Với mục đích là biến đổi điện áp, ngày nay bộ nguồn chuyển mạch SMPS được sử dụng rộng rãi. Ở bài viết này BKAII sẽ cùng các bạn tìm hiểu về khái niệm, cấu tạo cũng như ưu nhược điểm của bộ nguồn chuyển mạch SMPS nhé!
Bộ nguồn chuyển mạch Swiching Mode Power Suppy là một mạch điện tử có tác dụng chuyển đổi từ một điện áp cấp khác (thường là điện áp của nguồn xoay chiều AC) sang điện áp nguồn điện một chiều (DC). Nó cũng là một dạng của chuyển đổi năng lượng. Có rất nhiều tên gọi cho thuật ngữ này như: bộ nguồn chuyển mạch hay nguồn đóng ngắt, bộ chuyển đổi nguồn hoặc Switching Mode Power Supply (SMPS), còn gọi là DC-DC converter.
SMPS là bộ phận rất quan trọng trong các thiết bị điện tử cầm tay như điện thoại di động và máy tính xách tay, hoặc những thiết bị được cung cấp nguồn điện chủ yếu từ pin. Thiết bị điện tử như vậy thường chứa nhiều mạch phụ, mỗi mạch phụ này yêu cầu những mức điện áp khác nhau, được cung cấp bởi pin hoặc thiết bị ngoại vi (có thể cao hơn hoặc thấp hơn so với điện áp nguồn). Ngoài ra, điện áp pin giảm khi điện năng lưu trữ của nó đầy. SMPS cung cấp một giải pháp để tăng phần điện áp giảm từ pin lên. Nhờ đó tiết kiệm được diện tích thiết bị thay vì sử dụng nhiều pin để thực hiện điều tương tự..
Những bộ phận SMPS và kết nối
- Nguồn vào: một cáp nguồn được gắn một đầu, đầu kia được kết nối đến nguồn. Nguồn vào được biến đổi sang nguồn DC .
- Nguồn ra: đầu nối nguồn ra được kết nối thẳng đến đầu nối nguồn vào từ bên trong. Nó cung cấp cùng nguồn AC mà được cấp cho socket nguồn vào. Đầu nối nguồn ra được sử dụng để cung cấp cho màn hình hay bất kỳ thiết bị hiển thị nào .
- Quạt: đằng sau của bộ chuyển mạch SMPS có một quạt bên phải thổi không khí ra và chỉ sử dụng để tiêu thanh nhiệt bên trong từ bộ chuyển mạch SMPS vì sự chuyển mạch được thực hiện tại tần số cao tạo ra nhiều nhiệt độ ở bên trong
- Kết nối ATX: nó là một đầu nối cái 24 lỗ được sử dụng để cấp nguồn DC cho bo mạch chủ mainboard. Những dây với mã màu khác nhau kết nối đến bộ nối này và mỗi màu dây cung cấp điện áp DC riêng biệt.
- Bộ nối ATX 12V: nguồn cấp SMPS mới nhất được kèm 4 pin lỗ đầu nối bổ sung mà được cấp 12V cho bộ xử lý trung tâm và những thành phần khác của bo mạch chủ
- Đầu nối AT: những bo mạch chủ sớm hơn sử dụng hỗ trợ đầu nối AT (6 PIN) cũng được gọi là đầu nối P8 và P9 để cấp nguồn cho bo mạch chủ này (đến 486 bảng mạch)
- Đầu nối 4 pin: có nhiều đầu nối 4 Pin kéo ra từ SMPS, những đầu nối này được sử dụng để cấp nguồn DC cho những thiết bị ngoại vi khác nhau của máy tính như ổ đĩa floppy, ổ đĩa cứng hoặc DVD
Ưu nhược điểm của SMPS
Ưu điểm
- Hiệu quả cao: Do dạng chuyển đổi là dạng đóng/ ngắt, có thể điều chỉnh hàng loạt chỉ với lệnh ON hoặc OFF. Do đó mức tản nhiệt thấp hơn và mang lại hiệu quả cao.
- Nhỏ, gọn, ít chiếm diện tích mạch điện
- Công nghệ linh hoạt: DC-DC converter cung cấp chức năng chuyển đổi linh hoạt cho thiết bị, có thể điều chỉnh tăng mức điện áp (Boost converter) hoặc giảm (Buck conveter) hoặc kết hợp cả hai.
Nhược điểm
- Nhiễu xung: Các xung gai xảy ra thoáng qua từ hành động đóng ngắt chế độ SMPS là một trong những vấn đề lớn nhất. Các xung gai có thể lan ra mọi vùng trong mạch nếu các gai không được lọc đúng cách. Ngoài ra các xung gai có thể gây ra hiện tượng nhiễu tần số vô tuyến và có thể ảnh hưởng đến những vùng lân cận khác của thiết bị điện tử, đặc biệt là nếu chúng nhận được tín hiệu radio.
- Các thành phần bên ngoài: SMPS là một mạch chuyển đổi được thiết kế theo chế độ tích hợp thành một mạch duy nhất, nên các thành phần bên ngoài lắp thêm là điều cần thiết. Rõ ràng nhất là các tụ điện và các bộ lọc. Trong một số thiết kế, các nhân tố đóng ngắt có thể được kết nối trong các mạch tích hợp, nhưng bất cứ chỗ nào dòng điện được tiêu thụ, bộ chuyển đổi sẽ là thành phần bên ngoài.
- Yêu cầu thiết kế chuyên môn: Điều này là cần thiết để đảm bảo các SMPS có thể thực hiện những yêu cầu kỹ thuật ngày một phức tạp hơn. Đồng thời đảm bảo các nhiễu xung hạn chế đến mức thấp nhất trong quá trình hoạt động.
Mặc dù còn nhiều nhược điểm chưa thể khắc phục nhưng SMPS là hình thức chủ yếu được sử dụng của các nhà sản xuất máy vi tính và các thiết bị ngoại vi.
Xem thêm:
- Nguồn xung là gì? Những tìm hiểu cơ bản
- Ưu nhược điểm của nguồn xung và nguồn biến áp
- Tìm hiểu chung về bảng mạch điện tử PCB
- Khái niệm, công dụng và cách phân loại vi mạch
Trên đây là một số những tìm hiểu về bộ nguồn chuyển mạch SMPS. Có thắc mắc hay cần thêm thông tin gì các bạn liên hệ BKAII nhé!
"BKAII -Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất!"