Nguồn tổ ong là một trong những thiết bị khá quen thuộc và phổ biến hiện nay dùng để biến đổi điện áp. Vậy nguồn tổ ong là gì và ứng dụng của nguồn tổ ong vào cuộc sống như thế nào?

1.     Nguồn tổ ong là gì?

Nguồn tổ ong hay còn được biết tới với tên gọi là nguồn xung. Giống như tên gọi, loại nguồn này có hình dạng các lỗ thông hơi có chức năng thoát nhiệt hình lục giác giống như hình dáng của những chiếc tổ ong. Vì thế, người ta còn gọi với cái tên nguồn tổ ong để dễ phân biệt và nhận biết.

Nguồn tổ ong được sử dụng với mục đích biến đổi nguồn điện xoay chiều sang nguồn điện 1 chiều. Mạch nguồn sử dụng nguyên lý dao động xung kết hợp với biến áp xung.

2.     Tại sao cần sử dụng nguồn tổ ong?

Thông thường, mọi người thường sử dụng nguồn tuyến tính cổ điển cho việc biến áp sắt từ để làm nhiệm vụ hạ áp. Kế tiếp sẽ dùng chỉnh lưu kết hợp với IC nguồn để tạo ra các loại điện áp 1 chiều theo yêu cầu như: 3V, 5V, 6V, 12V, 24V, 30V…

Tuy nhiên, các bộ nguồn cổ điển thường rất cồng kềnh, nặng có tốn vật liệu khi thiết kế. Thêm vào đó, loại thiết bị này có giá thành khá cao nên không được sử dụng nhiều. Dù nguồn tuyến tính sẽ không làm làm ảnh hưởng xấu tới chất lượng lưới điện nhưng không được yêu thích như trước.

Nguồn tổ ong ra đời là giải pháp thay thế cho nguồn tuyến tính cổ điển. Với thiết kế đơn giản, nhỏ gọn và nhiều công dụng khác nhau. Nguồn tổ ong xong sẽ khắc phục hoàn toàn những khuyết điểm của các thiết bị nguồn biến áp truyền thống. 

Hơn nữa, giá thành của nguồn tổ ong cũng tương đối rẻ và tích hợp được với với nhiều thiết bị nhỏ gọn khác nhau, cho hiệu suất cao.

Bộ nguồn tổ ong được ứng dụng nhiều trong việc làm biển quảng cáo led… Nó cũng được ứng dụng nhiều trong cách ngôi nhà hiện đại và được nhiều người yêu thích. 

3.     Cấu tạo và Nguyên lý hoạt động nguồn tổ ong như thế nào?

*Cấu tạo:

Nguồn tổ ong có rất nhiều chủng loại với kích cỡ khác nhau. Tuy nhiên, về cơ bản mạch nguồn vẫn gồm những linh kiện chính:

Cấu tạo nguồn tổ ong

-          Biến áp xung: Cấu tạo gồm các cuộn dây quấn trên một lõi từ giống như biến áp thông thường. Điểm khác biệt duy nhất là biến áp này sử dụng lõi ferit còn biến áp thường sử dụng lõi thép kĩ thuật điện

Với cùng 1 kích thước, biến áp xung cho công suất lớn hơn biến áp thường rất nhiều lần. Ngoài ra biến áp xung hoạt động tốt ở dải tần cao còn biến áp thường chỉ hoạt động ở dải tần thấp.

-          Cầu chì: Chắc hẳn ai cũng biết tác dụng của nó là bảo vệ mạc nguồn khi bị ngắn mạch

Cuộn chống nhiễu, tụ lọc sơ cấp, đi ốt chỉnh lưu: có nhiệm vụ biến đổi dòng xoay chiều 220VAC thành điện áp 1 chiều tích trữ trên tụ lọc sơ cấp để cung cấp năng lượng cho cuộn sơ cấp của máy biến áp xung.

-          Sò công suất: Đây là 1 linh kiện bán dẫn dùng như một công tắc chuyển mạch, đó có thể  là tranzito, mosfet, IC tích hợp, IGBT có nhiệm vụ đóng cắt điện từ chân + của tụ lọc sơ cấp vào cuộn dây sơ cấp của biến áp xung rồi cho xuống mass.

-          Tụ lọc nguồn thứ cấp: Dùng để tích trữ năng lượng điện từ cuộn thứ cấp của biến áp xung cho tải tiêu thụ. Khi dòng điện cuộn sơ cấp của biến áp được đóng cắt liên tục bằng sò công suất thì xuất hiện từ trường biến thiên.

