Tại sao mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ dùng 2 điốt ít dùng?

Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ là gì?

7 sơ đồ mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ dùng 2 điốt

Chúng ta sẽ sử dụng biến áp ở thứ cấp có điểm chung, do mô phỏng nên ở đây mình để tỉ số biến áp ở mặc định là 1. Do đó điện áp sơ cấp bằng với điện áp nguồn. Điện áp nguồn có điện áp hiệu dụng 220V và tần số 50Hz.

1. Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ với tải thuần trở

Hình bên dưới là sơ đồ và dạng sóng của mạch hai nửa chu kỳ với tải thuần R = 10 Ohm.

Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ với tải thuần trở

– Nguyên lý hoạt động:

+ Nhận xét: Hình vào dạng sóng của 2 diode ta thấy Diode D1 dẫn điện ở bán kỳ dương và diode D2 dẫn điện ở bán kỳ âm. Dạng sóng điện áp và nguồn điện trong trường hợp này giống với mạch chỉnh lưu toàn cầu 1 pha.

+ Ở bán kỳ dương: Diode D1 phân cực thuận nên dẫn điện, trong khi đó D2 bị phân cực ngược. Dòng điện lúc này qua D1, qua R nên điện áp hai đầu tải bằng với điện áp của cuộn thứ cấp Vo = Vs.

+ Ở bán kỳ âm: Diode D2 dẫn điện trong khi D1 ngưng dẫn, dòng điện qua D2, qua tải. Do đó chiều dòng điện qua tải vẫn như ở bán kỳ dương nên áp tải ngược giá trị với áp nguồn Vo = -Vs > 0.

2. Mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ dùng 2 điốt với tải RL

Trong trường hợp tải ngõ ra sử dụng là tải có tính cảm L = 0.1H

Mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ dùng 2 điốt với tải RL

– Nguyên lý mạch điện như sau:

+ Bán kỳ dương: D1 dẫn điện, D2 không dẫn nên điện áp tải Vo = Vs.

+ Ở bán kỳ âm: Nguồn điện đổi chiều D2 dẫn và D1 ngưng dẫn dòng điện qua D2, qua tải RL nên điện áp ra vẫn dương Vo = – Vs > 0.

Dòng điện trên tải không tăng hay giảm một cách đột ngột, nên ở cuối bán kỳ khi điện áp về 0 thì dòng điện tải vẫn dương và sẽ tăng theo từng bán kỳ cho đến khi đạt xác lập.

3. Mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ dùng 2 điốt với tải RLE

Trong trường hợp tải điều khiển có thành phần RLE ta sẽ mô phỏng hoạt động của mạch có thành phần điện áp một chiều E nối tiếp với RL như sau:

Mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ dùng 2 điốt với tải RLE

– Nhận xét:

Nếu điện áp nguồn nhỏ hơn E thì diode bị phân cực ngược nên điện áp 2 đầu tải bằng với E. Nhưng do tải có tính cảm nên khi diode ngừng thì tải phát năng lượng tạo ra dòng điện tiếp tục duy trì diode dẫn điện.

Trường hợp L = 0.04, khi tải phát hết năng lượng mà Vs < E thì điện áp ra Vo = E, diode ngưng dẫn nên dòng qua tải bị gián đoạn. Ngược lại nếu tăng giá trị L = 0.1 thì tải phát hết năng lượng thì Vs > E, nên Vo = Vs do đó D2 sẽ dẫn điện nên dòng qua tải là liên tục.

4. Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ với tụ lọc

Để làm phẳng điện áp ngõ ra ta sẽ sử dụng tụ điện song song với tải ngõ ra. Điện áp của tải là điện áp trên 2 đầu tụ điện.

Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ 2 điốt với tụ lọc

– Nguyên lý hoạt động:

+ Ở chu kỳ đầu tiên, trong bán kỳ dương khi điện áp nguồn tăng thì tụ nạp điện bắt đầu nạp điện qua diode D1. Khi điện áp nguồn đạt đến giá trị lớn nhất và bắt đầu giảm thì D1 ngưng dẫn và tụ điện xả điện qua tải.

