Mạch chỉnh lưu và ổn áp: Định nghĩa và ứng dụng

Mạch chỉnh lưu và ổn áp là hai phần quan trọng trong các thiết bị điện tử như Radio-Cassette, Âm ly, Ti vi màu hay Đầu VCD. Mục đích của chúng là chuyển đổi nguồn điện xoay chiều AC từ zắc cắm vào nguồn điện một chiều DC phù hợp với mức điện áp yêu cầu của từng thiết bị. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về cấu tạo và ứng dụng của mạch chỉnh lưu và mạch ổn áp.

Mạch chỉnh lưu điện xoay chiều

Trong các thiết bị điện tử, mạch chỉnh lưu điện xoay chiều được sử dụng để chuyển đổi nguồn AC thành nguồn DC. Mạch chỉnh lưu bao gồm các phần tử sau:

  • Biến áp nguồn: Hạ thế từ nguồn AC 220V xuống các mức điện áp thấp hơn như 6V, 9V, 12V, 24V,…
  • Mạch chỉnh lưu: Chuyển đổi nguồn AC thành nguồn DC.
  • Mạch lọc: Lọc gợn xoay chiều sau khi chỉnh lưu để có nguồn DC phẳng hơn.
  • Mạch ổn áp: Duy trì một điện áp cố định cung cấp cho các mạch điện tử.

Mạch chỉnh lưu bán chu kỳ và cả chu kỳ

Mạch chỉnh lưu bán chu kỳ sử dụng một Diode để chỉnh lưu nguồn AC. Trong chu kỳ dương, Diode được phân cực thuận, cho phép dòng điện đi qua tải. Trong chu kỳ âm, Diode bị phân cực ngược, không cho dòng điện qua tải.

Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ thường sử dụng 4 Diode mắc theo hình cầu (hay mạch chỉnh lưu cầu). Cả hai chu kỳ đều có dòng điện chạy qua tải.

Mạch lọc và mạch chỉnh lưu bội áp

Sau khi chỉnh lưu, nguồn điện có dạng nhấp nhô. Để sử dụng điện áp này cho các mạch điện tử, chúng ta cần lắp thêm tụ lọc sau cầu Diode chỉnh lưu. Tụ lọc giúp làm phẳng điện áp đầu ra.

Mạch chỉnh lưu bội áp sử dụng hai tụ có cùng trị số, mắc nối tiếp. Đấu một đầu của điện áp xoay chiều vào điểm giữa hai tụ, ta sẽ thu được điện áp tăng gấp đôi.

Mạch ổn áp cố định

Mạch ổn áp cố định sử dụng Diode Zener hoặc Transistor, IC ổn áp để duy trì một điện áp cố định.

Trong mạch ổn áp cố định sử dụng Diode Zener, điện trở hạn dòng và điện trở phân áp được sử dụng để điều chỉnh và cung cấp một điện áp ổn định cho tải tiêu thụ.

Trong mạch ổn áp cố định sử dụng Transistor hoặc IC ổn áp, chúng được sử dụng để tăng cường dòng điện và duy trì một điện áp cố định lớn hơn so với mạch chỉnh lưu.

Ứng dụng của mạch ổn áp

Mạch ổn áp được sử dụng rộng rãi trong các bộ nguồn, chẳng hạn như bộ nguồn cho đầu VCD, Ti vi màu, máy tính và nhiều thiết bị khác. Các loại IC ổn áp họ LA78.. được sản xuất để thay thế cho mạch ổn áp truyền thống. Mỗi loại IC có điện áp ổn áp cố định khác nhau, ví dụ như LA7805 (ổn áp 5V), LA7808 (ổn áp 8V), LA7809 (ổn áp 9V) và LA7812 (ổn áp 12V).

Họ IC78.. thường chỉ cho phép dòng tiêu thụ nhỏ hơn hoặc bằng 1A. Khi sử dụng IC trong mạch, điện áp đầu vào phải lớn hơn điện áp đầu ra từ 3 đến 5V để IC hoạt động đúng.

Mạch ổn áp tuyến tính (có hồi tiếp)

Mạch ổn áp tuyến tính có hồi tiếp là một mạch đặc biệt giúp duy trì điện áp định mức ổn định ở đầu ra, ngay cả khi điện áp đầu vào hoặc dòng tiêu thụ thay đổi. Mạch ổn áp tuyến tính bao gồm các phần tử sau:

  • Tụ lọc nguồn sau cầu Diode chỉnh lưu.
  • Tụ lọc đầu ra của mạch nguồn tuyến tính.
  • Cầu phân áp tạo ra điện áp lấy mẫu.
  • Các linh kiện như Transistor, Diode Zener, và đèn công xuất để so sánh và điều chỉnh điện áp đầu ra.

Mạch ổn áp có hồi tiếp tạo ra một điện áp đầu ra không đổi trong phạm vi thay đổi của điện áp đầu vào hoặc dòng tiêu thụ. Nó cung cấp một điện áp đầu ra chất lượng cao và giảm thiểu hiện tượng gợn xoay chiều.

Phân tích hoạt động của mạch nguồn có hồi tiếp

Mạch lấy mẫu theo dõi điện áp đầu ra thông qua cầu phân áp. Mạch tạo áp chuẩn giữ một mức điện áp cố định (Uc). Mạch so sánh so sánh hai điện áp lấy mẫu và áp chuẩn để tạo ra điện áp điều khiển. Sau đó, mạch khuếch đại sửa sai và điều chỉnh hoạt động của đèn công xuất theo hướng ngược lại. Kết quả là điện áp đầu ra giữ nguyên không thay đổi.

Mạch nguồn Ti vi nội địa Nhật

Mạch nguồn trong Ti vi màu nội địa Nhật sử dụng tụ lọc nguồn và tụ lọc đầu ra để làm phẳng điện áp. Cầu phân áp tạo ra điện áp lấy mẫu, trong khi Diode Zener và các linh kiện khác tạo ra áp chuẩn. Mạch khuếch đại và so sánh sự sai lệch giữa hai điện áp để duy trì điện áp đầu ra cố định.

Trên đây là giới thiệu về mạch chỉnh lưu và ổn áp, cũng như các ứng dụng của chúng. Hi vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu thêm về cấu tạo và công dụng của hai loại mạch này trong thiết bị điện tử.