Bộ chỉnh lưu có hệ số nhân điện áp
Bộ chỉnh lưu là một thiết bị để chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều, cũng như để ổn định và điều chỉnh điện áp được chỉnh lưu.
Trong sơ đồ của hình. 1 và máy biến áp không có cuộn tăng áp kép với điểm giữa, nhưng đồng thời toàn sóng chỉnh lưu bộ chỉnh lưu tăng gấp đôi điện áp.
Trong nửa chu kỳ đầu tiên, thông qua diode D1, điện áp trực tiếp trên đó, tụ điện C1 được tích điện xấp xỉ bằng điện áp biên độ của cuộn thứ cấp. Trong nửa chu kỳ thứ hai, điện áp thuận sẽ chạy qua diode D2 và tụ điện C2 được tích điện trên nó theo cách tương tự.
Các tụ điện C1 và C2 được mắc nối tiếp và tổng điện áp trên chúng xấp xỉ bằng hai lần điện áp biên độ của máy biến áp. Điện áp ngược cực đại giống nhau sẽ ở trên mỗi diode. Đồng thời với việc sạc các tụ điện C1 và C2, chúng được phóng điện qua tải R, do đó điện áp trong các tụ điện giảm.
Điện trở tải R càng thấp, tức là dòng tải càng lớn và dung lượng của tụ C1 và C2 càng thấp, chúng phóng điện càng nhanh và điện áp trên chúng càng thấp. Do đó, thực tế không thể tăng gấp đôi điện áp. Với dung lượng tụ điện ít nhất là 10 μF và dòng tải không quá 100 mA, có thể thu được điện áp cao hơn 1,7 hoặc thậm chí 1,9 lần so với điện áp do máy biến áp cung cấp.
Cơm. 1. Mạch chỉnh lưu điện áp tăng gấp đôi (a) và tăng gấp bốn lần (b)
Ưu điểm của mạch là các tụ điện làm phẳng các gợn sóng trong dòng điện chỉnh lưu.
Các mạch chỉnh lưu có hệ số nhân điện áp có thể được áp dụng nhiều lần. Trong bộ lễ phục. Hình 1b cho thấy một mạch điện tăng gấp ba lần điện áp và có bốn điốt và bốn tụ điện. Trong nửa chu kỳ lẻ, tụ điện C1 được nạp điện qua điốt D1 gần như đạt giá trị cực đại của điện áp của máy biến áp Et. Bản thân tụ điện C1 tích điện là một nguồn.
Do đó, ngay cả trong nửa chu kỳ mà cực tính của điện áp máy biến áp sẽ bị đảo ngược, tụ điện C2 được sạc qua điốt D2 với điện áp xấp xỉ gấp đôi 2Em. Điện áp này là giá trị lớn nhất của tổng điện áp của máy biến áp mắc nối tiếp và tụ điện C1.
Tương tự, tụ điện C3 cũng được tích điện theo nửa chu kỳ lẻ qua điốt D3 đến điện áp 2Em, là tổng điện áp của C1, máy biến áp và C2 mắc nối tiếp (cần lưu ý rằng điện áp của C1 và C2 tác dụng lên nhau).
Suy luận tương tự xa hơn, chúng ta thấy rằng tụ điện C4 sẽ sạc thậm chí nửa chu kỳ thông qua diode D4.Một lần nữa với điện áp 2Em là tổng các điện áp của C1, C3, máy biến áp và C2. Tất nhiên, các tụ điện được tích điện dần dần đến điện áp quy định trong vài nửa chu kỳ sau khi bật bộ chỉnh lưu. Kết quả là, từ các tụ điện C1 và C4, bạn có thể nhận được điện áp tăng gấp bốn lần 4Et.
Đồng thời với các tụ điện C1 và C3, bạn có thể nhận được ZET ba điện áp. Nếu chúng ta thêm vào mạch nhiều tụ điện và điốt được kết nối theo cùng một nguyên tắc, thì từ một số tụ điện C1, C3, C5, v.v., sẽ thu được điện áp tăng theo số lẻ lần (3, 5, 7 , v.v. n.), và từ một số tụ điện C2, C4, C6, v.v. có thể thu được điện áp tăng theo số lần chẵn (2, 4, 6, v.v.).
Khi tải được bật, các tụ điện sẽ phóng điện và điện áp trên chúng sẽ giảm. Điện trở tải càng thấp, tụ điện phóng điện càng nhanh và điện áp trên chúng sẽ giảm. Do đó, với điện trở tải không đủ lớn, việc sử dụng các sơ đồ như vậy trở nên không hợp lý.
Trong thực tế, các sơ đồ như vậy chỉ cung cấp phép nhân điện áp hiệu dụng ở dòng tải thấp. Tất nhiên, bạn có thể nhận được dòng điện cao hơn nếu bạn tăng điện dung của tụ điện. Ưu điểm của sơ đồ trên là khả năng thu được điện áp cao mà không cần máy biến áp cao áp. Ngoài ra, các tụ điện phải có điện áp hoạt động chỉ 2Em, bất kể điện áp được nhân lên bao nhiêu lần và mỗi đi-ốt hoạt động ở điện áp ngược tối đa chỉ 2Em.
Bộ phận chỉnh lưu
điốt được chọn theo các tham số chính của chúng: dòng điện chỉnh lưu tối đa I0max và giới hạn điện áp ngược Urev. Khi có tụ điện ở đầu vào của bộ lọc, giá trị hiệu dụng của điện áp cuộn thứ cấp của máy biến áp U2 trong tất cả các mạch chỉnh lưu, ngoại trừ mạch cầu, không được vượt quá - 35% giá trị của Urev. Trong mạch toàn sóng không điểm, điện áp U2 chỉ một nửa cuộn dây. Trong mạch cầu, y không được vượt quá 70% giá trị Urev.
