Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng phổ biến vì

Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng phổ biến vì

Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng phổ biến vì

Mời các em tham khảo bài viết để tìm hiểu mạch chỉnh lưu cầu 4 điôt là gì? Đây là kiến thức công nghệ quan trọng. Nếu không nắm rõ phần lý thuyết các em rất khó để thực hành, ứng dụng làm bài tập hiệu quả. 

Khái niệm và phân loại mạch điện tử

Mạch điện tử là mạch điện mắc phối hợp giữa các linh kiện điện tử với các bộ phận nguồn, dây dẫn để thực hiện nhiệm vụ nào đó trong kỹ thuật điện tử.

Ta có hai cách phân loại.

Cách 1: Theo chức năng và nhiệm vụ:

+ Mạch khuếch đại

+ Mạch tạo sóng hình sin

+ Mạch tạo xung

+ Mạch nguồn chỉnh lưu, mạch lọc và mạch ổn áp

Cách 2: Theo phương thức gia công, xử lý tín hiệu:

+ Mạch điện tử tương tự (Analog)

+ Mạch kỹ thuật số (Digital)

Tham khảo thêm bài viết: Sơ đồ hệ thống điện quốc gia lớp 12

Mạch chỉnh lưu cầu dùng 4 điôt là gì?

Mạch chỉnh lưu là loại mạch điện dùng Đ tiếp mặt để đổi điện xoay chiều thành điện một chiều.

Các cách mắc mạch chỉnh lưu:

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

 

Có thể bạn quan tâm:  Mạch tạo xung - Mạch khuếch đại

 

– Mạch chỉnh lưu cầu cả chu kỳ (mạch chỉnh lưu cầu dùng 4 điôt): thường dùng 4 điôt mắc theo hình cầu.

+ Ở chu kỳ dương (đầu dây phía trên dương, phía dưới âm) dòng điện đi qua Đ1 => qua R tải => qua Đ4 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 Đ2 => qua Rtải => qua Đ3 về đầu dây âm.

Như vậy cả hai chu kỳ đều có dòng điện chạy qua tải.

 

Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng phổ biến vì

A. Công dụng

    Mạch chỉnh lưu là một mạch điện bao gồm các linh kiện điện - điện tử, dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Mạch chỉnh lưu có thể được sử dụng trong các bộ nguồn cung cấp dòng điện một chiều, hoặc trong các mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến điện trong các thiết bị vô tuyến. Phần tử tích cực trong mạch chỉnh lưu có thể là các điốt bán dẫn, các đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc các linh kiện khác.

    Khi chỉ dùng một điốt đơn lẻ để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều, bằng cách khóa không cho phần dương hoặc phần âm của dạng sóng đi qua mạch điện, thì mạch chỉnh lưu được gọi là chỉnh lưu nửa chu kỳ hay chỉnh lưu nửa sóng. Trong các bộ nguồn một chiều người ta hay sử dụng các mạch chỉnh lưu nhiều điốt (2 hoặc 4 điốt) với các cách sắp xếp khác nhau để có thể biến đổi từ xoay chiều thành một chiều bằng phẳng hơn trường hợp sử dụng một điốt riêng lẻ. Trước khi các điốt bán dẫn phát triển, người ta còn dùng các mạch chỉnh lưu sử dụng đèn điện từ chân không, đèn chỉnh lưu thủy ngân, các dãy bán dẫn đa tinh thể seleni.

    Các máy thu thanh vô tuyến đầu tiên, người ta gọi là các máy tinh thể, dùng một sợi "râu mèo" hoặc một kim nhọn tiếp xúc nhẹ vào một điểm trên một khối tinh thể galena (sunphát chì) để tạo ra một điốt tiếp điểm, hoặc một bộ tách sóng tinh thể. Trong hệ thống sấy đốt khí, các bộ phát hiện lửa có thể dùng. Hai điện cực trong một vỏ bọc kín có thể sản sinh ra dòng điện và có thể chỉnh lưu được một dòng điện xoay chiều, nhưng chỉ khi chúng nhìn thấy ngọn lửa.

B. Các loại mạch chỉnh lưu

1. Mạch chỉnh lưu nửa chu kì

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.

Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng phổ biến vì

Dạng điện áp đầu ra của mạch chỉnh lưu bán chu kỳ.2. Mạch chỉnh lưu cả chu kỳMạch 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 cầu được sử dụng phổ biến vì

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.

Bổ xung– Mạch lọc và mạch chỉnh lưu bội áp
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 – 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.

Tìm hiểu về mạch chỉnh lưu cầu là gì, sơ đồ nguyên lý và ứng dụng của mạch cầu chỉnh lưu1 pha không điều khiển sử dụng 4 diode.

I. Mạch chỉnh lưu cầu là gì

Mạch chỉnh lưu cầu hay mạch chỉnh lưu 1 pha không điều khiển là mạch biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều sử dụng 4 diode. Do cách mắc 4 diode tạo nên một hình cầu nên được gọi là cầu chỉnh lưu.

