Các loại nguồn điện chuyển mạch phổ biến và các mức điện áp DC trong hệ thống điều khiển điện tử
Khi yêu cầu an toàn đối với các vòng điều khiển trong hệ thống điều khiển điện tử ngày càng tăng, điện áp hoạt động của vòng điều khiển ngày càng trở thành điện áp DC thấp. Kết quả là ngày càng có nhiều thiết bị điện như cảm biến, rơle micro DC cỡ nhỏ và vừa sử dụng nguồn DC trong vòng điều khiển. Vì lý do này, ngày càng có nhiều bộ nguồn chuyển mạch của các hãng khác nhau trong hệ thống điều khiển điện tử. Vì nó liên quan đến hoạt động bình thường của toàn bộ hoặc hầu hết vòng điều khiển nên chúng ta cần hiểu một số kiến thức về chuyển mạch nguồn điện.
Đầu tiên chúng ta cùng tìm hiểu các loại nguồn điện chuyển mạch phổ biến trong hệ thống điều khiển điện tử.
Theo các mối quan hệ tương ứng khác nhau giữa các đầu giống nhau và khác nhau của cuộn dây thứ cấp của nguồn điện chuyển mạch, nguồn điện chuyển mạch có thể được chia đại khái thành hai loại: loại flyback và loại tự kích thích. Do bộ nguồn chuyển mạch flyback có ưu điểm là cấu trúc mạch tương đối cố định, độ ổn định và độ tin cậy tốt, giá thành thấp nên nó phổ biến hơn trong các hệ thống điều khiển điện tử hiện nay (bổ sung: mô-đun cấp nguồn chuyển mạch tích hợp được sử dụng trong một số hệ thống điều khiển điện tử có ưu điểm đáng kể). Một số cũng là mạch cấp nguồn chuyển mạch flyback. Hình dưới đây cho thấy hai bộ cấp nguồn chuyển mạch flyback phổ biến).
Tuy nhiên, do những hạn chế về nguyên lý làm việc của bộ nguồn chuyển mạch flyback, công suất đầu ra của nó dao động từ hàng chục volt-ampe đến vài trăm volt-ampe. Trong thực tế, có rất ít sản phẩm có điện áp vượt quá 1,{3}} volt-ampe. Các đồng nghiệp quan tâm có thể quan sát nguồn điện chuyển mạch xung quanh. Nếu phát hiện thấy mô hình mạch tích hợp được sử dụng là UC3842/43/44/45 thì đó là bộ nguồn chuyển mạch flyback điển hình (kiến thức về điều này sẽ được để lại trong tương lai).
Nhân tiện, hầu hết các mạch cấp nguồn chuyển mạch trong các thiết bị điều khiển công nghiệp điện tử khác nhau như bộ biến tần và bộ điều khiển servo đều là loại flyback.
Thứ hai, chúng ta hãy xem điện áp đầu vào và đầu ra của nguồn điện chuyển mạch. Bởi vì một số nhà sản xuất bộ nguồn chuyển mạch không chỉ hướng tới thị trường trong nước mà còn tính đến thị trường Châu Âu, Mỹ và Nhật Bản, một trong những bộ nguồn chuyển mạch của họ có hai mức điện áp đầu vào: AC110V và AC220V. Loại nguồn điện chuyển mạch này thường sử dụng công tắc chọn trên bảng mạch để chọn mức điện áp (như hình 2). Vì vậy, trước khi lắp đặt và sử dụng, chúng ta phải kiểm tra xem công tắc mức điện áp đầu vào của nguồn điện chuyển mạch có phù hợp với điện áp đầu vào thực tế hay không, nếu không sẽ dễ gây hư hỏng nguồn điện chuyển mạch!
Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét các mức điện áp DC thường được sử dụng trong công việc thực tế. Căn cứ vào tình hình thực tế, trong công việc chúng ta thường tiếp xúc với 4 cấp điện áp DC sau:
1. +5V: Điện áp này thường được cung cấp cho bảng điều khiển chứa bộ vi điều khiển trong hệ thống điều khiển điện tử, cũng như một số đèn LED;
2. +12V: Điện áp này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp và phạm vi cung cấp điện của nó bao gồm các công tắc tiệm cận, cảm biến hồng ngoại, rơle trạng thái rắn, rơle điện từ nhỏ, v.v.;
3. +15V: Điện áp này thường được cung cấp cho các thiết bị thử nghiệm nhưng nó không phổ biến lắm trong thực tế;
4. +24V: Mức điện áp của mạch này giống với +12V và nó cũng được sử dụng rất phổ biến trong các hệ thống điều khiển điện tử. Ngoài các tải khác nhau mà +12V mang theo, bộ nguồn +24V còn chịu trách nhiệm cung cấp điện cho nhiều màn hình cảm ứng, trình soạn thảo văn bản, máy điều khiển công nghiệp cảm ứng đa năng và các máy khác thiết bị.
Trong trường hợp bình thường, việc chuyển đổi nguồn điện có hai mức điện áp đầu ra +12V và +24V hầu hết được sử dụng trong hệ thống điều khiển điện tử. Tuy nhiên, điều quan trọng cần chỉ ra là trong quá trình điều khiển thực tế, thường do các đối tượng điều khiển khác nhau, để tránh nhiễu và các yếu tố bất lợi khác, các đầu nối “GND/COM” giữa các mức điện áp khác nhau ở đầu ra của chuyển mạch cung cấp điện cũng được chia thành hai loại công thức chung và độc lập. Khi lựa chọn sử dụng chúng ta nên lựa chọn sử dụng có mục tiêu dựa trên tình hình thực tế.