Để hiệu chỉnh điện áp cao hơn, số lượng điốt thích hợp được mắc nối tiếp.
Khi điốt germanium và silicon được mắc nối tiếp, chúng nhất thiết phải được thao tác với các điện trở có cùng điện trở theo thứ tự hàng chục hoặc hàng trăm kilo-ohms (Hình 2). Nếu điều này không được thực hiện, thì do có sự chênh lệch đáng kể về điện trở ngược của điốt, điện áp ngược phân bố không đều giữa chúng và có thể đánh thủng điốt. Và với sự có mặt của điện trở shunt, điện áp ngược thực tế được chia đều giữa các điốt.
Việc kết nối song song các điốt để thu được dòng điện lớn là điều không mong muốn, bởi vì do sự phân tán các tham số và đặc tính của từng điốt, chúng sẽ được tải dòng điện không đều. Để cân bằng dòng điện trong trường hợp này, các điện trở cân bằng được mắc nối tiếp với các điốt riêng lẻ, điện trở của chúng được chọn theo kinh nghiệm.
Đối với máy biến áp chỉnh lưu, cuộn sơ cấp thường có nhiều đoạn chuyển sang điện áp lưới 110, 127 và 220 V.
Cơm. 2. Cách mắc nối tiếp điốt bán dẫn
Cơm. 3.Cách điều chỉnh điện áp
Cuộn dây thứ cấp được thiết kế cho điện áp cần thiết. Với mạch toàn sóng, nó có đầu ra trung điểm. Để giảm nhiễu từ mạng trong máy biến áp chỉnh lưu cấp nguồn cho máy thu, một cuộn dây che chắn được đặt giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp, một đầu của cuộn dây này được nối với cực âm chung.
Cuộn cảm cho bộ lọc, theo quy luật, có trong lõi khoảng cách từ tính để loại bỏ bão hòa từ, dẫn đến giảm độ tự cảm. Điện trở của cuộn cảm đối với dòng điện một chiều thường bằng vài chục hoặc hàng trăm ôm. Một phần của điện áp được chỉnh lưu rơi vào nó và trên cuộn dây tăng áp của máy biến áp.
Công tắc và cầu chì được lắp đặt trong mạch cuộn dây nguồn để tự động tắt bộ chỉnh lưu trong trường hợp khẩn cấp. Ví dụ, nếu tụ lọc bị hỏng, thì sẽ xảy ra đoản mạch trong mạch chỉnh lưu. Dòng điện sơ cấp sẽ trở nên cao hơn đáng kể so với bình thường và cầu chì sẽ nổ. Không có nó, máy biến áp có thể bị cháy. Ngoài ra, hiện tượng đoản mạch như vậy rất nguy hiểm đối với diode, có thể bị phá hủy do quá nóng với dòng điện quá lớn.
Đôi khi, cuộn dây sơ cấp của máy biến áp được tạo ra với các đầu ra cho các điện áp khác nhau, chẳng hạn như 190, 200, 210, 220 và 230 V, do đó, với sự trợ giúp của công tắc, có thể duy trì điện áp chỉnh lưu gần như không đổi bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu. chuyển đổi trong quá trình dao động của điện áp nguồn (Hình 3, a).Một cách khác để điều chỉnh là bao gồm một biến áp tự ngẫu điều chỉnh có đầu ra cho các điện áp khác nhau và một công tắc.
Bật điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu cho phép, khi điện áp lưới giảm, cung cấp điện áp bình thường cho cuộn sơ cấp của máy biến áp (Hình 3, b). Ngoài ra còn có các biến áp tự ngẫu điều chỉnh đặc biệt cho điện áp lưới 127 và 220 V, cho phép điều chỉnh điện áp từ 0 đến 250 V.
Khi làm việc với bộ chỉnh lưu, đặc biệt nếu nó có điện áp cao, cần phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa, vì làm tổn thương một người với điện áp vài trăm vôn sẽ nguy hiểm đến tính mạng.
Quả sung. 4. Bật bộ chia cho ba điện áp khác nhau
Tất cả các bộ phận điện áp cao của bộ chỉnh lưu phải được bảo vệ khỏi tiếp xúc ngẫu nhiên. Không bao giờ chạm vào bất kỳ bộ phận nào của bộ chỉnh lưu đang hoạt động. Tất cả các kết nối hoặc thay đổi đối với mạch chỉnh lưu được thực hiện khi tắt bộ chỉnh lưu và xả các tụ lọc. Sẽ rất hữu ích khi bao gồm một đèn neon trên điện áp được chỉnh lưu làm chỉ báo (con trỏ) của điện áp cao. Ánh sáng của nó cho thấy sự hiện diện của điện áp cao.
Đèn neon được bật bằng một điện trở giới hạn có điện trở vài chục kilo-ohms. Sự hiện diện của tải không đổi ở dạng đèn như vậy bảo vệ các tụ lọc khỏi sự cố quá điện áp. Điều thứ hai có thể xảy ra nếu bộ chỉnh lưu đang chạy ở tốc độ không tải. Khi không tải, không có sụt áp bên trong bộ chỉnh lưu và do đó điện áp trên các tụ lọc sẽ là cực đại.
Đọc thêm: cộng hưởng điện áp