So sánh ưu nhược điểm của mạch chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu là gì? Phân loại và chức năng của mạch chỉnh lưu? Trong bài viết này hãy cùng Cơ Khí Việt Hàn tìm hiểu về mạch chỉnh lưu nhé.

Mạch chỉnh lưu là gì

Mạch chỉnh lưu là mạch điện cho phép chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC). Chỉnh lưu giống như một cái van chỉ cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều nhất định.

Phân loại mạch chỉnh lưu:

– Phân loại theo loại linh kiện bán dẫn trong mạch

+ Mạch chỉnh lưu không điều khiển sử dụng diode

+ Mạch chỉnh lưu có điều khiển sử dụng SCR hay thyristor

+ Mạch chỉnh lưu bán điều khiển sử dụng diode và SCR

– Phân loại theo số pha nguồn cấp: một pha, hai pha, ba pha, 6 pha…

– Phân loại theo sơ đồ mắc linh kiện có hai loại

+ Mạch chỉnh lưu hình tia:

Ở sơ đồ này số lượng linh kiện sẽ bằng với số pha của nguồn cấp cho mạch. Tất cả các linh kiện đấu chung một đầu nào đó với nhau hoặc cực âm chung hoặc cực dương chung.

+ Sơ đồ mạch cầu:

Ở sơ đồ này số lượng linh kiện bán dẫn nhiều gấp đôi số nguồn cấp cho mạch. Trong đó một nửa số linh kiện mắc chung cực âm, một nửa kia lại mắc chung nhau cực dương.

\=> Như vậy, khi gọi tên một mạch chỉnh lưu người ta dùng 3 dấu hiệu trên để chỉ cụ thể mạch đó. Ví dụ mạch chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiển là mạch chỉnh lưu mắc theo kiểu sơ đồ cầu, nguồn cấp cho mạch là 3 pha và sử dụng cả diode và SCR.

Chức năng của mạch chỉnh lưu là gì?

Chức năng chính của mạch chỉnh lưu là tạo nguồn điện một chiều từ nguồn điện xoay chiều. Bộ chỉnh lưu được sử dụng bên trong các bộ nguồn của hầu hết các thiết bị điện tử. Trong các bộ nguồn, mạch chỉnh lưu thường mắc với biến áp, bộ lọc phẳng điện áp và có thể là bộ điều khiển điện áp. Một vài ứng dụng của mạch chỉnh lưu là:

Sử dụng trong máy hàn

Nguyên lý của máy hàn là tạo ra hồ quang giữa hai khi cho tiếp xúc giữa cực dương và cực âm của nguồn thông qua que hàn. Người ta sẽ chuyển điện áp xoay chiều có giá trị lớn thành điện một chiều khoảng 30V. Do ta giảm điện áp ở ngõ ra nên ra máy hàn sẽ có khả năng cung cấp dòng điện ngõ ra lớn.

Sử dụng trong các bộ nguồn

Như chúng ta đã biết, hầu hết các mạch điện bên trong các thiết bị điện đều sử dụng nguồn điện xoay chiều để hoạt động. Sử dụng mạch chỉnh lưu trong nguồn điện giúp chuyển đổi nguồn điện AC thành DC. Trong đó nổi bật nhất là mạch chỉnh lưu cầu, được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị lớn. Nơi chúng có khả năng chuyển đổi điện áp xoay chiều cao thành điện một chiều thấp.

Việc sử dụng máy biến áp là cách đơn giản để thay đổi được ngõ ra là điện áp một chiều mong muốn. Khi đó mạch chỉnh lưu có thể cấp nguồn cho động cơ, đèn led hoặc các thiết bị hoạt động với điện một chiều.

Diode Flyback

Trong một số ứng dụng để bảo vệ các linh kiện khi có điện áp ngược trả về. Khi mạch điều khiển đóng ngắt tải có tính cảm, khi tải bị ngắt điện thì nó sẽ phát ra dòng điện. Để triệt tiêu dòng điện này người ta sử dụng mạch chỉnh lưu với một diode đã xả hết dòng điện trên tải.

Tham khảo thêm:

• Đai ốc tai hồng inox
• Địa chỉ bán lông đền vênh giá rẻ tại Hà Nội
• Báo giá sản phẩm xích inox phi 2,3,4

Ứng dụng trong bộ AM radio

Bộ chỉnh lưu cũng được sử dụng để phát hiện các tín hiệu vô tuyến được điều chế biên độ. Tín hiệu có thể được khuếch đại trước khi phát hiện. Nếu không, phải sử dụng diode điện áp rơi rất thấp hoặc diode phân cực với điện áp cố định.

Khi sử dụng bộ chỉnh lưu để giải điều chế, tụ điện và điện trở tải phải được kết hợp cẩn thận: điện dung quá thấp làm cho sóng mang tần số lớn đi đến ngõ ra hoặc quá cao làm cho tụ điện chỉ nạp điện một lần mà không xã điện.

