Cầu tạo của mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ

Bộchỉnh lưu nửa sóngđược định nghĩa là mộtloại bộ chỉnh lưuchỉ cho phép một nửa chu kỳ củadạng sóngđiện ápxoay chiềuđi qua, chặn nửa chu kỳ còn lại trong hộp giảm tốc.Chỉnh lưu nửa sóng được sử dụng để chuyển đổi điện áp xoay chiều thành điện áp DC và chỉ cần mộtdiodeduy nhấtđể xây dựng.

Bạn đang xem: Nguyên lý làm việc mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ

Bộ chỉnh lưu là một thiết bị chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC). Nó được thực hiện bằng cách sử dụng một diode hoặc một nhóm các điốt. Bộ chỉnh lưu nửa sóng sử dụng một diode, trong khi bộ chỉnh lưu sóng toàn phần sử dụng nhiều điốt.

Hoạt động của bộ chỉnh lưu nửa sóng lợi dụng thực tế là điốt chỉ cho phép dòng điện chạy theo một hướng.

Lý thuyết chỉnh lưu nửa sóng

Một bộ chỉnh lưu nửa sóng là hình thức chỉnh lưu đơn giản nhất hiện có. Chúng ta sẽ xem xét một mạch chỉnh lưu nửa sóng hoàn chỉnh sau - nhưng trước tiên hãy hiểu chính xác loại chỉnh lưu này đang làm gì.

Sơ đồ dưới đây minh họa nguyên lý cơ bản của bộ chỉnh lưu nửa sóng. Khi dạng sóng AC tiêu chuẩn được truyền qua bộ chỉnh lưu nửa sóng, chỉ còn lại một nửa dạng sóng AC. Chỉnh lưu nửa sóng chỉ cho phép một nửa chu kỳ (nửa chu kỳ dương hoặc âm) của điện áp xoay chiều và sẽ chặn nửa chu kỳ còn lại ở phía DC, như hình dưới đây.

Chỉ cần một diode để xây dựng bộ chỉnh lưu nửa sóng. Về bản chất, đây là tất cả những gì mà bộ chỉnh lưu nửa sóng đang làm.

Vì các hệ thống DC được thiết kế để có dòng điện chạy theo một hướng (và điện áp không đổi - sẽ mô tả sau), việc đặt dạng sóng AC với chu kỳ dương và âm qua thiết bị DC có thể gây ra hậu quả hủy diệt (và nguy hiểm). Vì vậy, chúng tôi sử dụng bộ chỉnh lưu nửa sóng để chuyển đổi nguồn đầu vitme bi vào AC thành nguồn đầu ra DC.

Nhưng diode chỉ là một phần của nó - một mạch chỉnh lưu nửa sóng hoàn chỉnh bao gồm 3 phần chính:

Một sơ đồ mạch chỉnh lưu nửa sóng trông như thế này:

Bây giờ chúng ta sẽ trải qua quá trình làm thế nào một bộ chỉnh lưu nửa sóng chuyển đổi điện áp xoay chiều thành đầu ra DC.

Đầu tiên, một điện áp xoay chiều cao được đặt vào phía sơ cấp của máy biến áp bước xuống và chúng ta sẽ có được một điện áp thấp ở cuộn dây thứ cấp sẽ được đặt vào diode.

Trong nửa chu kỳ dương của điện áp xoay chiều, diode sẽ được phân cực thuận và dòng điện chạy qua diode. Trong nửa chu kỳ âm của điện áp xoay chiều, diode sẽ bị phân cực ngược và dòng điện sẽ bị chặn. Dạng sóng điện áp đầu ra cuối cùng ở phía thứ cấp (DC) được hiển thị trong hình 3 ở trên.

Điều này có thể gây nhầm lẫn trong cái nhìn đầu tiên - vì vậy hãy đi sâu vào lý thuyết về điều này hơn một chút.

Chúng tôi sẽ tập trung vào phía thứ cấp của mạch. Nếu chúng ta thay thế cuộn dây biến áp thứ cấp bằng điện áp nguồn, chúng ta có thể đơn giản hóa sơ đồ mạch của bộ chỉnh lưu nửa sóng như sau:

Bây giờ chúng ta không có phần biến áp của mạch làm chúng ta mất tập trung.

Đối với nửa chu kỳ dương của điện áp nguồn AC, mạch tương đương có hiệu quả trở thành:

Điều này là do các diode được phân cực thuận và do đó cho phép dòng điện đi qua. Vì vậy, chúng tôi có một mạch kín.

Nhưng đối với nửa chu kỳ âm của điện áp nguồn AC, mạch tương đương trở thành:

Bởi vì diode hiện đang ở chế độ phân cực ngược, không có dòng điện nào có thể đi qua nó. Như vậy, bây giờ chúng ta có một mạch mở. Vì dòng điện không thể chạy qua tải trong thời gian này, nên điện áp đầu ra bằng không.

Tất cả điều này xảy ra rất nhanh - vì một dạng sóng AC sẽ dao động giữa dương và âm nhiều lần mỗi giây (tùy thuộc vào tần số).

Đây là dạng sóng chỉnh lưu nửa sóng trông như thế nào ở phía đầu vào (V in ) và trông như thế nào ở phía đầu ra (V out ) sau khi chỉnh lưu (tức là chuyển đổi từ AC sang DC):

Biểu đồ trên thực sự cho thấy một bộ chỉnh lưu nửa sóng dương. Đây là một bộ chỉnh lưu nửa sóng chỉ cho phép nửa chu kỳ dương thông qua diode và chặn nửa chu kỳ âm.

Dạng sóng điện áp trước và sau khi dương nửa sóng chỉnh lưu được hiển thị trong hình 4 dưới đây.

Ngược lại, bộ chỉnh lưu nửa sóng âm sẽ chỉ cho phép nửa chu kỳ âm qua diode và sẽ chặn nửa chu kỳ dương. Sự khác biệt duy nhất giữa mộttích cực và chỉnh lưu nửa sóng âm là hướng của diode.

Như bạn có thể thấy trong hình 5 bên dưới, diode hiện đang ở hướng ngược lại. Do đó, diode bây giờ sẽ được phân cực thuận chỉ khi dạng sóng AC ở nửa chu kỳ âm của nó.

Bộ lọc chỉnh lưu nửa sóng

Dạng sóng đầu ra mà chúng ta thu được từ lý thuyết trên là dạng sóng DC dao động. Đây là những gì thu được khi sử dụng bộ chỉnh lưu nửa sóng mà không có bộ lọc.

Xem thêm: Diện Tích Xung Quanh Của Hình Lăng Trụ Đứng, Giải Toán 8 Bài 5: