( ) - Lượt xem: 2948

Những anh em nào đang muốn tìm hiểu về linh kiện điện tử và cấu tạo trong các linh kiện thì đừng bỏ qua bài chia sẻ dưới đây của mình nha. Bài viết sẽ giúp anh em trả lời câu hỏi mạch chỉnh lưu là gì và có bao nhiêu loại mạch chỉnh lưu, cùng xem nhé:

(Rectifier) Mạch chỉnh lưu là gì?

Mạch chỉnh lưu được biết đến là mạch điện điện tử có trong các linh kiện điện tử, thực hiện chức năng biến đổi từ điện xoay chiều thành điện một chiều. Mạch chỉnh lưu có trong mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến ở các thiết bị vô tuyến hoặc các bộ nguồn một chiều.

→ Chức năng của mạch chỉnh lưu 

Chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy mạch chỉnh lưu trong các thiết bị điện tử ở chính gia đình của mình như tivi, máy lạnh, bộ sạc điện thoại,... hoặc trong các thiết bị công nghiệp như máy hàn, khởi động mềm,... Và mạch chỉnh lưu có chức năng như sau:

• Làm nguồn điện một chiều để điều khiển cho các thiết bị mạ, hàn một chiều.
• Là nguồn điện cho một số động cơ điện một chiều, mạch chỉnh lưu sẽ cung cấp cho mạch kích từ của máy điện một chiều hoặc máy điện đồng bộ.
• Ứng dụng trong trong các bộ chuyển đổi điện xoay chiều thành điện một chiều để truyền tải đi xa.
• Trong các thiết bị biến tần Inverter mạch chỉnh lưu được dùng để truyền động điện động cơ xoay chiều.

→ Mạch chỉnh lưu cầu là gì? Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu

Mạch chỉnh lưu cầu là gì?

Mạch chỉnh lưu cầu là một bộ chuyển đổi có chức năng chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) sang dòng điện một chiều (DC), nghĩa là điều chỉnh đầu vào AC thành đầu ra DC. Cầu chỉnh lưu xuất hiện rất nhiều trong các linh kiện điện tử.

Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu

Mạch chỉnh lưu cầu gồm có các thiết bị như: Máy biến áp, bộ lọc và bộ điều chỉnh, cầu diode. Chúng được gọi chung là nguồn cung cấp DC cho các thiết bị điện tử.

• Khối đầu tiên của mạch chỉnh lưu cầu là một biến áp thực hiện chức năng thay đổi biên độ của điện áp đầu vào. Hầu hết các mạch điện tử đều sử dụng biến áp ở mức 220V/12V để giảm điện áp xoay chiều đầu vào từ 220V xuống 12V.
• Khối kế tiếp là một bộ chỉnh lưu cầu diode (thường sử dụng 4 hoặc nhiều diode). Khối này có chức năng tạo dòng điện một chiều DC vì biên độ điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu có sự dao động và để nguồn DC đầu ra được ổn định thì việc lọc là rất cần thiết. Việc lọc được thực hiện bởi một hoặc nhiều tụ điện.
• Khối cuối cùng là một bộ điều chỉnh điện áp đầu ra, có nhiệm vụ giảm điện áp đầu ra và duy trì điện áp này ở mức ổn định mà để không có sự thay đổi ở điện áp đầu vào.

Có bao nhiêu mạch chỉnh lưu không dùng diode?

#1 Mạch 1 pha

→ Chỉnh lưu một bán kỳ (nửa sóng)

Chỉnh lưu một bán kỳ với tải thuần trở. Mạch chỉnh lưu này sử dụng 1 diode mắc nối tiếp với tải và dùng nguồn điện áp hình Sin có giá trị hiệu dụng là 220V, tần số 50 Hz và điện trở R =10 Ohm. Mạch hoạt động với nguyên lý như sau:

• Vs > 0 nên UAK > 0 diode dẫn, lúc này điện áp trên tải sẽ bằng điện áp nguồn (Vo = Vs)  - ở bán kỳ dương.
• Vs < 0 diode không dẫn, lúc này mạch hở nên điện áp tải bằng 0 - ở bán kỳ âm.

Chỉnh lưu nửa sóng với tải có tính cảm. Thí dụ tải có tính cảm R = 10Ohm, L = 0,1H. Mạch hoạt động với nguyên lý như sau:

• Vs > 0, diode dẫn nên áp nguồn bằng áp tải (Vs = Vo), nghĩa là dòng điện lúc này trể pha so với điện áp - ở bán kỳ dương.
• Vs < 0, diode sẽ không dẫn diện nhưng vì tải có tính cảm nên sinh ra một dòng điện cùng chiều với dòng ban đầu nên diode dẫn, đồng nghĩa Vo = Vs, khi nguồn điện phóng hết năng lượng thì diode ngưng dẫn Vo = 0V và 0A = Io - ở bán kỳ âm.

