Thiết bị, nguyên lý hoạt động và sơ đồ của cầu điốt chỉnh lưu

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Dòng điện xoay chiều được biến đổi thành xung liên tục thông qua việc sử dụng các mạch điện tử đặc biệt - cầu điốt. Mạch cầu diode chỉnh lưu được chia thành 2 phiên bản: một pha và ba pha.

Trong hoạt động của bộ chỉnh lưu, phần tử chính là diode. Về mặt cấu trúc, nó là một tấm tinh thể bán dẫn với hai vùng dẫn điện khác nhau. Một tính năng là sự truyền dòng điện một chiều, tùy thuộc vào hướng của dòng chảy.

Thiết kế và hoạt động của một diode chỉnh lưu dựa trên các đặc điểm của điểm tiếp giáp p-n giữa các vùng bán dẫn. Điện trở của nó phụ thuộc vào cực của điện áp bên ngoài. Trong một trường hợp, nó lớn, trong một trường hợp khác, nó không đáng kể.

Cầu diode một pha

Khi đầu vào là điện áp xoay chiều hình sin, trong mỗi nửa chu kỳ, dòng điện đi qua một cặp điốt và cặp kia được đóng lại. Kết quả là, ở đầu ra của mạch cầu điốt chỉnh lưu,điện áp xung, tần số của nó gấp đôi tần số của đầu vào.

Mạch cầu ba pha

Mạch này sử dụng chỉnh lưu nửa cầu diode. Điện áp đầu ra ở đây thu được với ít gợn sóng hơn.

Làm thế nào để làm phẳng gợn sóng khi chỉnh lưu nguồn điện?

Chất lượng của điện áp chỉnh lưu giảm khi độ gợn sóng của nó tăng lên. Để giảm nó, các phần tử được sử dụng để tích lũy năng lượng khi nó đến từ bộ chỉnh lưu và cho nó đi khi nó ngừng cung cấp.

Trong mạch cầu điốt của bộ chỉnh lưu có tụ điện, tụ điện mắc song song với tải. Công suất của nó được chọn tùy thuộc vào dòng tải. Khi một xung được áp dụng, tụ điện được tích điện. Giữa các xung (khi không có xung), điện áp từ nó được cấp cho tải.

Do làm mịn, điện áp đầu ra của bộ lọc trở nên lớn hơn và đạt đến biên độ của giá trị chỉnh lưu.

Không thể thu được điện áp lý tưởng ở đầu ra bộ lọc do sự phóng điện của tụ điện giữa các xung. Thông thường những gợn sóng như vậy có thể chấp nhận được. Chúng có thể được giảm bớt bằng cách tăng điện dung của tụ điện.

Nếu một cuộn cảm được sử dụng để làm trơn, nó được mắc nối tiếp với tải. Mạch lọc kết hợp bao gồm cuộn cảm và tụ điện.

Kiểu dáng của cầu diode

Thiết bị cầu nối đơn giản nhất được thực hiện bằng cách hàn các điốt riêng lẻ. Trong công nghiệp, các cấu trúc nguyên khối được sản xuất, ítkích thước và rẻ hơn. Ngoài ra, các điốt có đặc điểm tương tự được chọn trong chúng, cho phép chúng hoạt động với cùng một hệ thống sưởi. Điều này cải thiện độ tin cậy của mạch cầu diode chỉnh lưu.

Ưu điểm của cầu diode từ các phần tử riêng lẻ là khả năng sửa chữa khi một trong số chúng bị lỗi. Bộ phận lắp ráp phải được thay thế hoàn toàn. Các trục trặc trong đó hiếm khi xảy ra, vì các phần tử được chọn chính xác.

Bộ chỉnh lưu điện

Các thiết bị tiêu thụ dòng điện cao thường được cấp nguồn bởi 220 V. Các thiết bị không được kết nối trực tiếp, vì điện áp cho mạch điện tử nhỏ và dòng điện không đổi. Sau đó sử dụng bộ điều hợp mạng.

Điện áp bị giảm bởi một máy biến áp, điều này cũng tạo ra sự cách ly điện giữa các mạch cung cấp sơ cấp và thứ cấp. Điều này làm giảm nguy cơ điện giật và bảo vệ thiết bị nếu xảy ra đoản mạch trong mạch.

Các bộ điều hợp hiện đại trong hầu hết các trường hợp đều hoạt động theo mạch không biến áp đơn giản hóa mà không cần cách ly điện, nơi tụ điện hấp thụ điện áp dư thừa.

Mạch cầu diode 12 volt: hướng dẫn và lắp ráp

Bộ nguồn bao gồm hai mô-đun, trong đó mô-đun thứ nhất là biến áp hạ bậc và mô-đun thứ hai là cầu diode chuyển đổi loại điện áp này sang loại điện áp khác.

Một máy biến áp phù hợp được chọn. Cuộn sơ cấp được định vị bằng máy thử. Sức đề kháng của cô ấy phải là lớn nhất. Bằng cách đổ chuông bằng đồng hồ vạn năng ở chế độ đo điện trở, điều cần thiếtkết thúc. Sau đó, các cặp khác được tìm thấy và đánh dấu được thực hiện.

