Vì sao nhiều củ sạc nhỏ dùng biến áp làm việc ở tần số cao?
Vật lý 12 • Khám phá mở rộng
Nhiều bộ nguồn nhỏ dùng điện tử đóng ngắt nhanh để biến áp làm việc ở tần số cao hơn điện lưới. Trong một thiết kế phù hợp, điều này cho phép giảm kích thước các bộ phận từ. Đổi lại, tổn hao khi đóng ngắt và các yêu cầu điều khiển trở nên quan trọng hơn. [1]
Biến áp cần từ thông thay đổi
Một điện áp một chiều giữ nguyên không duy trì được hoạt động biến áp thông thường như dòng điện thay đổi. Vì vậy bộ nguồn chuyển mạch dùng công tắc điện tử tạo những đoạn điện áp biến thiên theo thời gian.
Trong nhiều củ sạc cách ly, điện lưới được xử lý qua các tầng mạch rồi đưa vào phần chuyển mạch và biến áp; đầu ra tiếp tục được chỉnh lưu, lọc và điều khiển. Các thiết kế có thể khác nhau, không phải mọi củ sạc dùng cùng sơ đồ.
Đổi nhịp để đổi kích thước
Theo cảm ứng điện từ, điện áp ở cuộn dây gắn với nhịp thay đổi từ thông. Khi tăng tần số với các điều kiện thiết kế thích hợp, mỗi chu kỳ diễn ra ngắn hơn; mức biến thiên từ thông cần thiết có thể nhỏ hơn. Lõi từ và cuộn dây vì thế có thể được chọn nhỏ hơn cho công việc tương ứng.
Texas Instruments mô tả chính sự đánh đổi giữa tần số, kích thước linh kiện và hiệu suất trong một mạch điều khiển biến áp. [1] Đây là ví dụ của nguyên lý, không phải khẳng định linh kiện ấy nằm trong mọi củ sạc điện thoại.
Nhỏ hơn không có nghĩa năng lượng miễn phí
Đóng ngắt nhanh có thể tăng năng lượng hao phí trong công tắc. Tổn hao lõi, nhiễu điện từ, tản nhiệt và cách bố trí mạch cũng giới hạn lựa chọn. Vì thế “càng cao tần càng tốt” không phải quy tắc chung.
Hai bộ nguồn cùng công suất ghi trên vỏ có thể khác kích thước do công nghệ và điều kiện thiết kế. Tần số là một yếu tố giúp hiểu sự khác biệt, không đủ để kết luận chất lượng chỉ từ việc một củ sạc trông nhỏ.
Kết nối với bài học
Bài học nền tảng: Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ.
Đọc thêm: Tỉ số vòng dây và điện áp máy biến áp lí tưởng.
Chương trình Vật lý 12 · Trợ lý AI Ước Mơ Lớn.