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 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 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 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.
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:
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:
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 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.