Cầu diode hay còn gọi là bộ chỉnh lưu toàn sóng là một linh kiện hết sức quan trọng.Nhiều diode có thể kết hợp với nhau để tạo thành bộ chỉnh lưu toàn sóng để chuyển đổi điện áp xoay chiều AC thành điện áp một chiều DC.
Sơ đồ nguyên lý của cầu diode được trình bày như hình 2.
Bốn điốt có nhãn từ D 1 đến D 4 được sắp xếp thành “cặp nối tiếp” với chỉ hai điốt dẫn dòng điện trong mỗi nửa chu kỳ.
MỤC LỤC
Nửa chu kỳ dương
Trong nửa chu kỳ dương của nguồn cung cấp, điốt D1 và D2 dẫn nối tiếp trong khi điốt D3 và D4 được phân cực ngược và dòng điện chạy qua tải như hình dưới đây.
Nửa chu kỳ âm
Trong nửa chu kỳ âm của nguồn cung cấp, điốt D3 và D4 dẫn nối tiếp, nhưng điốt D1 và D2 chuyển sang “TẮT” vì chúng được phân cực ngược. Dòng điện chạy qua tải có chiều như cũ.
Vì dòng điện chạy qua tải là một chiều, do đó điện áp rơi trên tải cũng là một chiều. Do đó điện áp một chiều trung bình trên tải tối đa là 0,637V .
Tuy nhiên trong thực tế, trong mỗi nửa chu kỳ, dòng điện chạy qua hai điốt thay vì chỉ một điốt nên biên độ của điện áp đầu ra là hai lần sụt áp rơi trên diode (2 * 0,7 = 1,4V) nhỏ hơn biên độ V MAX đầu vào . Tần số gợn sóng hiện gấp đôi tần số nguồn cung cấp (ví dụ: 100Hz đối với nguồn cung cấp 50Hz hoặc 120Hz đối với nguồn cung cấp 60Hz.)
Tụ điện lọc nhiễu (san phẳng nhiễu)
Chúng ta đã thấy trong phần trước rằng bộ chỉnh lưu nửa sóng một pha tạo ra một sóng đầu ra sau mỗi nửa chu kỳ và việc sử dụng loại mạch này để tạo ra nguồn DC ổn định là không thực tế. Tuy nhiên, bộ chỉnh lưu cầu toàn sóng cho chúng ta giá trị DC trung bình lớn hơn (0,637 Vmax) với ít gợn chồng chất hơn trong khi dạng sóng đầu ra gấp đôi tần số của tần số nguồn cung cấp đầu vào.
Chúng ta có thể cải thiện đầu ra DC trung bình của bộ chỉnh lưu trong khi đồng thời giảm sự biến thiên AC của đầu ra chỉnh lưu bằng cách sử dụng các tụ điện lọc nhiễu để lọc dạng sóng đầu ra. Tụ điện mắc song song tải đầu ra sẽ có tác dụng làm phẳng dạng sóng đầu ra DC, giúp cho tín hiệu ít bị nhiễu và chính xác hơn.
Bộ chỉnh lưu toàn sóng với Tụ lọc nhiễu
Tụ điện lọc nhiễu chuyển đổi đầu ra sóng sin của bộ chỉnh lưu thành điện áp đầu ra 1 chiều DC trơn tru hơn. Nếu bây giờ chúng ta chạy mô phỏng với các giá trị khác nhau của tụ điện lọc nhiễu được cài đặt, chúng ta có thể thấy ảnh hưởng của nó đối với dạng sóng đầu ra được chỉnh lưu như trên hình vẽ.
Tụ lọc nhiễu 5uF
Biểu đồ màu xanh lam trên dạng sóng cho thấy kết quả của việc sử dụng tụ điện lọc nhiễu 5,0uF trên đầu ra của bộ chỉnh lưu. Trước đây điện áp tải theo dạng sóng đầu ra được chỉnh lưu xuống 0 volt. Ở đây tụ điện 5uF được sạc đến điện áp đỉnh của xung DC đầu ra, nhưng khi nó giảm từ điện áp đỉnh của nó xuống 0 volt, tụ điện không thể phóng điện nhanh chóng do hằng số thời gian RC của mạch.
