Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ luân hồi là gì ? 2 sơ đồ nguyên tắc mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ luân hồi dùng 2 điốt, phân tính nguyên tắc, đặc trưng của từng mạch .
Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ là gì ?
Mạch chỉnh lưu hai 2 nửa chu kỳ là mạch biến đổi từ điện áp xoay chiều AC thành một chiều DC sử dụng 2 điốt. Mỗi điốt sẽ luân phiên dẫn điện trong một nửa chu kỳ của điện áp nguồn tạo ra điện áp ngõ ra được chỉnh lưu cả chu kỳ.
Giả sử điện áp nguồn có tần số 50Hz hay chu kỳ T = 0,02s thì điện áp ngõ ra của mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ có độ gợn sóng với chu kỳ là T = 0,01s. Ưu điểm của mạch là chất lượng điện áp ngõ ra tốt và dễ lọc phẳng hơn so với mạch chỉnh lưu bán kỳ ta đã tìm hiểu ở bài viết trước.
Nhược điểm của mạch này là phải sử dụng biến áp có điểm giữa nên bị hạn chế về hiệu suất. Ngoài ra khi diode bị phân cực ngược thì điện áp ngược sẽ gấp 2 lần điện áp thuận .Bạn đang đọc : Sơ đồ nguyên tắc 7 mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ luân hồi dùng 2 điốt
Nên trong nhiều ứng dụng người ta thường thay mạch này bằng mạch chỉnh lưu toàn cầu 4 diode. Do điểm giống nhau giữa mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ dùng 2 điốt và mạch chỉnh lưu cầu là điện áp được chỉnh lưu cả hai chu kỳ, dạng sóng điện áp ngõ ra có chu kỳ nhỏ hơn nên rất dễ lọc.
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 50H z .
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 luân hồi 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 = 0.1 H
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 giật mình bất ngờ 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 và tinh chỉnh có thành phần RLE ta sẽ mô phỏng hoạt động giải trí của mạch có thành phần điện áp một chiều E tiếp nối đuôi nhau 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 nguồn năng lượng tạo ra dòng điện liên tục duy trì diode dẫn điện .
Trường hợp L = 0.04, khi tải phát hết nguồn 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 nguồn 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 tiên phong, trong bán kỳ dương khi điện áp nguồn tăng thì tụ nạp điện mở màn nạp điện qua diode D1. Khi điện áp nguồn đạt đến giá trị lớn nhất và mở màn 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 những diode D1, D2 liên 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, hiệu suất ngõ ra không thay đổi hơn .
5. Mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ có tinh chỉnh và điều khiển với tải R
Mạch hai nửa chu kỳ luân hồi có điều khiển và tinh chỉnh và tinh chỉnh và điều khiển sẽ sử dụng 2 SCR thay vì diode. SCR được tinh chỉnh và điều khiển và tinh chỉnh và điều khiển bởi tín hiệu như nhau với điện áp nguồn, góc kích biến hóa 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 Open 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 và tinh chỉnh. Điện áp trung bình hoàn toàn có thể đổi khác từ 0 đến điện áp trung bình của mạch sử dụng diode .
6. Chỉnh lưu có tinh chỉnh và điều khiển 2 nửa chu kỳ với tải RL
Sơ đồ mạch với tải RL tựa như như ở mạch tải R, ta chỉ việc tiếp nối đuôi nhau 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 = 0,1 H và L = 0,008 H
Dạng sóng mạch chỉnh lưu có điều khiển tải RL
+ Trường hợp L = 0,1 H 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 Open điện áp âm, do khi điện áp nguồn đổi dấu thì tải phát nguồn năng lượng duy trì SCR liên tục dẫn. Cho đến khi có xung kích vào cực G của SCR kia .
+ Trường hợp L = 0,008 H ta nhận thấy dòng tải bị gián đoạn, điều này do tải phát hết nguồn năng lượng trước khi có xung kích dẫn SCR tiếp theo .
7. Mạch hỉnh lưu hai nửa chu kỳ dùng 2 SCRvới 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 = 0,1 H ) : khi điện áp nguồn đổi chiều thì SCR bị phân cực ngược. Nhưng tải lúc này đóng vai trò phát điện liên tục duy trì trạng thái dẫn của SCR đó. Năng lượng tải đủ lớn để SCR dẫn cho đến khi Open 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 = 0,015 H ) ta thấy khi điện áp đổi chiều thì SCR hướng dẫn thêm được một đoạn ngắn. Do tải lúc này đã phát hết nguồn 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 | .
Tham khảo video mô phỏng nguyên lý mạch hai nửa chu kỳ
>>> Xem thêm:
Mạch chỉnh lưu là gì? 10 Mạch chỉnh lưu không điều khiển sử dụng diode
10 mạch chỉnh lưu có điều khiển sử dụng thyristor
8 mạch chỉnh lưu với tải đầy đủ RLE
4 điểm yếu kém của mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ luân hồi là gì
