Nguyên lý làm việc của mạch chỉnh lưu và ổn áp

Là một loại mạch điện sẽ gồm có các linh phụ kiện điện – điện tử, dùng để quy đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Mạch chỉnh lưu được dùng ở các bộ nguồn điện một chiều hoặc các mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến điện trong thiết bị vô tuyến. Phần tử, tích cực trong mạch chỉnh lưu hoàn toàn có thể là các điốt bán dẫn, các đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc các linh phụ kiện khác.

Mạch chỉnh lưu điện xoay chiều

Bộ nguồn trong mạch điện tử

Các mạch điện tử của các thiết bị như máy radio – cassette, amlpy, tivi, đầu VCD … chúng đều sử dụng nguồn điện một chiều DC. Ở các mức điện áp khác nhau, nhưng ở ngoài giắc cắm của các thiết bị này lại cắm trực tiếp vào nguồn điện AC 220V 50H z. Các thiết vị điện tử cần có một bộ phận quy đổi nguồn xoay chiều ra điện áp một chiều, cung ứng cho các mạch trên bộ phận quy đổi gồm có như sau :

• Biến áp nguồn điện : Nguồn điện hạ thế từ 220V sẽ được chuyển xuống các điện áp thấp hơn như 6V, 9V, 12V, 24V v v …
• Mạch chỉnh lưu : Bô quy đổi nguồn điện AC thành DC.
• Mạch lọc gợn xoay chiều sau chỉnh lưu cho nguồn DC phẳng hơn.
• Mạch ổn áp : Để giữ một dòng hoặc nhiều dòng điện áp cố định và thắt chặt phân phối cho thiết bị tải tiêu thụ

Mạch chỉnh lưu bán chu kỳ

Với mạch chỉnh lưu này hoàn toàn có thể nói là một loại mạch sử dụng một diode chống dòng ngược mắc tiếp nối đuôi nhau với tải tiêu thụ, ở chu kỳ luân hồi dương. Và nó được phân cực thuân do vậy dòng điện đi qua diode và đi qua tải ở chu kỳ luân hồi điện tích âm, và diode bị phân cực ngược do không có dòng quá tải.

Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ

Ở mạch chỉnh lưu của cả chu kỳ luân hồi thường sẽ có mạch chỉnh lưu cầu 4 diode mắc theo hình cầu ( còn được gọi là mạch chỉnh lưu cầu )

Ở chu kỳ luân hồi dương ( thì đầu dây phía trên là cực dương, phía dưới cực âm ) dòng điện đi qua diode D1 => qua R tải => qua diode D4 về đầu dây cực âm.

Ở chu kỳ luân hồi âm, thì điện áp trên cuộn thứ cấp sẽ hòn đảo chiều ( đầu dây ở trên âm, còn ở dưới dương ) dòng điện đi qua D2 => qua Rtải => qua D3 về đầu dây sẽ là âm.

Như vậy, thì hoạt động giải trí cả hai chu kỳ luân hồi đều có dòng điện chạy qua tải. Mạch chiể lưu này còn hoàn toàn có thể vận dụng cho các inverter điện năng lượng mặt trời được sử dụng nhiều lúc bấy giờ.

Mạch lọc và mạch chỉnh lưu bội áp

Mạch lọc dùng tụ điện

Nếu như đã giải quyết và xử lý qua mạch chỉnh lưu thì ta sẽ thu được điện áp một chiều đổi khác. Nếu không lọc thì điện áp nhấp nhô này không hề dùng được vào cho cách mạch điện tử. Ở trong các mạch nguồn cần phải lắp thêm các tụ lọc có trị số từ vài trăm µF đến vài ngàn µF vào sau của cầu Diode chỉnh lưu. Khi triển khai công tắc nguồn K mở, dòng mạch chỉnh lưu không có tụ lọc tham gia.

Do đó, điện áp có dạng hình sin biến hóa nhấp nhô. Việc công tắc nguồn K đóng, mạch chỉnh lưu ở những tụ C1 sẽ tham gia mạch lọc nguồn dc. Bạn sẽ nhận được điện áp đầu ra đã lọc tương đối phẳng. Nếu tụ C1 có điện dung càng lớn thì hoàn toàn có thể điện áp ở đầu ra sẽ càng phẳng phiu, với tụ C1 trong các bộ nguồn thường thì có trị số khoảng chừng vài ngàn µF.

Ở trong các mạch chỉnh lưu, nếu như có tụ lọc mà không có tải hoặc dòng tải tiêu thụ một công xuất không đáng kể. Khi so với công xuất của biến áp dòng điện thì điện áp DC thu được là DC = 1,4. AC.

Mạch chỉnh lưu nhân 2

Việc quy đổi thành thành mạch chỉnh lưu nhân 2 ta phải dùng hai tụ hoá cùng trị số mắc tiếp nối đuôi nhau. Tiếp theo sau đó, là đấu 1 đầu của điện áp xoau chiều vào điểm giữa hai tụ. Cuối cùng ta sẽ thu được điện áp tăng gấp 2 lần bang đầu.