+ Nếu giá trị tụ điện đủ lớn thì ở bán kỳ âm điện áp trên tụ vẫn sẽ lớn hơn điện áp trên đỉnh của nguồn. Do đó các diode D1, D2 tiếp tục bị phân cực ngược nên không dẫn điện. Do tải có tính cảm nên dòng điện trên tải tăng từ từ cho đến khi xác lập.

Qua đây ta thấy khi sử dụng tụ điện mắc song song với tải thì điện áp và dòng điện ngõ ra được làm phẳng, công suất ngõ ra ổn định hơn.

5. Mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ có điều khiển với tải R

Mạch hai nửa chu kỳ có điều khiển sẽ sử dụng 2 SCR thay vì diode. SCR được điều khiển bởi tín hiệu đồng bộ với điện áp nguồn, góc kích thay đổi từ 0 – 180 độ.

Mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ 2 điốt có điều khiển tải R

– Nhận xét:

+ Ở đầu mỗi bán kỳ, khi chưa có xung kích xuất hiện thì điện áp ngõ ra bằng 0V

+ Ở bán kỳ dương khi có xung kích G1 thì SCR1 ngay lập tức dẫn điện, nên điện áp tải bằng với điện áp nguồn.

+ Ở bán kỳ âm khi có xung G2 thì SCR2 dẫn điện, điện áp tải ngược với điện áp nguồn nên dòng qua tải là dương: Vo = -Vs >0, IR > 0

=> Như vậy so với mạch không điều khiển. Điện áp trung bình có thể thay đổi từ 0 đến điện áp trung bình của mạch sử dụng diode.

6. Chỉnh lưu có điều khiển 2 nửa chu kỳ với tải RL

Sơ đồ mạch với tải RL tương tự như ở mạch tải R, ta chỉ việc nối tiếp điện trở R với cuộn cảm L. Tùy thuộc vào giá trị L mà ta có dạng sóng khác nhau, hình bên dưới là dạng sóng trong 2 trường hợp L = 0,1H và L = 0,008H

Dạng sóng mạch chỉnh lưu có điều khiển tải RL

+ Trường hợp L = 0,1H ta thấy dòng điện của tải luôn lớn hơn 0 và tăng dần cho đến khi đạt giá trị xác lập. Điện áp ngõ ra xuất hiện điện áp âm, do khi điện áp nguồn đổi dấu thì tải phát năng lượng duy trì SCR tiếp tục dẫn. Cho đến khi có xung kích vào cực G của SCR kia.

+ Trường hợp L = 0,008H ta nhận thấy dòng tải bị gián đoạn, điều này do tải phát hết năng lượng trước khi có xung kích dẫn SCR tiếp theo.

7. Mạch hỉnh lưu hai nửa chu kỳ dùng 2 SCR với tải RLE

Trong trường hợp tải có thành phần RLE ví dụ như động cơ một chiều. Dạng sóng ngõ ra được mô phỏng trong hai trường hợp như hình bên dưới.

Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ dùng 2 SCR với tải RLE

+ Trường hợp giá trị điện cảm của tải đủ lớn (L = 0,1H): khi điện áp nguồn đổi chiều thì SCR bị phân cực ngược. Nhưng tải lúc này đóng vai trò phát điện tiếp tục duy trì trạng thái dẫn của SCR đó. Năng lượng tải đủ lớn để SCR dẫn cho đến khi xuất hiện xung kích tiếp theo, do đó dòng điện trên tải là liên tục. Dạng sóng ngõ ra giống với trường hợp tải RL.

+ Trường hợp giá trị điện cảm nhỏ (L = 0,015H) ta thấy khi điện áp đổi chiều thì SCR chỉ dẫn thêm được một đoạn ngắn. Do tải lúc này đã phát hết năng lượng và do đó điện áp ngõ ra lúc này: Vo = E. Cho đến khi có xung kích tiếp theo thì SCR được kích dẫn nên Vo = |Vs|.