==> Điện áp ra trên cuộn thứ cấp. Điện áp này được chỉnh lưu qua 1 vài đi ốt rồi đưa ra tụ lọc thứ cấp để san phẳng điện áp

-          IC quang và IC TL431: Tạo ra 1 điện áp cố định để khống chế điện áp ra bên thứ cấp ổn định theo mong muốn. Khống chế dao động đóng cắt điện vào cuộn sơ cấp của biến áp sao cho điện áp ra bên thứ cấp đạt yêu cầu.

**Nguyên lý hoạt động:

Khi công tắc điện mở, nguồn điện sẽ được đi qua nguồn xung. Khi đó, cuộn sơ cấp của biến áp được đóng cắt điện liên tục bằng sò công suất sẽ xuất hiện từ trường biến thiên. Dẫn đến cuộn thứ cấp của biến áp cũng xuất hiện một điện áp ra. Điện áp này được chỉnh lưu qua một vài diode rồi đưa ra tụ lọc (tụ điện) thứ cấp để san phẳng điện áp. Tiếp theo, các tụ IC quang và IC TL431 sẽ không chế dao động đóng cắt điện vào cuộn sơ cấp của biến áp xung sao cho điện áp ra bên thứ cấp đạt yêu cầu.

Sơ đồ khối của nguồn tổ ong

4.     Cách sử dụng nguồn tổ ong:

-        Nguồn được thiết kế sẵn các cổng điện áp vào và ra rất dễ cho người sử dụng. Với nguồn công suất lớn thường sẽ có 2 cổng điện vào 220VAC cho 2 pha L-N, 3 cổng 0V, 3 cổng điện áp (+), cổng đất dùng cho chính bộ nguồn để có sự cố rò điện ra vỏ thì vẫn đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

-      Với các loại nguồn có công suất nhỏ hơn thì số lượng cổng đầu ra sẽ ít hơn 1 chút nhưng vẫn rất tiện cho người dùng. Chúng ta chỉ việc đấu nối dây vào sao cho chuẩn xác.

-      Một điểm quan trọng nữa trước khi sử dụng, các bạn cần tính toán công suất sử dụng chính xác. Tránh trường hợp quá tải sẽ gây hỏng nguồn hoặc hỏng thiết bị điện.

5.     Ứng dụng của nguồn tổ ong:

-      Nguồn tổ ong được sử dụng rộng rãi trong mọi hoạt động sinh hoạt và sản xuất. Bộ nguồn này luôn mang lại hiệu suất tối đa cho công nghệ LED hiện đại. 

-      Nguồn tổ ong được dùng rộng rãi trong các thiết bị công nghiệp và dân dụng như lắp đặt tủ điện, lắp đèn, camera giám sát, máy tính, loa đài…hoặc bất cứ thiết bị nào sử dụng nguồn một chiều có thông số tương ứng. Nguồn tổ ong thường được dùng trong các mạch ổn áp, cung cấp dòng áp đủ tránh trường hợp dòng ảnh hưởng tới mạch, sụt áp.

-      Bộ nguồn này có các công dụng nổi bật như chỉnh lưu, biến tần, nắn dòng,…nhằm làm dòng điện, điện áp, tần số dao động ổn định. Không những có vai trò quan trọng, nguồn tổ ong làm tăng tuổi thọ của các thiết bị điện lâu hơn.

Nguồn tổ ong dùng Tạo tủ cấp nguồn ATS mini

6.     Ưu nhược điểm của nguồn tổ ong:

*Ưu điểm:

-        Giá thành rẻ, gọn, nhẹ dễ tích hợp, dễ tùy biến lắp đặt cho những thiết bị nhỏ gọn, hiệu suất cao.

*Nhược điểm:

-      Chế tạo đòi hỏi kỹ thuật cao, thiết kế phức tạp.

-      Việc sửa chữa gặp nhiều khó khăn nếu không nắm vững nguyên lý hoạt động của nguồn.

-      Nguồn tổ ong thông thường có khả năng chống nước rất kém nên cần chú ý không để bị nước vào gây hỏng nguồn.

-      Riêng với Led nhà xưởng, Led công suất cao, hoặc những môi trường hoạt động khắc nghiệt thì nguồn tổ ong sẽ không đáp ứng được lâu dài, 1 loại nguồn chuyên dụng khác là Led Driver sẽ được áp dụng thay thế.

7.     Cách sử dụng nguồn tổ ong hiệu quả:

Nguồn tổ ong có tuổi thọ không cao như các loại nguồn biến áp khác, khi sử dụng cần hết sức lưu ý để có thể đảm bảo tuổi thọ và chất lượng của sản phẩm. Để tránh gặp phải những sự cố bất thường khi sử dụng nguồn cần lưu ý:

-          Đặt nguồn ở vị trí thông thoáng, không bụi bẩn

Trong môi trường nóng ẩm và ô nhiễm không khí nặng nề như hiện nay, sau một thời gian dài sử dụng bụi bẩn sẽ bám làm bảng mạch điện.