Ở hình ảnh trên khi công tắc nguồn K mở, thì mạch trỏe về dạng chỉnh lưu thông thường. Còn khi công tắt K đóng, mạch điện trở thành mạch chỉnh lưu 2 và điện áp đầu ra tăng gấp 2 lần.

Nguyên lý làm việc của ổn áp cố định

Mạch ổn áp cố định dùng Diode Zener

Các mạch ổn áp cố định và thắt chặt sẽ tạo ra nguồn điện 33V và nó thường sử dụng cho các thiết bị mạch dò kênh trong những chiecs tivi trước đây. Từ nguồn 110 Volt không cố định và thắt chặt thongo qua điện rở hạn R1 và gim DZ 33V, để hoàn toàn có thể lấy được điện áp cố định và thắt chặt cung ứng cho mạch dò kênh.

Khi phong cách thiết kế mạch ổn áp cần phải thống kê giám sát đện trở hạn dòng sao cho dòng diện ngược cực lớn qua Dz phải nhở hợn dòng chính nó chịu được. Dòng chịu cực lớn qua Dz là khi qua dòng R2 = 0. Như sơ đồ ta sẽ có dòng cực lớn qua Dz bằng sụt áp trên R1 chia cho giá trị R1, gọi dòng điện này là I1 :

I1 = ( 110 – 33 ) / 7500 = 77 / 7500 ~ 10 mA

Thông thường ta nên để dòng ngược qua Dz ≤ 25 mA.

Mạch ổn áp cố định dùng Transistor, IC ổn áp

Đối với mạch ổn áp dùng Diode Zener sẽ có ưu điểm là đơn thuần về phong cách thiết kế, tuy nhiên điểm yếu kém là cho dòng điện nhỏ ( ≤ 20 mA ). Với một điện áp cố định và thắt chặt cho dòng điện mạch hơn nhiều lần, và việc dùng thêm mạch khuếch đại điện áp dùng transistor để hoàn toàn có thể khuếch đại về dòng.

Ở một mạch tinh chỉnh và điều khiển điện áp tại điểm A hoàn toàn có thể biến hóa và còn gọn xoay chiều nhưng điện áp tại điểm B sẽ không biến hóa và tương đối phẳng. Về nguyên tắc ổn áp : Thì trải qua điện trở R1 và Dz gim cố định và thắt chặt điện áp chân B của Transistor Q1, giả sử khi điện áp chân.

E đèn Q1 giảm dẫn đến khi đó điện áp UBE sẽ tăng tiếp đến còn dòng qua đèn Q1 tăng => điện áp chân E của đèn tăng, và ngược lại với những gì xảy ra …

Mạch ổn áp trên đơn thuần hiệu suất cao nên được sử dụng rất rộng dãi và người ta đã sản xuất các loại IC họ LA78. Để sửa chữa thay thế cho mạch ổn áp ở trên, IC LA78. Có sơ đồ mạch như phần mạch có mầu xanh của sơ đồ trên.

• LA7805 IC cho ổn áp 5V
• LA7808 IC cho ổn áp 8V
• LA7809 IC cho ổn áp 9V
• LA7812 IC cho ổn áp 12V

Lưu ý :

Họ IC78.. chỉ cho dòng tiêu thụ khoảng chừng 1A trở xuống, khi ráp IC trong mạch thì U in > Uout từ 3 đến 5V khi đó IC mới phát huy công dụng.

Ứng dụng của IC ổn áp họ 78

Với các IC ổn áp họ 78.. thường được dùng thoáng rộng trong các bộ nguồn lúc bấy giờ. Bộ nguồn hoàn toàn có thể thấy nhiều nhấ như của đầu VCD, trong Ti vi mầu, trong máy tính …

Mạch ổn áp tuyến tính (có hồi tiếp)

Sơ đồ khối của mạch ổn áp có hồi tiếp

Đặc điểm mạch ổn áp có hồi tiếp

Việc phân phối điện áp một chiều đầu ra sao cho không đổi ở trường hợp điện áp bị biến hóa. Thì việc phân phối điện áp một chiều ở đầu ra không đổi sẽ có trong hai trường hợp điện áp nguồn vào đổi khác hoặc dòng tiêu thụ của tải đổi khác. Tuy nhiên sự biến hóa này bắt buộc phải có số lượng giới hạn. Với điện áp một chiều đầu ra có chất lượng cao sẽ giảm thiểu được hiện tượng kỳ lạ gợn xoay chiều trong quy trình quy đổi.