Điều này dẫn đến việc tụ điện phóng điện xuống khoảng 3,6 volt, trong ví dụ này, duy trì điện áp trên tải cho đến khi tụ điện sạc lại một lần nữa trên độ dốc dương tiếp theo của xung DC. Nói cách khác, tụ điện chỉ có thời gian phóng điện trong thời gian ngắn trước khi xung DC tiếp theo sạc trở lại giá trị đỉnh.
Do đó, điện áp một chiều đặt vào tải chỉ giảm một lượng nhỏ. Nhưng chúng ta vẫn có thể cải thiện điều này bằng cách tăng giá trị của tụ lọc nhiễu như hình sau.
Tụ lọc nhiễu 50uF
Ở đây chúng tôi đã tăng giá trị của tụ điện làm mịn lên mười lần từ 5uF lên 50uF, điều này đã làm giảm độ gợn sóng, tăng điện áp phóng điện tối thiểu từ 3,6 volt trước đó lên 7,9 volt. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng Mạch mô phỏng Partsim , chúng tôi đã chọn tải 1kΩ để có được các giá trị này, nhưng khi trở kháng tải giảm, dòng tải tăng lên làm cho tụ điện phóng điện nhanh hơn giữa các xung sạc.
Ảnh hưởng của việc cung cấp một tải nặng bằng một tụ điện làm phẳng hoặc tụ tích điện có thể được giảm bớt bằng cách sử dụng một tụ điện lớn hơn, tích trữ nhiều năng lượng hơn và phóng điện ít hơn giữa các xung sạc. Nói chung đối với các mạch cung cấp điện một chiều, tụ điện lọc nhiễu là loại điện phân nhôm có giá trị điện dung từ 100uF trở lên với các xung điện áp một chiều lặp lại từ bộ chỉnh lưu nạp vào tụ điện đến điện áp đỉnh.
Tuy nhiên, có hai thông số quan trọng cần xem xét khi chọn một tụ điện làm mịn phù hợp. Đó là “điện áp làm việc” của nó , phải cao hơn giá trị đầu ra không tải của bộ chỉnh lưu và “Giá trị điện dung”của nó. Giá trị điện dung xác định lượng gợn sóng sẽ xuất hiện chồng lên trên điện áp một chiều.
Vừa rồi chúng ta đã tìm hiểu qua nguyên lý hoạt động cũng như cách mắc cầu diode trong mạch điện. Tiếp theo, hãy đi tìm hiểu cầu diode có nứng ứng dụng nào trong thực tế các bạn nhé.
Ứng dụng cầu diode trong thực tế
- Nguồn xung: Nguồn tivi, máy giặt, tủ lạnh, laptop,…
- Các bộ chỉnh lưu điện, bộ nắn điện
- Sạc điện thoại, sạc xe đạp điện,…
- Các thiết bị âm thanh, đầu thu kỹ thuật số
Tóm lại cầu đi-ốt (Diode bridge) có rất nhiều ứng dụng trong thực tế. Phải thực sự là con người đam mê điện tử các bạn mới có thể đi tìm hiểu dc hết đấy nhé.
Lời kết
Vậy là chúng ta đã cùng nhau đi tìm hiểu “Top 5 dụng cụ hút thiếc cho người thợ và kỹ sư điện tử”. Hy vọng bài viết này hữu ích cho tất cả các bác thợ, kỹ sư điện tử nhé.
CHÚC CÁC BẠN THÀNH CÔNG
Có thể bạn quan tâm
- Kênh YouTobe hay về điện tử, mạch điện
- Tài liệu học điện tử miễn phí
- Fanpage cùng nhau học điện tử
- Chia sẻ kiến thức điện tử cơ bản
- TOP 5 Bộ KIT học tập Arduino cho người học lập trình
NƠI MUA LINH KIỆN GIÁ TỐT
- Linh kiện điện tử giá siêu rẻ : Shop Ristina.vn
- Linh kiện điện tử, nhà thông minh : Shop Làm Chủ Công Nghệ
- Chuyên mạch nguồn, sạc dự phòng chỉ từ 1K: Shop Điện Tử AT
- Chuyên pin sạc 18650, Pin sạc AA: Shop Linhkiengiatot
- Chuyên các thiết bị điện công nghiệp: Shop Linhkien123