Thậm chí, khi thời tiết xấu hoặc độ ẩm tăng cao như mùa xuân hay mùa mưa, nước từ không khí sẽ làm các chất bán dẫn điện trong bảng mạch bị chập. Hoặc những lớp bụi trong mạch nguồn sẽ giữ lại hơi nước ở chân linh kiện và làm ăn mòn linh kiện.

Nếu trong thời gian dài, chân linh kiện trong bộ nguồn có thể bị đứt, gây chập cháy, mạch điện không hoạt động được. 

Nên để bộ nguồn ở vị trí thoáng khí, không có ánh nắng mặt trời chiếu vào trực tiếp, không có độ ẩm cao. Những điều này sẽ làm nguồn tổ ong hoạt động lâu và an toàn cho người sử dụng. 

-          Không bật/tắt nguồn liên tục

Hầu hết các thiết bị điện đều cần sử dụng chính xác, những việc như bật/tắt liên tục cần phải hạn chế hết mức. Khi bật/tắt liên tục điện áp nguồn 220V sẽ làm giảm tuổi thọ các linh kiện điện tử nhanh chóng.

Mỗi lần bật/tắt các linh kiện nguồn tổ ong sẽ phải chịu xung áp ở mức cao. Hoặc sau nguồn là các tải động cơ, điện cảm, điện dung đều phải hoạt động liên tục. Khi bật nguồn, giai đoạn khởi động nguồn xung phải làm việc ở trên giá trị định mức… 

Tất cả điều này sẽ dẫn đến việc linh kiện chịu đựng quá tải ngắn hạn thường xuyên. Ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của sản phẩm. 

-          Không đặt nguồn ở nơi điện áp không ổn định 

Đây là điều đại kỵ đối với một bộ nguồn tổ ong, kể cả giải điện áp chịu đựng của nguồn có lớn đến đâu. Khi điện áp thay đổi, các mạch điện có linh kiện chất lượng thấp hoặc thiết kế không tốt… Dẫn đến trạng thái quá điều khiển hoặc quán tính khâu điều khiển lớn làm mạch phải hoạt động quá mức, hoặc sai lệch…. Đây là nguyên nhân gây ra cháy hỏng bộ nguồn phổ biến nhất hiện nay. 

-          Không dùng quá công suất đã định 

Nếu sử dụng quá tải hoặc lớn hơn công suất của nguồn trước đó sẽ dẫn đến việc các linh kiện phải hoạt động với cường độ cao. Quá trình tản nhiệt sẽ không được tốt, nếu quá 150^oC sẽ dẫn đến cháy chập và hỏng.

8.      Có bao nhiêu loại nguồn tổ ong thông dụng hiện nay?

Hiện nay có rất nhiều loại nguồn tổ ong khác nhau như: nguồn tổ ong 12V, nguồn tổ ong 24V,… Hãy cùng TGCN tìm hiểu về các loại nguồn tổ ong thông dụng hiện nay.

Nguồn tổ ong 12V:

-          Nguồn tổ ong 12V là một trong bộ nguồn phổ biến là được dùng nhiều nhất hiện nay. Có rất nhiều sản phẩm với bộ nguồn 12V bao gồm: nguồn tổ ong 12V 5A, nguồn tổ ong 12V 10A, nguồn tổ ong 12V 15A, nguồn tổ ong 12V 20A, nguồn tổ ong 12V 25A, nguồn tổ ong 12V 30A….

-          Bộ nguồn 12V được ứng rộng rãi dành cho các thiết bị đèn led trong nhà, ngoài trời hay dùng cho các biển quảng quảng led… Các thiết bị đèn led sẽ được kết nối với nhau qua bộ nguồn, giúp đèn có thể hoạt động một cách an toàn và hiệu quả.

-          Ngoài việc dùng cho các thiết bị đèn led, bộ nguồn tổ ong 12V còn được dùng cho việc lắp đặt hệ thống camera, sử dụng cho máy bơm mini, các thiết bị khác có đầu ra tương ứng.

Nguồn tổ ong 24V:

-          Đây là bộ nguồn được dùng có các bảng quảng cáo lớn. Thiết bị này được thiết kế với hệ thống quạt giúp nguồn không bị nóng nên và bảo vệ tuổi thọ cho sản phẩm. Có rất nhiều loại nguồn tổ ong 24V, có thể kể đến như: nguồn tổ ong 24V 5A, nguồn tổ ong 24V 10A, nguồn tổ ong 24V 15A, nguồn tổ ong 24V 20A, …

Trên đây là 1 vài thông tin cơ bản về nguồn tổ ong. Hi vọng TGCN sẽ giúp các bạn đọc có thêm thông tin, kiến thức về sản phẩm.