Top 14 # Chức Năng Mạch Chỉnh Lưu Xem Nhiều Nhất, Mới Nhất 6/2023 # Top Trend

chỉnh lưu là một thiết bị điện cải chính , vì nó “làm thẳng” hướng của dòng điện. Về mặt vật lý, các bộ Các bộ chỉnh lưu có nhiều công dụng, nhưng thường được tìm thấy như là các thành phần của nguồn cung cấp điện DC và hệ thống truyền tải điện trực tiếp điện áp cao. Chỉnh lưu có thể phục vụ trong các vai trò khác hơn là tạo ra dòng điện trực tiếp để sử dụng như một nguồn năng lượng. Như đã lưu ý, các máy dò tín hiệu vô tuyến đóng vai trò là bộ chỉnh lưu. Trong các hệ thống sưởi ấm khí, ngọn lửa được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của ngọn lửa. Do tính chất xen kẽ của sóng hình sin AC đầu vào, quá trình chỉnh lưu một mình tạo ra dòng điện một chiều, mặc dù không theo hướng, bao gồm các xung của dòng điện. Nhiều ứng dụng của bộ chỉnh lưu, chẳng hạn như nguồn cung cấp ổn định (như được tạo ra bởi pin). Trong các ứng dụng này, đầu ra của bộ chỉnh lưu được làm mịn bằng bộ lọc điện tử, có thể là tụ điện, cuộn cảm hoặc bộ tụ điện, cuộn cảm và điện trở, có thể theo sau là bộ điều chỉnh điện áp để tạo ra dòng điện ổn định. Mạch phức tạp hơn thực hiện chức năng ngược lại, chuyển đổi DC thành AC, được gọi là biến tần.

Bộlà một thiết bị điện chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC), định kỳ đảo ngược hướng, thành dòng điện một chiều (DC), chỉ chảy theo một hướng. Quá trình này được gọi là, vì nó “làm thẳng” hướng của dòng điện. Về mặt vật lý, các bộ chỉnh lưu có một số dạng, bao gồm điốt ống chân không, van hồ quang thủy ngân, ngăn xếp các tấm oxit đồng và selenium, điốt bán dẫn, chỉnh lưu điều khiển silicon và các công tắc bán dẫn dựa trên silicon khác. Trong lịch sử, thậm chí các công tắc và động cơ điện đồng bộ đã được sử dụng. Các máy thu sóng vô tuyến ban đầu, được gọi là radio tinh thể, đã sử dụng một “sợi râu mèo” của dây mảnh ấn vào một tinh thể của galena (chì sunfua) để phục vụ như một bộ chỉnh lưu tiếp xúc điểm hoặc “máy dò tinh thể”.Các bộ chỉnh lưu có nhiều công dụng, nhưng thường được tìm thấy như là các thành phần của nguồn cung cấp điện DC và hệ thống truyền tải điện trực tiếp điện áp cao. Chỉnh lưu có thể phục vụ trong các vai trò khác hơn là tạo ra dòng điện trực tiếp để sử dụng như một nguồn năng lượng. Như đã lưu ý, các máy dò tín hiệu vô tuyến đóng vai trò là bộ chỉnh lưu. Trong các hệ thống sưởi ấm khí, ngọn lửa được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của ngọn lửa.Do tính chất xen kẽ của sóng hình sin AC đầu vào, quá trình chỉnh lưu một mình tạo ra dòng điện một chiều, mặc dù không theo hướng, bao gồm các xung của dòng điện. Nhiều ứng dụng của bộ chỉnh lưu, chẳng hạn như nguồn cung cấp năng lượng cho thiết bị vô tuyến, truyền hình và máy tính, đòi hỏi dòng điện một chiều(như được tạo ra bởi pin). Trong các ứng dụng này, đầu ra của bộ chỉnh lưu được làm mịn bằng bộ lọc điện tử, có thể là tụ điện, cuộn cảm hoặc bộ tụ điện, cuộn cảm và điện trở, có thể theo sau là bộ điều chỉnh điện áp để tạo ra dòng điện ổn định.Mạch phức tạp hơn thực hiện chức năng ngược lại, chuyển đổi DC thành AC, được gọi là biến tần.

1. Mạch chỉnh lưu là gì?

Mạch chỉnh lưu là mạch gồm các linh kiện điện – điện tử dùng để biến đổi dòng xoay chiều (AC) thành dòng một chiều (DC). Mạch chỉnh lưu được sử dụng trong các bộ nguồn cung cấp dòng điện một chiều, trong các mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến điện,…

2. Tìm hiểu về chỉnh lưu cầu 3 pha

Chỉnh lưu cầu 3 pha được chia thành 2 loại nhỏ là:

Chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển: Mạch chỉnh lưu sẽ gồm 6 diode.

Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển: Mạch chỉnh lưu gồm 6 thyristor.

2.1. Chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển

– Hoạt động của mạch:

Trong khoàng từ 0 đến 60o, điện áp tại giai đoạn cuối C là cao nhất nên cực dương của D5  là ở nhiều phần dương điện áp trong dòng điện ⇒ D5 mở.

Từ 60o đến 1800, giai đoạn cuối A trở thành nhiều phần dương; vì vậy D1 là thuận chiều và D1 mở.

Tại 1800 giai đoạn cuối A điện áp đi xuống dưới điện áp ở giai đoạn cuối B. Bây giờ điện áp ở giai đoạn cuối B là nhiều phần dương, và đặt D3 mở.

Ở 3000, điện áp tại giai đoạn cuối C là trở lại đa phần dương, đặt D5 mở

Tương tự, tình trạng của các diode số chẵn có thể xác định từ hình bằng cách tìm đaphần âm giai đoạn cuối điện áp. Từ 0 đến 1200, đầu chót B là đa phần âm, từ 1200 đến 2400, đầu chót C là đa phần âm; và từ 2400 đến 3600, đầu chót A là đa phần âm. Kết quả được tổng kết trong bảng sau:

Giai đoạn Điện áp dương cao nhất Điện áp âm cao nhất Diode mở

Số lẻ Số chẵn

0 đến 60o C B D5 D6

60o đến 120o A B D1 D6

120o đến 180o A C D1 D2

180o đến 240o B C D3 D2

240o đến 300o B A D3 D4

300o đến 360o C A D5 D4

2.2. Chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển

Chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển được sử dụng rộng rãi là máy đổi điện công suất cao trong năng lượng điện tử. Nó được cấu trúc với hai mạch 3 pha, các chỉnh lưu 3 xung nối tiếp với cùng loại. SCR 1/3/5 được gọi là nhóm dương khi chúng kích trong thời gian nửa chu kỳ dương của điện áp pha và SCR 2/4/6 kích trong thời gian nửa chu kỳ âm.

– Hoạt động của mạch:

Góc kích của mỗi một Thyristor (T) được đo từ điểm cắt nhau của điện áp pha riêng của nó.

Trong khoảng thời gian từ 0 đến 120o T1 nối với điện áp pha dương với α = 0.T1 đóng và nối điểm 1 đến b.

Trên khoảng từ 240o đến 360o nối điểm 1 tới c và chu kỳ lặp lại.

Tương tự như vậy cho nhóm âm của T, ta được bảng điện áp 2 đầu tải như sau:

Khoảng thời gian Điện áp điểm 1 Điện áp điểm 2 Điện áp V12

0o đến 60o A B AB

60o đến 120o A C AC

120o đến 180o B C BC

180o đến 240o B A BA

240o đến 300o C A CA

300o đến 360o C B CB

360o đến 420o A B AB

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

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.

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

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

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.

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

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.

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.

LA7805 IC ổn áp 5V

LA7808 IC ổn áp 8V

LA7809 IC ổn áp 9V

LA7812 IC ổn áp 12V

* Nguyên tắc hoạt động của mạch.

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.

Mạch lấy mẫu sẽ theo dõi điện áp đầu ra thông qua một cầu phân áp tạo ra ( Ulm : áp lấy mẫu)

Mạch so sánh sẽ so sánh hai điện áp lấy mẫu Ulm và áp chuẩn Uc để tạo thành điện áp điều khiển.

* Nguyên lý hoạt động .

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.

R3 liên lạc giữa Q1 và Q2, R2 phân áp cho Q1

Điện áp đầu ra sẽ có xu hướng thay đổi khi Điện áp đầu vào thay đổi, hoặc dòng tiêu thụ thay đổi.

Can nhiệt loại S

C1 là tụ lọc nguồn chính sau cầu Diode chỉnh lưu.

C2 là tụ lọc đầu ra của mạch nguồn tuyến tính.

Cầu phân áp R4, VR1, R5 tạo ra điện áp lấy mẫu ULM

R2 và Dz tạo ra áp chuẩn Uc

R3 liên lạc giữa Q3 và Q2, R1 định thiên cho đèn công xuất Q1

R6 là điện trở phân dòng, là điện trở công xuất lớn .