Trắc nghiệm Công nghệ 12

Bài 7. Khái niệm về mạch điện tử - Chỉnh lưu - Nguồn một chiều

Câu 1:Trong mạch nguồn một chiều, điện áp ra sau khối nào là điện áp một chiều

A. Biến áp nguồn

B. Mạch chỉnh lưu

C. Mạch lọc

D. Cả 3 đáp án trên

Đáp án: B. Vì mạch chỉnh lưu có nhiệm vụ đổi điện xoay chiều thành một chiều.

Câu 2:Chọn phát biểu đúng nhất

A. Biến áp nguồn dùng biến áp

B. Mạch chỉnh lưu dùng điôt

C. Mạch lọc dùng tụ hóa

D. Cả 3 đáp án đều đúng

Đáp án: D

Câu 3:Chọn phát biểu sai:

A. Mạch chỉnh lưu dùng một điôt có độ gợn sóng lớn, tần số 50 Hz, lọc và san bằng độ gợn sóng khó khăn, kém hiệu quả.

B. Mạch chỉnh lưu dùng hai điôt có độ gợn sóng nhỏ, tần số 100 Hz, dễ lọc.

C. Mạch chỉnh lưu cầu có độ gợn sóng nhỏ, tần số 100 Hz

D. Cả 3 đáp án trên đều sai.

Đáp án: D. Vì các phát biểu trên đều đúng.

Câu 4:Đâu là mạch điện tử?

A. Mạch khuếch đại

B. Mạch tạo xung

C. Mạch điện tử số

D. Cả 3 đáp án trên

Đáp án: D

Câu 5:Phát biểu nào sau đây sai:

A. Mạch chỉnh lưu nửa chu kì chỉ dùng một điôt

B. Mạch chỉnh lưu dùng một điôt sóng ra có độ gợn sóng lớn

C. Mạch chỉnh lưu cầu có cấu tạo phức tạp do dùng bốn điôt

D. Mạch chỉnh lưu cầu có cấu tạo đơn giản do biến áp nguồn không có yêu cầu đặc biệt

Đáp án: C. Vì mạch chỉnh lưu cầu có cấu tạo đơn giản.

Câu 6:Mạch lọc của mạch nguồn một chiều sử dụng:

A. Tụ hóa

B. Tụ giấy

C. Tụ mica

D. Tụ gốm

Đáp án: A.Tụ hóa

Câu 7:Phát biểu nào sau đây là đúng:

A. Mạch chỉnh lưu dùng điôt tiếp điểm để đổi điện xoay chiều thành một chiều

B. Mạch chỉnh lưu dùng điôt tiếp mặt để đổi điện xoay chiều thành một chiều

C. Mạch chỉnh lưu dùng pin để tạo ra dòng điện một chiều

D. Mạch chỉnh lưu dùng ac quy để tạo ra dòng điện một chiều

Đáp án: B. Vì mạch cỉnh lưu dùng điôt tiếp mặt

Câu 8:Mạch chỉnh lưu nửa chu kì:

A. Là mạch chỉnh lưu chỉ sử dụng một điôt

B. Hiệu suất sử dụng biến áp nguồn thấp

C. Trên thực tế ít được sử dụng

D. Cả 3 đáp án đều đúng

Đáp án: D. Cả 3 đáp án đều đúng

Câu 9:Nhiệm vụ của khối biến áp nguồn là

A. Đổi điện xoay chiều thành điện một chiều

B. Đổi điện xoay chiều 220 V thành điện xoay chiều có mức điện áp cao hơn

C. Đổi điện xoay chiều 220 V thành điện xoay chiều có mức điện áp thấp hơn

D. Đổi điện xoay chiều 220 V thành điện xoay chiều có mức điện áp cao hay thấp tùy theo yêu cầu của tải.

Đáp án: D.

Câu 10:Mạch chỉnh lưu được sử dụng nhiều trên thực tế:

A. Mạch chỉnh lưu dùng một điôt

B. Mạch chỉnh lưu dùng hai điôt

C. Mạch chỉnh lưu dùng 4 điôt

D. Cả 3 đáp án đều đúng

Đáp án: C. Vì nó mang ưu điểm hơn các mạch còn lại

Tại sao mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ dùng 2 điốt ít dùng?