Thông qua bài viết trên, các bạn cũng đã nắm được Mạch chỉnh lưu là gì? Phân loại và chức năng của mạch chỉnh lưu?. Bạn đang cần có nhu cầu mua các sản phẩm như bu lông inox, ốc vít inox,… để phục vụ trong sản xuất, bạn có thể tìm đến đơn vị chúng tôi. Cơ khí Việt Hàn đảm bảo sẽ mang đến cho bạn những sản phẩm chất lượng, uy tín nhất thị trường hiện nay.

Trong các mạch điện tử của các thiết bị như Radio -Cassette, Âmlpy, Ti vi mầu, Đầu VCD v v… chúng sử dụng nguồn một chiều DC ở các mức điện áp khác nhau, nhưng ở ngoài zắc cắm của các thiết bị này lại cắm trực tiếp vào nguồn điện AC 220V 50Hz, như vậy các thiết bị điện tử cần có một bộ phận để chuyển đổi từ nguồn xoay chiều ra điện áp một chiều , cung cấp cho các mạch trên, bộ phận chuyển đổi bao gồm :

• * Biến áp nguồn : Hạ thế từ 220V xuống các điện áp thấp hơn như 6V, 9V, 12V, 24V v v …
• * Mạch chỉnh lưu : Đổi điện AC thành DC.
• * Mạch lọc Lọc gợn xoay chiều sau chỉnh lưu cho nguồn DC phẳng hơn.
• * Mạch ổn áp : Giữ một điện áp cố định cung cấp cho tải tiêu thụ

Sơ đồ tổng quát của mạch cấp nguồn.

1.2 – Mạch chỉnh lưu bán chu kỳ .

Mạch chỉnh lưu bán chu kỳ sử dụng một Diode mắc nối tiếp với tải tiêu thụ, ở chu kỳ dương => Diode được phân cực thuận do đó có dòng điện đi qua diode và đi qua tải, ở chu kỳ âm , Diode bị phân cực ngược do đó không có dòng qua tải.

Dạng điện áp đầu ra của mạch chỉnh lưu bán chu kỳ.

1.3 Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ

Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ thường dùng 4 Diode mắc theo hình cầu (còn gọi là mạch chỉnh lưu cầu) như hình dưới.

Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ .

• * Ở chu kỳ dương ( đầu dây phía trên dương, phía dưới âm) dòng điện đi qua diode D1 => qua Rtải => qua diode D4 về đầu dây âm
• * Ở chu kỳ âm, điện áp trên cuộn thứ cấp đảo chiều ( đầu dây ở trên âm, ở dưới dương) dòng điện đi qua D2 => qua Rtải => qua D3 về đầu dây âm.
• * Như vậy cả hai chu kỳ đều có dòng điện chạy qua tải.

2 – Mạch lọc và mạch chỉnh lưu bội áp

2.1 – Mạch lọc dùng tụ điện.

Sau khi chỉnh lưu ta thu được điện áp một chiều nhấp nhô, nếu không có tụ lọc thì điện áp nhấp nhô này chưa thể dùng được vào các mạch điện tử , do đó trong các mạch nguồn, ta phải lắp thêm các tụ lọc có trị số từ vài trăm µF đến vài ngàn µF vào sau cầu Diode chỉnh lưu.

Dạng điện áp DC của mạch chỉnh lưu trong hai trường hợp có tụ và không có tụ

• * Sơ đồ trên minh hoạ các trường hợp mạch nguồn có tụ lọc và không có tụ lọc.
• * Khi công tắc K mở, mạch chỉnh lưu không có tụ lọc tham gia , vì vậy điện áp thu được có dạng nhấp nhô.
• * Khi công tắc K đóng, mạch chỉnh lưu có tụ C1 tham gia lọc nguồn , kết quả là điện áp đầu ra được lọc tương đối phẳng, nếu tụ C1 có điện dung càng lớn thì điện áp ở đầu ra càng bằng phẳng, tụ C1 trong các bộ nguồn thường có trị số khoảng vài ngàn µF .

Minh hoạ : Điện dụng của tụ lọc càng lớn thì điện áp đầu ra càng bằng phẳng.

• * Trong các mạch chỉnh lưu, nếu có tụ lọc mà không có tải hoặc tải tiêu thụ một công xuất không đáng kể so với công xuất của biến áp thì điện áp DC thu được là DC = 1,4.AC

2.2 – Mạch chỉnh lưu nhân 2 .

Sơ đồ mạch nguồn chỉnh lưu nhân 2

• * Để trở thành mạch chỉnh lưu nhân 2 ta phải dùng hai tụ hoá cùng trị số mắc nối tiếp, sau đó đấu 1 đầu của điện áp xoau chiều vào điểm giữa hai tụ => ta sẽ thu được điện áp tăng gấp 2 lần.
• * Ở mạch trên, khi công tắc K mở, mạch trở về dạng chỉnh lưu thông thường .
• * Khi công tắc K đóng, mạch trở thành mạch chỉnh lưu nhân 2, và kết quả là ta thu được điện áp ra tăng gấp 2 lần.

3 – Mạch ổn áp cố định

3.1 – Mạch ổn áp cố định dùng Diode Zener.

.

Mạch ổn áp tạo áp 33V cố định cung cấp cho mạch dò kênh trong Ti vi mầu

• * Từ nguồn 110V không cố định thông qua điện trở hạn dòng R1 và gim trên Dz 33V để lấy ra một điện áp cố định cung cấp cho mạch dò kệnh
• * Khi thiết kế một mạch ổn áp như trên ta cần tính toán điện trở hạn dòng sao cho dòng điện ngược cực đại qua Dz phải nhỏ hơn dòng mà Dz chịu được, dòng cực đại qua Dz là khi dòng qua R2 = 0
• * Như sơ đồ trên thì dòng cực đại qua Dz bằng sụt áp trên R1 chia cho giá trị R1 , gọi dòng điện này là I1 ta có

I1 = (110 – 33 ) / 7500 = 77 / 7500 ~ 10mA

Thông thường ta nên để dòng ngược qua Dz ≤ 25 mA

3.2 – Mạch ổn áp cố định dùng Transistor, IC ổn áp .

Mạch ổn áp dùng Diode Zener như trên có ưu điểm là đơn giản nhưng nhược điểm là cho dòng điện nhỏ (≤ 20mA). Để

có thể tạo ra một điện áp cố định nhưng cho dòng điện mạnh hơn nhiều lần người ta mắc thêm Transistor để khuyếch đại về dòng như sơ đồ dưới đây.

Mạch ổn áp có Transistor khuyếch đại

• * Ở mạch trên điện áp tại điểm A có thể thay đổi và còn gợn xoay chiều nhưng điện áp tại điểm B không thay đổi và tương đối phẳng.
• * Nguyên lý ổn áp : Thông qua điện trở R1 và Dz gim cố định điện áp chân B của Transistor Q1, giả sử khi điện áp chân E đèn Q1 giảm => khi đó điện áp UBE tăng => dòng qua đèn Q1 tăng => làm điện áp chân E của đèn tăng , và ngược lại …
• * Mạch ổn áp trên đơn giản và hiệu quả nên được sử dụng rất rộng dãi và người ta đã sản xuất các loại IC họ LA78.. để thay thế cho mạch ổn áp trên, IC LA78.. có sơ đồ mạch như phần mạch có mầu xanh của sơ đồ trên.

IC ổn áp họ LA78.. IC ổn áp LA7805

• * LA7805 IC ổn áp 5V
• * LA7808 IC ổn áp 8V
• * LA7809 IC ổn áp 9V
• * LA7812 IC ổn áp 12V

Lưu ý :

Họ IC78.. chỉ cho dòng tiêu thụ khoảng 1A trở xuống, khi ráp IC trong mạch thì U in > Uout từ 3 đến 5V khi đó IC mới phát huy tác dụng.

3.3 – Ứng dụng của IC ổn áp họ 78..

IC ổn áp họ 78.. được dùng rộng rãi trong các bộ nguồn , như Bộ nguồn của đầu VCD, trong Ti vi mầu, trong máy tính…

Ứng dụng của IC ổn áp LA7805 và LA7808 trong bộ nguồn đầu VCD

4 – Mạch ổn áp tuyến tính (có hồi tiếp)

4.1 – Sơ đồ khối của mạch ổn áp có hồi tiếp .

Sơ đồ khối của mạch ổn áp có hồi tiếp .

* Một số đặc điểm của mạch ổn áp có hồi tiếp :

• * Cung cấp điện áp một chiều ở đầu ra không đổi trong hai trường hợp điện áp đầu vào thay đổi hoặc dòng tiêu thụ của tải thay đổi, tuy nhiên sự thay đổi này phải có giới hạn.
• * Cho điện áp một chiều đầu ra có chất lượng cao, giảm thiểu được hiện tượng gợn xoay chiều.

* Nguyên tắc hoạt động của mạch.

