Ổn áp là gì? Tại sao phải sử dụng ổn áp

Ổn áp là hệ thống điện được thiết kế để tự động duy trì việc cấp ra một mức điện áp ra ổn định. Chắc hẳn chúng ta đã đều nghe đến ổn áp đây là thiết bị được sử dụng phổ biến trong các gia đình. Hãy cùng Điện Tử Số đi tìm hiểu về một vài thông tin về ổn áp , chức năng và ứng dụng trong bài viết dưới đây.

Ổn áp là gì?

Ổn áp (viết tắt từ tiếng Anh "voltage regulator") là một thiết bị điện tử hoặc điện cơ được sử dụng để duy trì hoặc điều chỉnh điện áp ổn định tại một mức giá trị nhất định. Chức năng chính của ổn áp là giúp bảo vệ các thiết bị điện khác khỏi những dao động của điện áp đầu vào, như những trường hợp điện áp tăng hoặc giảm đột ngột. Ngoài ra, ổn áp còn giúp điều chỉnh và cân bằng tải trên các mạch điện. Ổn áp được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện và các thiết bị điện tử, từ các máy tính cá nhân đến các hệ thống điện công nghiệp lớn.

Xem thêm: Cảm biến hồng ngoại là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại

Cấu tạo của Ổn Áp

Cấu tạo của ổn áp có thể khác nhau tùy thuộc vào loại ổn áp và mục đích sử dụng, tuy nhiên, một số thành phần cơ bản của ổn áp bao gồm:

1. Cuộn dây: Là thành phần chính của ổn áp, được sử dụng để tạo ra một mức điện áp ổn định và cân bằng điện áp vào.

2. Bộ điều khiển: Là bộ phận điều chỉnh và kiểm soát điện áp đầu ra, giúp duy trì điện áp ổn định và đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện khác.

3. Thiết bị bảo vệ: Bao gồm các linh kiện bảo vệ như bảo vệ quá tải, quá áp, ngắn mạch, bảo vệ nhiệt và các phụ kiện bảo vệ khác, giúp bảo vệ các thiết bị điện và đảm bảo an toàn khi sử dụng.

4. Các phụ kiện khác: Bao gồm các linh kiện phụ trợ như công tắc nguồn, nút điều khiển, màn hình hiển thị, giúp người sử dụng dễ dàng điều khiển và giám sát tình trạng hoạt động của ổn áp.

Các thành phần này được lắp ráp và kết nối với nhau để tạo thành một hệ thống ổn áp hoàn chỉnh. Ngoài ra, các loại ổn áp khác nhau còn có thể bổ sung thêm các tính năng khác như chức năng tự động điều chỉnh đầu ra, chức năng giảm nhiễu điện, chức năng tiết kiệm điện năng, tùy thuộc vào mục đích sử dụng của từng loại ổn áp.

Máy ổn áp 3 pha có cấu tạo gồm ba lần số lượng thành phần so với máy ổn áp 1 pha, và có thể hiểu đơn giản như là ba máy ổn áp 1 pha được kết nối song song với nhau.

Máy ổn áp hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ và được điều khiển bằng một mô tơ 1 chiều. Biến áp của máy ổn áp được thiết kế dưới dạng hình xuyến, với điện áp được lấy ra từ các vòng dây đồng quấn và được giảm đi 1/6 diện tích bằng các chổi than trượt trên từng vòng dây. Khi điện áp đầu ra thấp hoặc cao hơn mức cho phép, mạch điều khiển sẽ gửi tín hiệu cho mô tơ quay thuận hoặc ngược để điều chỉnh việc lấy điện áp từ các vòng dây trên biến áp hình xuyến. Khi điện áp đầu ra đạt đủ mức 220V, mạch so sánh sẽ ra lệnh cho mô tơ dừng lại.