Nguyên tắc hoạt động giải trí

Về mạch lấy mẫu sẽ theo dõi điện áp của đầu ra trải qua một cầu phân áp sẽ tạo ra ( Ulm : áp lấy mẫu )

Mạch tạo áp chuẩn => gim lấy một mức điện áp lúc cố định và thắt chặt ( Uc : áp chuẩn )

Và mạch so sánh sẽ so sánh hai điện áp lấy mẫu Ulm và áp chuẩn Uc. Để tạo thành điện áp điều khiển và tinh chỉnh của dòng điện sử sụng.

Các mạch khuếch đại sửa sai sẽ khuếch đại điện áp điều khiển và tinh chỉnh. Sau đó đưa về để hoàn toàn có thể kiểm soát và điều chỉnh sự hoạt động giải trí của đèn với công xuất theo hướng ngược lại.

Nếu như điện áp ra tăng => chúng trải qua mạch hồi tiếp kiểm soát và điều chỉnh => đèn có công xuất dẫn giảm dẫn đến điện áp ra giảm xuống.

trái lại nếu như điện áp ra giảm => các trải qua mạch hồi tiếp được kiểm soát và điều chỉnh => thì đèn công xuất lại dẫn tăng => và điện áp ra tăng lên => hiệu quả điện áp đầu ra không biến hóa.

Phân tích mạch nguồn có hồi tiếp trong Ti vi

Với thiết bị này thì điện áp nguồn vào vẫn còn gợn xoay chiều còn đầu diện áp đầu ra phẳng phiu.

Ý nghĩa các linh phụ kiện trên sơ đồ

Tụ 2200 µF là tụ lọc nguồn chính, khi lọc điện áp sau chỉnh lưu 18V. Đây cũng chính là điện áp nguồn vào của mạch ổn áp, điện áp này hoàn toàn có thể tăng giảm khoảng chừng 15 %.

Q1 là đèn công xuất nguồn cung ứng dòng điện chính cho tải, điện áp đầu ra của mạch ổn áp được lấy từ chân C đèn Q1 và có trị giá 12V cố định và thắt chặt.

R1 là loại trở phân dòng có công xuất lớn nó ghánh bớt một phần dòng điện đi qua đèn công xuất.

Cầu phân áp R5, VR1 và R6 tạo ra áp lấy mẫu đưa vào chân B đèn Q2.

Diode zener Dz và R4 tạo một điện áp chuẩn cố định và thắt chặt so với điện áp ra.

Q2 là đèn so sánh và khuyếch đại điện áp rơi lệch => đưa về điều khiển và tinh chỉnh sự hoạt động giải trí của đèn công xuất Q1.

R3 liên lạc giữa Q1 và Q2, R2 phân áp cho Q1

Nguyên lý hoạt động giải trí

Điện áp đầu ra sẽ có xu thế đổi khác khi điện áp nguồn vào đổi khác, hoặc dòng tiêu thụ biến hóa.

Giả sử

Khi điện áp vào tăng => điện áp ra tăng => điện áp chân E đèn Q2 tăng nhiều hơn chân B ( do có Dz gim từ chân E đèn Q2 lên Ura ; còn Ulm chỉ lấy một phần Ura ). Do đó UBE giảm => đèn Q2 dẫn giảm => đèn Q1 dẫn giảm => điện áp ra giảm xuống.

Tương tự khi Uvào giảm, trải qua mạch kiểm soát và điều chỉnh => ta lại thu được Ura tăng. Thời gian kiểm soát và điều chỉnh của vòng hồi tiếp rất nhanh khoảng chừng vài µ giây và được các tụ lọc đầu ra vô hiệu, không làm tác động ảnh hưởng đến chất lượng của điện áp một chiều => tác dụng là điện áp đầu ra tương đối phẳng.

Khi kiểm soát và điều chỉnh biến trở VR1, thì điện áp lấy mẫu biến hóa, đồng nghĩ với độ dẫn đèn Q2 biến hóa, độ dẫn đèn Q1 cũng sẽ đổi khác => Dẫn đến tác dụng là điện áp ra sẽ đổi khác, VR1 dùng để kiểm soát và điều chỉnh điện áp ra theo ý muốn.

Mạch nguồn Ti vi nội địa nhật.

• C1 là tụ lọc của nguồn chính sau của cầu Diode chỉnh lưu.
• C2 là tụ lọc của đầu ra của mạch nguồn tuyến tính.

Cầu phân áp R4, VR1, R5 tạo ra điện áp lấy mẫu ULM.

R2 và Dz sẽ tạo ra điện áp chuẩn Uc.

R3 liên lạc giữa Q3 và Q2, R1 là định thiên cho đèn công xuất Q1.

R6 là thiết bị điện trở phân dòng, là điện trở có công xuất lớn.

Q3 là đèn được so sánh và khuếch đại áp khi dò sai.

Khuếch đại dòng điện áp dò sai.

Q1 là đèn công xuất nguồn.

=> Nguồn thao tác trong dải điện áp vào nó hoàn toàn có thể biến hóa 10 %, còn điện áp ra sẽ luôn cố định và thắt chặt.