• * Mạch lấy mẫu sẽ theo dõi điện áp đầu ra thông qua một cầu phân áp tạo ra ( Ulm : áp lấy mẫu)
• * Mạch tạo áp chuẩn => gim lấy một mức điện áp cố định (Uc : áp chuẩn )
• * Mạch so sánh sẽ so sánh hai điện áp lấy mẫu Ulm và áp chuẩn Uc để tạo thành điện áp điều khiển.
• * Mạch khuếch đại sửa sai sẽ khuếch đại áp điều khiển, sau đó đưa về điều chỉnh sự hoạt động của đèn công xuất theo hướng ngược lại, nếu điện áp ra tăng => thông qua mạch hồi tiếp điều chỉnh => đèn công xuất dẫn giảm =>điện áp ra giảm xuống. Ngược lại nếu điện áp ra giảm => thông qua mạch hồi tiếp điều chỉnh => đèn công xuất lại dẫn tăng => và điện áp ra tăng lên =>> kết quả điện áp đầu ra không thay đổi.

4.2 – Phân tích hoạt động của mạch nguồn có hồi tiếp trong Ti vi đen trắng Samsung

Điện áp đầu vào còn gợn xoay chiều Điện áp đầu ra bằng phẳng

Mạch ổn áp tuyến tính trong Ti vi Samsung đen trắng .

* Ý nghĩa các linh kiện trên sơ đồ.

• * Tụ 2200µF là tụ lọc nguồn chính, lọc điện áp sau chỉnh lưu 18V , đây cũng là điện áp đầu vào của mạch ổn áp, điện áp này có thể tăng giảm khoảng 15%.
• * Q1 là đèn công xuất nguồn cung cấp dòng điện chính cho tải , điện áp đầu ra của mạc ổn áp lấy từ chân C đèn Q1 và có giá trị 12V cố định .
• * R1 là trở phân dòng có công xuất lớn ghánh bớt một phần dòng điện đi qua đèn công xuất.
• * Cầu phân áp R5, VR1 và R6 tạo ra áp lấy mẫu đưa vào chân B đèn Q2 .
• * Diode zener Dz và R4 tạo một điện áp chuẩn cố định so với điện áp ra.
• * Q2 là đèn so sánh và khuyếch đại điện áp sai lệch => đưa về điều khiển sự hoạt động của đèn công xuất Q1.
• * R3 liên lạc giữa Q1 và Q2, R2 phân áp cho Q1

* Nguyên lý hoạt động .

• * Điện áp đầu ra sẽ có xu hướng thay đổi khi Điện áp đầu vào thay đổi, hoặc dòng tiêu thụ thay đổi.
• * Giả sử : Khi điện áp vào tăng => điện áp ra tăng => điện áp chân E đèn Q2 tăng nhiều hơn chân B ( do có Dz gim từ chân E đèn Q2 lên Ura, còn Ulm chỉ lấy một phần Ura ) do đó UBE giảm => đèn Q2 dẫn giảm => đèn Q1 dẫn giảm => điện áp ra giảm xuống. Tương tự khi Uvào giảm, thông qua mạch điều chỉnh => ta lại thu được Ura tăng. Thời gian điều chỉnh của vòng hồi tiếp rất nhanh khoảng vài µ giây và được các tụ lọc đầu ra loại bỏ, không làm ảnh hưởng đến chất lượng của điện áp một chiều => kết quả là điện áp đầu ra tương đối phẳng.

Khi điều chỉnh biến trở VR1 , điện áp lấy mẫu thay đổi, độ dẫn đèn Q2 thay đổi , độ dẫn đèn Q1 thay đổi => kết quả là điện áp ra thay đổi, VR1 dùng để điều chỉnh điẹn áp ra theo ý muốn .

Mạch chỉnh lưu cầu có ưu nhược điểm gì?

Sau đây là một số ưu nhược điểm của mạch chỉnh lưu cầu như: Ưu điểm: Có thể không cần đến biến áp, độ gợn sóng ngõ ra nhỏ với mức điện áp trung bình lớn. Nhược điểm: Có 2 điốt tham gia dẫn dòng, điốt nhóm lẻ dẫn dòng ra tải.

Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ có ưu điểm là gì?

Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ thường được người ta sử dụng 1 điốt và 1 biến áp (nếu thực sự cần thiết). Do đó ưu điểm lớn nhất của mạch điện chỉnh lưu một nửa chu kì là thiết kế mạch khá đơn giản, nhỏ gọn, chi phí lắp đặt rẻ tiền, dễ dàng trong việc kết nối kể cả số linh kiện trong mạch ít.

Chức năng của mạch chỉnh lưu là gì?

Mạch chỉnh lưu là một mạch điện điện tử chứa các linh kiện điện tử có tác dụng biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Mạch chỉnh lưu được dùng trong các bộ nguồn một chiều hoặc mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến trong các thiết bị vô tuyến.

Chỉnh lưu cầu 3 pha để làm gì?

Bộ chỉnh lưu cầu 3 pha Thyristor Uđk có nhiệm vụ thay đổi góc mở  của các van Thyristor và có giá trị rất bé so với Ud, nên bộ chỉnh lưu chính là bộ khuếch đại với hệ số khuếch đại Kcl.