nhiều quá. EE25 lý thuyết chạy được gần 50W ở tần số 100KHz trở lên. Nên dùng lõi EE thay cho EI vì cái khe hở nằm ở giữa cuộn dây, từ thông tản mát ra ở cái khe hở cũng vẫn nằm trọn vẹn trong lòng cuộn dây => điện cảm rò thấp, nhiễu ra xung quanh cũng ít.

[thetung]

Chà, 10W mà dùng EI25 thì phí quá nhỉ, dùng EE/I 16 - 20 ok rồi bạn. Về khe hở, mình sẽ liệt kê cho bạn. Nếu bạn cần tôi có thể gửi tặng bạn một bax EE20 của driver led 12W (300mA, 85-250V) chất lượng tốt để bạn thử con TOP xem sao

Ở chợ Giời chỉ thấy có loại EE 16 và EE 25 thôi ... EI 16 chắc là ko đủ công suất nên tôi phải dùng EI 25 ... Ngay EI16 bạn mua vào các thời điểm khác nhau thì cũng thấy hình dạng chi tiết khác nhau , mầu sắc lõi khác nhau .... Tóm lại là hàng ko nguồn gốc , trôi nổi .... Nhưng đành phải dùng thôi .... Tệ hại hơn là có lúc chỉ có loại lõi E mài trụ sẵn ... Úp hai cái lõi E vào nhau , khe từ rộng đến 2mm .... ???

[bqviet]

EE16 và EE19 là những loại thông dụng. HN nhiều nơi bán, ví dụ

http://linhkienviet.vn/bien-ap-xung-1

http://linhkienst.com/collections/loi-va-xuong-bien-ap-xung

[dinhthuong80]

Flyback 10W thì đúng như bác bqviet nói, EE19 là đẹp.
EE16 thì lõi phải đảm bảo mới được (nguồn cấp trước PSU vẫn dùng EE16).
EE25 chạy p-p hay tương đương thì ở 30-50kHz 45W ổn, còn chạy Flyback thì nên từ 18-25 W đầu ra là đẹp.
Về khe hở từ, (F thông thường 25-50kHz) thì mình đề nghị các lõi EE19-25 chỉ nên từ 0.35-0.6mm thôi, Lpri thì E19 1.4-2mH, E20 1.1-1.4mH, E25 0.8-1mH.
Có lẽ EI225 bạn mài 0.8mm nên quấn hơi nhiều vòng cả sơ cấp và thứ cấp nên đỉnh nhiễu cao đánh thủng mos nội, và nên chú ý gắn thêm tụ Y1 2.2nF giữa mass cao áp và mass DC out nữa nhé. Chúc bạn thành công.

[thetung]

Flyback 10W thì đúng như bác bqviet nói, EE19 là đẹp.
EE16 thì lõi phải đảm bảo mới được (nguồn cấp trước PSU vẫn dùng EE16).
EE25 chạy p-p hay tương đương thì ở 30-50kHz 45W ổn, còn chạy Flyback thì nên từ 18-25 W đầu ra là đẹp.
Về khe hở từ, (F thông thường 25-50kHz) thì mình đề nghị các lõi EE19-25 chỉ nên từ 0.35-0.6mm thôi, Lpri thì E19 1.4-2mH, E20 1.1-1.4mH, E25 0.8-1mH.
Có lẽ EI225 bạn mài 0.8mm nên quấn hơi nhiều vòng cả sơ cấp và thứ cấp nên đỉnh nhiễu cao đánh thủng mos nội, và nên chú ý gắn thêm tụ Y1 2.2nF giữa mass cao áp và mass DC out nữa nhé. Chúc bạn thành công.

Với con TOP 22x f= 100kHz thì khe từ nên là bao nhiêu hả bạn ?

[dinhthuong80]

Với con TOP 22x f= 100kHz thì khe từ nên là bao nhiêu hả bạn ?

100kHz theo mình cứ cho khe từ 0.5-0.6mm là được, L có lẽ nhỏ hơn xíu.

[ti500]

Bạn có thể giải thích thêm cái mầu đỏ ko ? Tôi chỉ cứ thường lấy Duty max = 45% thôi ....

bác xem cái tài liệu này hộ em, trong này có nói và cách tính duty max theo Vor và Vin.

https://ac-dc.power.com/sites/default/files/product-docs/an17.pdf

Bác có thể kiểm chứng bằng oscilloscope. Tất nhiên là duty max mong muốn phải nhỏ hơn duty max cua chip điểu khiển.

Power Integration họ có nhiều tài liệu rất hay và thực tế nữa.