Q3 là đèn so sánh và khuếch đại áp dò sai

Khuếch đại điện áp dò sai

Q1 đèn công xuất nguồn

Trao đổi học tập

Tìm hiểu diode chỉnh lưu là gì, đặc tính, chức năng, ký hiệu và cấu tạo của một diode chỉnh lưu và ứng dụng trong thực tế của nó

1. Diode chỉnh lưu là gì

Diode là linh kiện bán dẫn được sử dụng rộng rãi. Diode chỉnh lưu là một chất bán dẫn chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một hướng. Diode được tạo thành từ 2 lớp bán dẫn loại N và loại P. Phía P được gọi là cực dương (anode) và phía N được gọi là cực âm (cathode). Diode chỉnh lưu là một thành phần quan trọng trong nguồn cung cấp điện, dùng để chuyển đổi điện áp xoay chiều thành một chiều.

2. Ký hiệu của diode chỉnh lưu

3. Hoạt động của diode chỉnh lưu

Các chất bán dẫn loại n và p được kết hợp với nhau tạo nên một lớp tiếp giáp, gọi là lớp tiếp giáp PN. Lớp tiếp giáp này có hai đầu là điện cực, cụ thể là cực dương và cực âm nên nó được gọi là “DIODE”.

Diode chỉnh lưu trung hòa

Khi không có điệp áp thì diode chỉnh lưu thì ở trạng thái trung hòa về điện, hay còn gọi là hàng rào điện thế. Tại lớp N sẽ chiếm lượng lớn electron tự do và rất ít lỗ trống. Trong khi đó phía lớp P sẽ có nhiều lỗ trống và ít electron.

Trong quá trình này, các electron tự do ở phía bán dẫn N sẽ khuếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống, để lại các ion dương phía bên N và các ion âm trong lớp P của diode.

Các ion ở lớp N gần cạnh lớp tiếp giáp. Tương tự, các ion ở lớp p gần cạnh tiếp giáp. Do đó, số lượng ion dương và ion âm sẽ tích tụ tại điểm giao nhau. Vùng này gọi là vùng nghèo.

Tại đây, một điện trường tĩnh gọi là hàng rào điện thế được tạo ra tại đường giao nhau P-N của diode. Nó ngăn chặn việc di chuyển thêm các lỗ trống và electron. Tạo thành vùng cách điện giữa 2 lớp bán dẫn.

Phân cực thuận cho diode

Khi cấp điện áp mà cực dương của nguồn nối với lớp P (anode) và cực âm với lớp N (Cathode) khi đó điện áp bắt đầu phân cực.

Các electron và cực âm của nguồn đẩy lẫn nhau làm cho các electron trôi về phía cực dương, tương tự các lỗ trống cũng bị đẩy về phía cực âm. Tạo nên dòng electron chạy trong diode.

Phân cực nghịch cho diode

Nếu cực dương của nguồn nối với Cathode của diode (vùng bán dẫn N) và cực âm kết nối với Anode (vùng bán dẫn P) thì không có dòng điện nào chạy trong diode trừ dòng ngược bão hòa (hay dòng rò).

Nguyên nhân là do chúng ta nối ngược với điều kiện, làm cho vùng nghèo trở nên nhiều hơn, điều này sẽ cản trở dòng điện chạy qua.

Hiện tượng này được gọi là đánh thủng diode.

4. Một số ứng dụng của diode chỉnh lưu

Chỉnh lưu điện áp : chỉnh lưu điện áp AC thành điện áp DC

Cô lập tín hiệu từ nguồn cung cấp

Tham chiếu điện áp

Điều khiển kích thước của tín hiệu

Trộn tín hiệu

Phát hiện tín hiệu

Hệ thống chiếu sáng

Diode Laser

5. Chỉnh lưu bán kỳ

Vì diode chỉ cho phép dòng điện đi theo một chiều nên tín hiệu âm đi vào diode sẽ bị chặn. Nghĩa là chỉ có một nửa tín hiệu được đi qua. Do đó được gọi là chỉnh lưu nửa chu kì. Hình bên dưới sẽ biểu diễn một mạch diode chỉnh lưu nửa chu kì.

6. Chỉnh lưu toàn kỳ

Mạch chỉnh lưu đầy đủ được thiết kế bởi 4 diode, nhờ đó chúng ta có thể làm cho cả hai nửa sóng được đi qua diode. Được gọi là diode cầu.

Cấu tạo của diode cầu gồm có 2 diode phân cực thuận và 2 diode phân cực nghịch, dòng điện của cả hai chiều luôn luôn chạy theo 1 hướng và đi về phía điện trở, tạo thành mạch chỉnh lưu toàn kỳ.

Bộ chỉnh lưu toàn kỳ được sử dụng trong nguồn cấp điện để chuyển từ nguồn AC sang nguồn DC, trong mạch thường có thêm một tụ điện nối song song với điện trở nhằm giảm gợn sóng quá trình chỉnh lưu.