[Rectifier] Mạch Chỉnh Lưu Là Gì? Có Bao Nhiêu Loại Không Dùng Diode?

Các bạn muốn biết thêm về linh kiện điện tử và cấu tạo của chúng thì đừng bỏ lỡ những chia sẻ dưới đây của tôi nhé. Bài viết này sẽ giúp các bạn trả lời câu hỏi mạch chỉnh lưu là gì và có bao nhiêu loại mạch chỉnh lưu. Hãy xem nào:

Mục lục

(Rectifier) Mạch chỉnh lưu là gì?

Mạch chỉnh lưu hay còn gọi là mạch điện tử có trong linh kiện điện tử, thực hiện chức năng biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Mạch chỉnh lưu được tìm thấy trong các mạch phát hiện tín hiệu vô tuyến của thiết bị vô tuyến hoặc nguồn điện DC.

Chức năng của mạch chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu có thể dễ dàng tìm thấy trong các thiết bị điện tử trong gia đình chúng ta như tivi, điều hòa, sạc điện thoại,… hay trong các thiết bị công nghiệp như máy hàn, bộ khởi động, phần mềm,… mạch chỉnh lưu có các chức năng sau:

Là nguồn điện DC để điều khiển thiết bị mạ và hàn DC.
Là nguồn điện cho một số động cơ DC, mạch chỉnh lưu sẽ cấp nguồn cho mạch kích thích của máy điện một chiều hoặc máy đồng bộ.
Được sử dụng trong các bộ chuyển đổi để chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều để truyền tải khoảng cách xa.
Trong các thiết bị biến tần, mạch chỉnh lưu được sử dụng để điều khiển điện cho động cơ AC.

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

Mạch chỉnh lưu cầu là gì?

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

Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu

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

Khối đầu tiên của mạch chỉnh lưu cầu là máy biến áp thực hiện chức năng thay đổi biên độ của điện áp đầu vào. Hầu hết các mạch điện tử đều sử dụng máy biến áp 220V/12V để giảm điện áp xoay chiều đầu vào từ 220V xuống 12V.
Khối tiếp theo là Rectifier cầu diode (thường sử dụng 4 điốt trở lên). Khối này có chức năng tạo dòng điện một chiều do biên độ điện áp đầu ra của Rectifier dao động và để nguồn DC đầu ra ổn định thì cần phải lọc. Việc lọc được thực hiện bởi một hoặc nhiều tụ điện.
Khối cuối cùng là bộ điều chỉnh điện áp đầu ra, có tác dụng làm giảm điện áp đầu ra và giữ ở mức ổn định để không có sự thay đổi về điện áp đầu vào.

Có bao nhiêu mạch chỉnh lưu không dùng diode?

Mạch 1 pha

→ Chỉnh lưu nửa sóng

Rectifier nửa sóng với tải điện trở thuần. Mạch chỉnh lưu này sử dụng một diode mắc nối tiếp với tải và sử dụng nguồn điện áp hình sin có giá trị hiệu dụng là 220 V, tần số 50 Hz và điện trở R = 10 Ohm. Mạch hoạt động theo nguyên lý sau:

Vs > 0 do đó diode UAK > 0 đang dẫn điện, lúc này điện áp trên tải sẽ bằng điện áp nguồn (Vo = Vs) – ở nửa sóng dương.
Diode Vs < 0 không dẫn điện, lúc này mạch hở nên điện áp nạp là 0 – ở nửa pha âm.

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

Vs > 0, diode dẫn điện nên điện áp nguồn bằng điện áp tải (Vs = Vo), nghĩa là dòng điện lúc này lệch pha với điện áp – ở nửa pha dương.
Vs < 0 thì diode sẽ không dẫn dòng điện, nhưng do tải có tính cảm nên tạo ra dòng điện cùng chiều với dòng điện ban đầu nên diode dẫn điện, nghĩa là Vo = Vs, khi nguồn d hết nguồn điện năng lượng, diode ngừng dẫn Vo = 0V và 0A = Io – ở nửa pha âm.