Các Loại Ổn Áp

Có hai loại bộ điều chỉnh điện áp phổ biến đáng để biết:

• Ổn áp tuyến tính

• Bộ điều chỉnh chuyển mạch DC-DC

Bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính là bộ đơn giản nhất chỉ yêu cầu một vài tụ điện và có thể một hoặc hai điện trở để hoạt động.

Ví dụ về bộ điều chỉnh tuyến tính là 7805 và LM317 với điện áp đầu ra có thể điều chỉnh.

                  (Mạch LM317 với đầu ra có thể điều chỉnh)

Bộ điều chỉnh chuyển mạch DC-DC phức tạp hơn một chút và cần một cuộn cảm và một điốt để hoạt động. Một ví dụ là LM2596. Nhưng thường thì bạn có thể tìm thấy chúng dưới dạng các mô-đun nhỏ (hãy tìm bộ chuyển đổi DC-DC) có mọi thứ cần thiết trên bảng.

Các chức năng của ổn áp:

Các chức năng chính của ổn áp như:

1. Điều chỉnh điện áp đầu ra: Ổn áp giúp điều chỉnh và ổn định điện áp đầu ra ở mức mong muốn, giúp đảm bảo thiết bị điện hoạt động ổn định và tránh hư hỏng do điện áp không ổn định.

2. Bảo vệ thiết bị điện: Ổn áp giúp bảo vệ các thiết bị điện như máy tính, tivi, tủ lạnh,...khỏi các tác động từ điện áp không ổn định như dao động, giảm, tăng đột ngột.

3. Chống sét và đảm bảo an toàn: Nếu xảy ra sét đánh, ổn áp giúp hạn chế và giảm thiểu tác động của sét đánh đến thiết bị điện. Ngoài ra, ổn áp còn giúp đảm bảo an toàn cho người sử dụng bằng cách cắt nguồn tự động khi xảy ra sự cố.

4. Tiết kiệm điện năng: Ổn áp giúp giảm thiểu việc tiêu tốn điện năng, giúp tiết kiệm chi phí sử dụng điện.

5. Tăng tuổi thọ thiết bị: Ổn áp giúp tăng tuổi thọ và độ bền cho các thiết bị điện bằng cách giảm thiểu các tác động từ điện áp không ổn định.

Với những chức năng này, ổn áp được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như gia đình, văn phòng, công nghiệp,... để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn của các thiết bị điện.

Các chức năng khác của ổn áp mà chúng ta có thể gặp như: 

• Tự động ngắt điện bằng Circuit Breaker (CB) khi ổn áp bị quá tải hoặc đoản mạch, tránh nguy cơ chập cháy và hỏa hoạn.

• Tự động cắt điện bằng rơ le điện tử khi điện áp đầu ra quá cao, vượt quá dải hoạt động của máy, để bảo vệ các thiết bị điện và tự động đóng lại khi sự cố kết thúc.

• Chống sốc điện bằng hệ thống trễ thời gian và tự động cấp điện sau khi ổn áp ổn định điện áp. Ổn áp sẽ đưa chổi than về vị trí an toàn khi mất điện, và chờ khoảng 5 giây sau khi có điện trở lại để ổn định điện áp trước khi cấp điện ra tải.

• Trang bị Circuit Breaker (CB) đảo chiều để bảo vệ các thiết bị khi chất lượng điện áp không ổn định. Sử dụng máy ổn áp có thể nâng cao tuổi thọ cho các thiết bị sử dụng điện.

Khi điện áp ổn định và chất lượng tốt thì không cần thiết phải sử dụng ổn áp vì điều này sẽ làm lãng phí điện năng. Trong trường hợp này, việc bật CB đảo là đủ để dẫn điện áp vào và đi đến các thiết bị sử dụng.

Một số model ổn áp còn được trang bị 2 đồng hồ Vôn kế hoặc 1 Vôn kế có chuyển mạch để hiển thị chính xác điện áp đầu vào và đầu ra. Chức năng này cũng rất hữu ích để theo dõi chất lượng điện áp.

