Sáng sớm, có câu hỏi muốn nhờ các cao thủ trong diễn đàn: tại sao đầu ra V+ của nguồn cấp chuyển mạch flyback lại phải thêm một cuộn cảm? Thông thường chỉ có đầu ra forward mới dùng cuộn cảm mà? Mình hơi bối rối.
Trên mạng thấy sơ đồ nguyên lý flyback đều không có cuộn cảm đầu ra.
Nhưng mình tháo mấy nguồn flyback thật đều thấy có cuộn cảm.
Xin chào! Câu hỏi này quả thực khiến nhiều bạn mới tiếp xúc với thiết kế nguồn cảm thấy bối rối. Nói đơn giản, cuộn cảm ở đầu ra của nguồn Flyback không phải là phần bắt buộc trong topo cơ bản, nhưng trong sản phẩm thực tế thường được thêm vào để tối ưu hiệu năng.
1. Nguyên lý cơ bản: Tại sao Flyback thường “không cần” cuộn cảm đầu ra?
Trong bộ chuyển đổi Flyback lý tưởng, chính máy biến áp đã đóng vai trò cuộn cảm — dây sơ cấp tích năng lượng, dây thứ cấp xả năng lượng. Đầu ra chỉ cần một diode chỉnh lưu và một tụ lọc là có thể truyền năng lượng và làm mịn điện áp. Đây cũng là cấu trúc cơ bản thường thấy trong sách giáo khoa và sơ đồ nguyên lý.
Bộ chuyển đổi xuôi (Forward) thì khác, máy biến áp chỉ truyền năng lượng mà không tích trữ, vì vậy bắt buộc phải có cuộn cảm đầu ra (cuộn cảm duy trì dòng) để giữ tính liên tục của dòng điện và làm mịn đầu ra.
2. Tối ưu thực tế: Tại sao sản phẩm thực lại thêm cuộn cảm?
Cuộn cảm bạn thấy khi mở máy thường là một hạt ferrite hoặc cuộn cảm triệt chế chung/diện nhỏ. Nó chủ yếu có các tác dụng sau:
Triệt nhiễu cao tần và gợn sóng: Dòng thứ cấp của nguồn Flyback là dạng xung, tạo ra gợn sóng tần số chuyển mạch và nhiễu cao tần trên điện trở tương đương mắc nối tiếp (ESR) của tụ đầu ra. Thêm cuộn cảm (L) cùng tụ (C) tạo thành bộ lọc LC, suy giảm mạnh các thành phần cao tần, cho ra điện áp một chiều sạch hơn. Điều này đặc biệt quan trọng với các ứng dụng yêu cầu nhiễu thấp (như thiết bị âm thanh, đo lường chính xác).
Cải thiện khả năng tương thích điện từ (EMI): Nhiễu cao tần từ nút chuyển mạch sẽ phát ra ngoài qua cáp đầu ra, có thể khiến sản phẩm không vượt qua bài test EMI. Cuộn cảm (đặc biệt là cuộn triệt chế chung) ngăn chặn hiệu quả các nhiễu này truyền tới tải, giúp sản phẩm đạt chứng nhận EMI nghiêm ngặt [[5]].
Giảm vấn đề phục hồi ngược của diode: Trong một số thiết kế, cuộn cảm nhỏ này hạn chế tốc độ thay đổi dòng (di/dt) khi diode phục hồi ngược, giảm dao động và ứng suất điện áp sinh ra, nâng cao hiệu suất và độ tin cậy.
Tóm lại:
Bạn có thể hiểu như sau:
Sơ đồ nguyên lý thể hiện kiến trúc cốt lõi tối giản để thực hiện chức năng.
Sản phẩm thực tế để đối mặt với các yêu cầu thực tế về độ tin cậy, độ ổn định, quy định EMI và trải nghiệm người dùng, nên thêm nhiều mạch tối ưu và bù trừ ngoài phần lõi. Cuộn cảm đầu ra chính là một bộ phận thực dụng nhằm “dùng tốt” và “đạt chuẩn”.
Vậy nên quan sát của bạn hoàn toàn chính xác! Sơ đồ online là “đáp án chuẩn”, còn bộ nguồn bạn mở ra là “thực hành xuất sắc”. Nó chứng minh quá trình tối ưu từ lý thuyết tới thực tiễn.