→ Chỉnh lưu hai nửa chu kỳ 2 diode

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

Diode D1 đang dẫn điện và D2 tắt, do đó dòng điện chạy qua D1 và tải (Vo = Vs) – luân phiên dương.
Diode D1 tắt và D2 đang dẫn điện nên dòng điện chạy qua D2 và tải (Vo = -Vs > 0), do đó dòng điện và điện áp tải là dương – ở nửa sóng âm.

Đối với tải cảm ứng, khi mạch có độ tự cảm R = 10, L = 0,1H thì mạch sẽ có nguyên lý hoạt động như sau:

Điện áp nguồn bằng D1 dẫn đến điện áp tải (Vs = Vo). Vì dòng điện có tính cảm ứng nên dòng điện lệch pha với điện áp – ở nửa pha dương.
D2 dẫn điện, dòng điện chạy từ nguồn qua D2 và qua tải, điện áp nguồn ngược với điện áp tải (Vo = -Vs).

Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha

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

Điốt D1 và D2 được phân cực thuận và dẫn điện, trong khi D3 và D4 được phân cực ngược và được coi là mạch hở. Lúc này dòng điện sẽ đi từ nguồn qua D1, qua tải rồi qua D2 để trở về nguồn (Vo = Vs) – ở nửa sóng dương.
Điốt D3 và D4 dẫn điện, dòng điện sẽ chạy từ nguồn qua D3, qua tải và qua diode D4 (Vo = -Vs > 0) – ở nửa sóng âm.

Đối với tải cảm ứng, trong trường hợp tải cảm ứng L = 0,1H và R = 10. Mạch sẽ có nguyên lý hoạt động như sau:

Điốt D1 và D2 dẫn điện, điện áp nguồn bằng điện áp tải. Khi kết thúc nửa sóng dương, dòng điện sẽ không bằng 0 do dòng tải lệch pha với điện áp – ở nửa sóng dương.
Điốt D3 và D4 dẫn điện, dòng điện sẽ chạy từ nguồn qua D3, sau đó qua tải và cuối cùng đến diode D4. Do điện áp tải ngược chiều với điện áp nguồn (Vo = -Vs > 0) nên dòng điện chạy qua tải ở cuối nửa sóng dương không đạt 0 mà tiếp tục tăng – khi kết thúc sự luân phiên tích cực. nửa chu kỳ âm.

Mạch 3 pha

→ Chỉnh lưu tia 3 pha

Đối với tải thuần trở R = 10: Trong mạch chỉnh lưu chùm ba pha, diode dẫn là diode nối với nguồn điện áp xoay chiều (có giá trị tức thời lớn nhất so với các pha còn lại). Mỗi lần chỉ có một diode dẫn điện.

Đối với tải điện cảm, khi nắn thẳng bộ dây ba pha như hình dưới đây, chúng ta sẽ thấy thời gian dẫn của mỗi diode và điện áp tải trong trường hợp điện cảm không thay đổi nhiều so với tải thuần. Nhưng khi dòng điện chậm hơn điện áp, trong quá trình chuyển mạch, giá trị dòng điện tiếp tục tăng cho đến khi đạt mức kỷ lục.

→ Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha

Đối với trường hợp tải thuần điện trở R = 10

Dựa vào bảng hiện tại dưới đây, ta thấy các điốt được sắp xếp theo thứ tự: D3, D5; Đ1, D5; Đ1, D6; Đ2, D6; Đ2, D4; Đ3, D4; D3, D5 (theo quy trình chuyển mạch tự nhiên).
Tại bất kỳ thời điểm nào khi D5 và D3 đang dẫn điện, dòng điện sẽ chạy từ nguồn qua D3 qua tải rồi đến D5 quay trở lại nguồn. Lúc này điện áp trên tải sẽ là V2: Vo = V3 – V2.

Đối với trường hợp tải cảm ứng L = 0,1H. Trường hợp này xảy ra do tải có tính cảm nên dòng điện trễ hơn điện áp, kết hợp với chuyển mạch, dòng điện tiếp tục tăng cho đến khi đạt mức cao nhất. Giá trị L càng lớn thì thời gian thiết lập sẽ càng dài.

Hi vọng qua bài viết chia sẻ trên sẽ giúp các bạn tìm được câu trả lời mạch chỉnh lưu là gì và có bao nhiêu loại.