220 V được cấp cho cuộn sơ cấp, sau đó chuyển máy đo sang chế độ đo điện áp xoay chiều và đo điện áp trên các cuộn dây còn lại. Bạn nên chọn hoặc cuộn dây ở 10V. Điều quan trọng là điện áp không phải là 12V, vì sau khi lọc điện dung nó tăng 18%.

Máy biến áp được chọn cho công suất cần thiết, sau đó lấy biên độ 25%.

Điốt4 được xoắn thành cầu điốt và các đầu được hàn. Sau đó, mạch được kết nối, một tụ điện 25 V và 2200 microfarad (chất điện phân) được kết nối với đầu ra và kiểm tra hoạt động.

Mạch cầu diode chỉnh lưu 24V không biến áp

Trong thực hành phát thanh nghiệp dư, nguồn điện công suất thấp không có máy biến áp được sử dụng rộng rãi.

Nguồn điện 220V được cấp qua tụ điện chấn lưu C1. Bộ chỉnh lưu bao gồm điốt VD1, VD2 và điốt zener VD3, VD4. Để loại bỏ dòng điện tăng qua cầu, một điện trở hạn chế dòng điện 50-100 ohm được lắp nối tiếp với tụ điện khi nguồn điện được kết nối. Để phóng điện cho tụ điện khi mạch không hoạt động, người ta mắc song song một điện trở 150-300 kΩ với nó.

Một tụ điện làm mịn có công suất 2000 microfarads được lắp đặt ở đầu ra của mạch.

Thiếu khớp nối mạ kẽm gây nguy cơ điện giật.

Đơn

Ứng dụng cầu diodecực kỳ rộng và đa dạng:

• thiết bị chiếu sáng (đèn LED và đèn huỳnh quang);
• đồng hồ đo điện;
• cấp nguồn cho thiết bị điện tử;
• bộ nguồn, bộ điều khiển và bộ sạc công nghiệp.

Cách chọn điốt để làm cầu điốt?

Tiêu chí lựa chọn chính là điện áp và dòng điện mà tại đó diode không bị quá nóng. Khi bật trực tiếp, một điện áp khoảng 0,6 V giảm trên nó, vì nó có điện trở trong. Điện áp ngược mà diode có thể chịu được mà không đi vào chế độ đánh thủng nhiệt và điện có một giới hạn nhất định. Nếu nó được thiết kế cho 220 V, thì biên độ ít nhất là 25%. Nhưng tốt hơn là nên lấy nó đủ lớn để bảo vệ khỏi sự cố đột ngột điện.

Dòng điện cũng được tính theo lề. Một bộ tản nhiệt làm mát được cung cấp nếu cần.

Để có lựa chọn phù hợp, hãy sử dụng bảng tham chiếu của điốt và cầu điốt.

Nhà sản xuất cầu diode

Trong số các yếu tố cho thiết bị chiếu sáng, bộ chỉnh lưu của dòng 1N4007 và MS250 do Diotec sản xuất là nổi bật. Chúng được thiết kế cho điện áp lên đến 1000 V. Trong trường hợp đầu tiên, mạch cầu diode bao gồm 4 điốt được đặt trên một bảng mạch in, và trong trường hợp thứ hai, nó được trình bày dưới dạng một cụm nhỏ gọn. Trong khi dòng 1N4007 hoạt động đáng tin cậy, cụm MS250 tiết kiệm trọng lượng và diện tích. Mặc dù vậy, nhu cầu đối với dòng 1N4007 vẫn mạnh do giá đã giảmđược xác định chủ yếu bởi chi phí của dây dẫn đồng.

Công nghệ sản xuất cầu diode dòng MS vẫn tiếp tục. Bây giờ tất cả 4 tinh thể của cây cầu được lắp đặt cùng nhau, làm tăng khả năng chịu nhiệt của nó do sự đồng nhất của các thông số.

Độ tin cậy của bộ chỉnh lưu giảm khi nhiệt độ môi trường tăng. Vấn đề này được giải quyết bởi dòng B250S2A, được đánh giá ở 2.3A và vượt qua 0.7A ở 125 ° C.

Hầu hết các nhà sản xuất mua điốt và sau đó lắp ráp các bộ chỉnh lưu thành phẩm. Diotec xử lý toàn bộ chu trình sản xuất, từ chế tạo pha lê đến lắp ráp và đóng gói.

Một công ty toàn cầu hàng đầu khác - IRF - có các công nghệ độc đáo để giảm kích thước của các bộ phận, cải thiện khả năng truyền nhiệt và tăng hiệu quả của công nghệ bán dẫn. Nó là thành phần sản xuất duy nhất cho toàn bộ chu trình chuyển đổi năng lượng.

Kết

Mạch cầu diode chỉnh lưu được sử dụng trong tất cả các thiết bị điện tử. Nên sử dụng bộ chỉnh lưu toàn sóng, đặc tính của chúng tốt hơn nhiều so với bộ chỉnh lưu đơn sóng. Bạn có thể tự mình kiểm tra bất kỳ điểm nào trong số chúng bằng cách đổ chuông từng diode.