Mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp nhé!
Mạch chỉnh lưu thường được sử dụng trong các bộ nguồn một chiều hoặc mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến trong các thiết bị vô tuyến. Còn mạch nhân điện áp được biết đến là một trong những mạch được sử đổi từ các mạch lọc với các tụ điện, có thể cung cấp nguồn điện áp 1 lần hoặc 2 lần điện áp cực đại về mặt biên độ của điện áp ở đầu vào. Bài viết này sẽ giới thiệu một số thông tin về mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp.
Mạch chỉnh lưu là gì?
Khái niệm
Trước hết hãy cùng tìm hiểu xem mạch chỉnh lưu là gì?
Mạch chỉnh lưu là một mạch điện điện tử có chứa các linh kiện điện tử có tác dụng biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều. Trong mạch chỉnh lưu, thường có các diot bán dẫn để điều khiển dòng điện và các đèn chỉnh lưu thủy ngân, các linh kiện điện tử khác.
Các loại mạch chỉnh lưu
Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ hay mạch chỉnh lưu nửa sóng: là loại mạch chỉnh lưu mà khi dùng một diode đơn lẻ để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều bằng việc khóa không cho phần dương/âm của dạng sóng đi qua mạch điện. Mạch chỉnh lưu nửa sóng có thể dễ dàng đi ngang qua diode, trong khi nửa kia sẽ bị khóa, tùy thuộc vào chiều lắp đặt của diode. Mạch chỉnh lưu loại này thường có hiệu suất rất thấp.
Mạch chỉnh lưu toàn sóng: có thể biến đổi cả hai thành phần cực tính của dạng sóng đầu vào thành một chiều do nó có hiệu suất cao hơn.
Mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp
Mạch nhân điện áp là một đoạn mạch được sửa đổi từ mạch lọc tụ điện, cung cấp điện áp lớn hơn 1 lần hoặc 2 lần so với giá trị cực đại của điện áp xoay chiều đầu vào. Các nguồn cung cấp năng lượng được sử dụng cho các thiết bị có điện áp cao và dòng điện thấp (ống hình ảnh trong máy thu TV, màn hình máy tính)
Mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp: là một mạch lọc dùng tụ điện được chỉnh lưu hay còn gọi là mạch chỉnh lưu tạo ra điện áp đầu ra DC bằng hai hoặc nhiều hơn hai lần đầu vào AC. Chúng ta có thể xem xét mạch nhân đôi điện áp toàn sóng và mạch nhân đôi điện áp nửa sóng.
Mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp nửa sóng
Nguyên lý hoạt động của mạch điện này như sau
Ở nửa chu kỳ dương của tín hiệu vào xoay chiều AC, điện áp đi vào diode D1 sẽ làm nó phân cực thuận, như thế D2 sẽ không dẫn bởi nó đang ở trạng thái phân cực ngược, điện áp sạc cho tụ C1 lên giá trị lớn nhất với điện áp thứ cấp là Vsmax
Ở nửa chu kỳ âm thì diode D2 sẽ làm việc ở trạng thái phân cực thuận và sạc tụ C2. Đầu dưới của điện áp thứ cấp sẽ là dương khi phần đầu trên là âm. Tụ C2 sẽ được phân cực. Khi đó, điện áp của cuộn thứ cấp của máy biến áp đã bắt đầu di chuyển theo chiều kim đồng hồ và công thức theo định luật Kirchhoff cho vòng bên ngoài theo công thức như sau
Vsmax- VC1-VC2=0 hay VC2= Vsmax+ VC1= 2Vsmax ( do Vsmax= VC1)
Nửa chu kỳ dương tiếp theo, diode D2 ở trạng thái phân cực ngược và lúc này diode giống như công tắc hở để cho tụ C2 phóng điện qua tải. Lúc này C1 và C2 sẽ ở trạng thái tích điện từ C1 đến Vsmax và C2 đến 2 Vsmax nếu trong trường hợp tụ C2 không có tải. Nếu tụ C2 có tải điện sẽ phóng ra vì vậy nên điện áp lúc này trên tụ sẽ giảm dần và tụ C2 sẽ thực hiện sạc lại vào phần nửa chu kỳ tiếp.
Ưu – Nhược điểm của mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp nửa sóng
Ưu điểm: Mạch đơn giản, chỉ dùng một diode
Nhược điểm: Mạch chỉ làm việc trong nửa chu kỳ, hiệu suất sử dụng biến áp nguồn thấp. Sóng ra có độ gợn lớn 50Hz, khó san phẳng nên ít được sử dụng trong thực tế.
Mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp toàn sóng
Dưới đây là nguyên lý hoạt động của bộ nhân điện áp toàn sóng:
- Đối với nửa chu kỳ dương của điện áp xoay chiều đầu vào AC, diode D1 hoạt động ở trạng thái phân cực thuận và tụ C1 sẽ được tiến hành sạc điện đến giá trị lớn nhất là Vsmax. Diode 2 sẽ ở chế độ phân cực ngược và không có dòng điện nào chạy qua D2.
- Ở nửa chu kỳ âm, diode D2 sẽ ở chế độ phân cực thuận, khi đó C1 sẽ sạc điện và trong khi đó D1 sẽ ở chế độ phân cực ngược.
- Nếu đầu ra ở chế độ không tải thì tổng điện áp trên tụ C1 và C2 bằng 2 Vsmax. Nếu có tải thì điện áp đầu ra sẽ nhỏ hơn 2 Vsmax.
Các ứng dụng của mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp
Mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực trong cuộc sống như: hệ thống X-ray, laser, máy bơm ion, ống nhân quang, máy photocopy, các ống tia âm cực, máy thu hình, màn hình máy tính….
Trên đây là một số thông tin về mạch chỉnh lưu cũng như mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp. Hy vọng những thông tin này có thể giúp bạn hiểu hơn về mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp. Chúc các bạn sớm tìm được loại mạch cho các ứng dụng của mình.