Dòng điện trước khi chỉnh lưu trong mạch chỉnh lưu 1 pha là dòng điện xoay chiều, dòng điện sau chỉnh lưu là dòng điện một chiều có gợn sóng mấp mô, cần mắc thêm tụ điện để làm phẳng dạng sóng ngõ ra.

Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng phổ biến vì

Mạch chỉnh lưu cầu là gì

>>>Xem thêm: 10 mạch chỉnh lưu không điều khiển sử dụng diode

II. Sơ đồ và nguyên lý 2 mạch chỉnh lưu cầu 1 pha không điều khiển

Các mạch chỉnh lưu sau đây sẽ sử dụng điện áp xoay chiều 12V và tần số 50Hz. Điện áp này có thể tạo ra bằng cách sử dụng biến áp 12V để biến đổi điện áp xoay chiều 220V thành 12V và không làm thay đổi tần số.

Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng phổ biến vì

Mạch tạo điện áp 12V AC 50Hz

1. Mạch chỉnh lưu không có tụ lọc

Sơ đồ mạch chỉnh lưu 1 pha dùng 4 diode không sử dụng tụ lọc được trình bày như hình bên dưới. Ta có thể thấy dạng sóng ngõ ra trong trường hợp này có gợn sóng mấp mô cao.

Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng phổ biến vì

Sơ đồ và dạng sóng mạch chỉnh lưu 1 pha

Nguyên lý mạch chỉnh lưu không sử dụng tụ lọc như sau:

+ Ở bán kỳ dương Vs > 0: Dòng điện đi từ nguồn qua D1, qua R, qua D2 về nguồn âm. Điện áp và dòng điện tải dương, điện áp tải bằng với điện áp nguồn Vo = Vs.

+ Ở bán kỳ âm Vs < 0: Dòng điện đi theo chiều qua D3, qua R, qua D3 để trở về nguồn. Lúc này điện áp qua và dòng qua R tiếp tục dương, điện áp tải ngược dấu với áp nguồn: Vo = -Vs > 0.

2. Mạch chỉnh lưu có tụ lọc

Sơ đồ mạch chỉnh cầu 1 pha dùng tụ lọc và dạng sóng ngõ ra như sau:

Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng phổ biến vì

Sơ đồ mạch cầu 1 pha có dùng tụ lọc

Nguyên lý mạch chỉnh lưu sử dụng tụ lọc như sau:

Do tụ mắc song song với tải R nên điện áp trên tải bằng với điện áp trên tụ điện.

+ Ở bán kỳ dương Vs > 0: Khi điện áp tăng từ 0 lên đến giá trị cực đại là lúc tụ được nạp điện. Khi điện áp nguồn giảm thì tụ xả điện, nên điện áp tải vẫn lớn hơn 0 ở cuối bán kỳ dương.

+ Ở bán kỳ âm Vs < 0: Điện áp tăng trở lại và tụ điện được nạp cho đến giá trị điện áp cực đại. Tương tự trường hợp trên khi điện áp nguồn giảm thì tụ xả điện, tùy theo giá trị điện dung của tụ mà điện áp trên tải sẽ giảm nhiều hay ít.

Theo nguyên lý trên khi ta tăng giá trị tụ điện đủ lớn thì điện áp ngõ ra sẽ như một đường thẳng. Thật vậy khi tăng giá trị tụ thì dạng sóng ngõ ra thu được như hình bên dưới:

Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng phổ biến vì

Sử dụng tụ điện làm phẳng dạng sóng điện áp và dòng điện ngõ ra

Khi tụ có giá trị đủ lớn thì điện áp ngõ ra không còn mấp mô, và điện áp trung bình lúc này sẽ bằng với biên độ điện áp nguồn. Việc chọn giá trị tụ còn phụ thuộc vào dòng điện tải, nếu tải có công suất lớn có thể làm thay đổi dạng sóng ngõ ra trở nên mấp mô.

Tham khảo video về mạch cầu diode

III. Ứng dụng của mạch chỉnh lưu cầu

Mạch chỉnh lưu cầu sử dụng rất phổ biến trong các thiết bị điện 1 pha như ti vi, máy hàn, các bộ nguồn ATX, các bộ sạc điện thoại, máy tính …

Ví dụ bên dưới là mạch nguồn 5V sử dụng mạch chỉnh lưu 1 pha chuyển điện áp xoay chiều 12V thành điện một chiều, sau đó dùng IC 7805 để tạo ngõ ra cố định 5V.

Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng phổ biến vì

Mạch nguồn sử dụng cầu 4 diode

Một mạch điện tiếp theo là mạch nhân đôi điện áp có thể sử dụng điện áp nguồn 110/220V AC thành điện áp DC 310V được sử dụng trong các bộ nguồn ATX. Người ta sử dụng điện áp một chiều cao để tăng công suất cho nguồn ngõ ra, điện áp ngõ ra qua biến áp xung giảm xuống còn 5 – 12V nên khả năng cấp dòng sẽ cao.

Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng phổ biến vì

Mạch cầu 4 diode trong bộ nguồn ATX