Mạch chỉnh lưu là gì? Chức năng chính của mạch và ứng dụng thực tế

Điện tử ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống, sản xuất mang đến sự tiện nghi cho con người. Bạn đã nghe đến thuật ngữ mạch chỉnh lưu, trong các mạch kỹ thuật. Tuy nhiên, không thực sự hiểu, mạch chỉnh lưu là gì?

Thông qua bài viết dưới đây, Batiea sẽ giúp bạn đọc tìm hiểu về loại mạch đặc biệt này. Chức năng, nguyên lý hoạt động cũng như ứng dụng của mạch chỉnh lưu trong đời sống như thế nào?

Mạch chỉnh lưu là gì?

Mạch chỉnh lưu là mạch điện chứa các linh kiện điện tử cơ bản, có nhiệm vụ chuyển dòng điện xoay chiều thành dòng 1 chiều. Các linh kiện điện tử ở đây chủ yếu là diot bán dẫn, với chức năng điều khiển dòng điện và đèn chỉnh lưu thủy ngân.

Bộ chỉnh lưu thực hiện quá trình làm thẳng hướng dòng điện, định kỳ đảo ngược hướng dòng AC thành DC. Mạch này thường xuất hiện trong các bộ nguồn 1 chiều, hoặc mạch tách sóng vô tuyến, trong thiết bị vô tuyến.

Các chức năng chính của mạch chỉnh lưu là gì?

Mạch chỉnh lưu được biết đến với nhiệm vụ đầu tiên là chuyển đổi dòng xoay chiều thành dòng 1 chiều. Tuy nhiên, loại mạch này còn có nhiều chức năng quan trọng khác như:

• Mạch chỉnh lưu chuyển điện áp xoay chiều có giá trị lớn, thành dòng 1 chiều với điện áp 30v, trong máy hàn. Cường độ dòng điện ở ngõ ra lớn, cho phép máy hàn tạo ra hồ quang điện lớn, khi tiếp xúc giữa cực âm và cực dương nguồn, thông qua khe hàn.
• Sử dụng chỉnh lưu trong các bộ nguồn, chuyển dòng AC thành dòng DC để các thiết bị hoạt động. Nổi bật với bộ chỉnh lưu cầu, có khả năng điều chỉnh điện áp xoay chiều cao, thành dòng 1 chiều có điện áp thấp.
• Chỉnh lưu bảo vệ linh kiện khi có điện áp trả về ngược trở lại. Trong trường hợp dòng đóng ngắt có tính cảm, và khi tải bị ngắt điện sẽ xuất hiện dòng điện trả về. Lúc này, chỉnh lưu được sử dụng với 1 diot để xả hết dòng trên tải.

▷ Xem thêm: Dòng điện 1 chiều - công thức tính và ứng dụng thực tế.

Nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu như thế nào?

Như đã biết, bộ chỉnh lưu biến đổi dòng điện AC thành DC. Vậy, nguyên lý vận hành mạch điện chỉnh lưu hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của mạch sẽ dựa trên 3 nguyên tắc cơ bản:

• Giữ nguyên dòng điện phần ứng.
• Đảo chiều dòng điện kích động cơ.
• Đảo chiều dòng điện của động cơ.

Quá trình chỉnh lưu sẽ thực hiện với 3 cách kích từ như sau:

• Đảo chiều dòng kích từ.
• Dùng bộ chuyển đổi chỉnh lưu và công tơ để chuyển mạch.
• Sử dụng 2 bộ chuyển đổi để kích từ riêng.

Trong mạch chỉnh lưu, ở bất cứ thời điểm nào cũng có một nhóm diot trên liên kết với nhóm diot phía dưới. Lúc này, điện áp tải ra chính là điện áp của dây xoay chiều Uab. Trong 1 chu kỳ của điện áp xoay chiều, điện áp dầu ra sẽ hình thành 6 đoạn điện áp của nguồn xoay chiều.

Phân loại mạch chỉnh lưu đang được áp dụng phổ biến

Cách đấu nối các linh kiện diot bán dẫn và thiết kế mạch khác nhau sẽ tạo ra nhiều loại mạch có chức năng riêng. Có nhiều tiêu chí để phân loại mạch chỉnh lưu, như sau:

Phân loại mạch theo linh kiện bán dẫn:

• Mạch điện chỉnh lưu không điều khiển sử dụng diot.
• Mạch điện chỉnh lưu điều khiển sử dụng SCR và Thyristor.
• Mạch điện chỉnh lưu bán điều khiển sử dụng diot hoặc SCR.

Dựa trên sơ đồ mắc linh kiện điện tử thì bộ chỉnh lưu có 2 loại:

• Mạch điện chỉnh lưu hình tia: Với sơ đồ mạch điện này, số linh kiện sẽ bằng số pha của nguồn cấp. Tất cả các linh kiện diot bán dẫn sẽ được đấu nối chung ở một cực nào đó hoặc cực âm hoặc cực dương.
• Mạch điện chỉnh lưu hình cầu: Số linh kiện sẽ nhiều gấp đôi số pha của nguồn cấp cho mạch. Theo đó, một nửa linh kiện được mắc chung với cực âm, nửa còn lại được mắc chung với cực dương.

Ngoài ra, bộ chỉnh lưu còn được phân loại theo số pha của nguồn cấp: 1 pha, 2 pha hay 3 pha.

Phân loại theo nguyên tắc hoạt động của mạch:

• Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ: Tại đó, chỉ 1 trong nửa chu kỳ âm hoặc dương có thể đi qua diot, nửa còn lại sẽ bị khóa. Do mạch điện chỉnh lưu chỉ nửa chu kỳ nên hiệu suất truyền công thấp.
• Mạch chỉnh lưu toàn chu kỳ: Toàn bộ sóng biến đổi cả 2 phần của sóng vào thành điện 1 chiều. Do vậy, hiệu suất truyền công cao hơn so với mạch nửa chu kỳ.

▷ Xem thêm: Top 10 linh kiện điện tử phổ biến nhất trong tự động hóa.

Ứng dụng của mạch chỉnh lưu trong thực tế

Mạch điện chỉnh lưu được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống. Cụ thể, ứng dụng thực tế của bộ chỉnh lưu sẽ như sau:

• Bộ chỉnh lưu trong thiết bị phát vô tuyến để điều chỉnh biên độ sóng.
• Bộ chỉnh lưu trong bộ nguồn chuyển đổi dòng xoay chiều thành 1 chiều cho các thiết bị điện sử dụng.
• Bộ chỉnh lưu được sử dụng để cấp điện có tính cực cho máy hàn điện.

▷ Xem thêm: Máy biến áp là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng thực tế.

Chỉnh lưu đóng vai trò quan trọng, đáp ứng nguồn điện, kiểm soát biên độ sóng hoặc dòng điện theo yêu cầu. Hy vọng những thông tin trên đây của Batiea sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ về mạch chỉnh lưu cách hoạt động, các loại lạch cũng như ứng dụng trong thực tế của chúng.