→ Chỉnh lưu hai nửa chu kỳ 2 diode

Đối với tải thuần trở, Khi mạch sở hữu điện trở R =10 và L = 0, mạch sẽ có nguyên lý hoạt động như sau:

• Diode D1 dẫn và D2 ngưng, vậy nên dòng điện đi qua D1 và tải (Vo = Vs) - ở bán kỳ dương.
• Diode D1 ngưng và D2 dẫn, vậy nên dòng điện đi qua D2 và tải (Vo = -Vs > 0), vậy nên dòng điện tải và điện áp có chiều dương - ở bán kỳ âm.

Đối với tải có tính cảm, khi mạch có tính cảm R = 10, L = 0.1H, mạch sẽ có nguyên lý hoạt động như sau:

• Áp nguồn bằng D1 dẫn áp tải (Vs = Vo), vì dòng điện có tính cảm nên dòng điện trễ pha so với điện áp - ở bán kỳ dương.
• D2 dẫn, dòng điện từ nguồn qua D2 và qua tải, áp nguồn ngược chiều với áp tải (Vo = -Vs).

#2 Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha

Đối với tải thuần trở R, thí dụ mạch sở hữu tải thuần trở R = 10, thì mạch sẽ có nguyên lý hoạt động như sau:

• Diode D1 và D2 phân cực thuận và dẫn điện, D3 và D4 phân cực nghịch xem như hở mạch. Lúc này dòng điện sẽ từ nguồn đi qua D1, qua tải rồi qua D2 để về nguồn (Vo = Vs) - ở bán kỳ dương.
• Diode D3 và D4 dẫn điện, dòng điện sẽ từ nguồn đi qua D3, đi qua tải và qua diode D4 (Vo = -Vs > 0) - ở bán kỳ âm.

Đối với tải có tính cảm, ở trường hợp tải có tính cảm L = 0.1H và R = 10. Mạch sẽ có nguyên lý hoạt động như sau:

• Diode D1, D2 dẫn điện, điện áp nguồn bằng điện áp tải. Ở cuối bán kỳ dương dòng điện sẽ chưa về 0 vì dòng điện tải trễ pha so với điện áp - ở bán kỳ dương.
• Diode D3, D4 dẫn điện, dòng điện sẽ từ nguồn đi qua D3 sau đó qua tải rồi đến diode D4. Vì áp tải ngược chiều với áp nguồn (Vo = -Vs > 0) nên dòng điện qua tải ở cuối bán kỳ dương chưa về 0 mà tiếp tục tăng - ở bán kỳ âm.

#3 Mạch 3 pha

→ Chỉnh lưu tia 3 pha

Đối với tải thuần trở R = 10: Trong mạch chỉnh lưu tia 3 pha, diode dẫn điện là diode được mắc vào nguồn áp xoay chiều (có giá trị tức thời lớn nhất so với các các pha còn lại). Chỉ có 1 diode dẫn điện ở một thời điểm.

Đối với tải có tính cảm, khi chỉnh lưu tia 3 pha như hình bên dưới, ta sẽ thấy thời gian từng diode dẫn và điện áp tải trong trường hợp có tính cảm không thay đổi nhiều so với tải thuần. Nhưng khi dòng điện trễ pha so với điện áp thì khi chuyển mạch giá trị dòng điện tiếp tục tăng cho đến khi nào đạt mức kỷ lục.

→ Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha

Đối với trường hợp tải thuần trở R = 10

• Dựa vào biểu đồ dòng điện như hình vẽ bên dưới, ta thấy các diode được sắp xếp theo thứ tự: D3, D5; D1, D5; D1, D6; D2, D6; D2, D4; D3, D4; D3, D5 (theo quá trình chuyển mạch tự nhiên).
• Khi xét ở một thời điểm bất kỳ, tại thời điểm D5 và D3 đồng dẫn, dòng điện sẽ đi từ nguồn qua D3 qua tải rồi tới D5 để trở về nguồn lại. Lúc này điện áp trên tải sẽ là V2: Vo = V3 – V2.

Đối với trường hợp tải có tính cảm L = 0.1H. Trường hợp này xảy ra do tải có tính cảm nên dòng điện bị trễ pha hơn so với điện áp, kết hợp lúc chuyển mạch dòng điện tiếp tục tăng cho đến khi đạt được mức cao nhất. Khi giá trị L càng lớn thì thời gian xác lập sẽ càng lớn.