(Mô-đun chuyển đổi DC/DC)

Sự khác biệt chính giữa hai loại này là bộ điều chỉnh tuyến tính lãng phí nhiều năng lượng hơn bộ điều chỉnh chuyển mạch. Vì vậy, bộ điều chỉnh tuyến tính có thể dễ dàng trở nên rất nóng nếu bạn không cung cấp khả năng làm mát tốt.

Ngoài ra, bộ điều chỉnh chuyển mạch là bộ duy nhất có thể cung cấp cho bạn điện áp đầu ra cao hơn điện áp bạn đặt vào. Bộ điều chỉnh tuyến tính sẽ luôn cung cấp cho bạn điện áp đầu ra thấp hơn.

Tại sao phải sử dụng ổn áp?

Có nhiều lý do để sử dụng ổn áp trong hệ thống điện của một tòa nhà, một gia đình hoặc một doanh nghiệp, bao gồm:

1. Ổn định điện áp: Ổn áp giúp điều chỉnh và ổn định điện áp đầu ra, giảm thiểu dao động và biến động điện áp, giúp đảm bảo các thiết bị điện hoạt động ổn định và tránh hư hỏng.

2. Bảo vệ thiết bị điện: Ổn áp giúp bảo vệ các thiết bị điện khỏi tác động của điện áp không ổn định, như tăng đột ngột hoặc giảm đột ngột, giảm thiểu nguy cơ hư hỏng hoặc hỏng hóc các thiết bị điện.

3. Tiết kiệm điện năng: Ổn áp giúp giảm thiểu việc tiêu tốn điện năng, giúp tiết kiệm chi phí sử dụng điện.

4. Tăng tuổi thọ thiết bị: Ổn áp giúp tăng tuổi thọ và độ bền cho các thiết bị điện bằng cách giảm thiểu các tác động từ điện áp không ổn định.

5. An toàn cho người sử dụng: Ổn áp giúp đảm bảo an toàn cho người sử dụng bằng cách cắt nguồn tự động khi xảy ra sự cố, giảm thiểu rủi ro điện.

Tóm lại, sử dụng ổn áp là cách đảm bảo điện áp đầu vào được ổn định và an toàn cho các thiết bị điện, giúp tăng độ bền và tuổi thọ của các thiết bị điện, tiết kiệm chi phí sử dụng điện và bảo vệ an toàn cho người sử dụng.

Tác hại khi không dùng ổn áp tại nơi điện áp không ổn định

Nếu ở những nơi mà điện áp không ổn định mà chúng ta không sử dụng thiết bị ổn áp dẫn đến một số thiệt hại không đáng có như:

• Thiết bị bị hỏng hóc: Điện áp không ổn định, quá cao hoặc quá thấp sẽ gây ra thiệt hại cho các thiết bị điện, nhất là những thiết bị có độ nhạy cảm với điện áp như máy tính, máy in, tivi, đèn LED, máy lạnh...
• Độ bền của thiết bị bị giảm: Nếu thiết bị sử dụng điện trong môi trường điện áp không ổn định thì độ bền của thiết bị sẽ giảm, tuổi thọ của thiết bị sẽ bị rút ngắn.
• Gây ra nguy hiểm cho người sử dụng: Nếu điện áp quá cao sẽ gây ra nguy hiểm cho người sử dụng như giật điện, hoặc khi điện áp quá thấp thì các thiết bị sẽ không hoạt động được.
• Tốn kém chi phí: Sử dụng thiết bị không ổn định sẽ làm tăng chi phí bảo trì và sửa chữa thiết bị, điều này sẽ tốn kém chi phí cho người sử dụng.

Lời kết

Ổn áp là thiết bị vô cùng hữu ích, khi sử dụng ổn áp, chất lượng cung cấp điện cho thiết bị được cải thiện, góp phần bảo vệ an toàn và nâng cao tuổi thọ cho thiết bị điện. Với những thông tin trên mà Điện Tử Số chia sẻ , hy vọng bạn đọc sẽ có thêm nhiều kiến thức bổ ích.