Báo cáo môn vật lí bán dẫn Đề tài tìm hiểu mạch chỉnh lưu ac dc

GIỈ THIỆU CHUNG VẺ MẠCH CHỈNH LƯU Mạch chỉnh lưu là một mạch điện điện tử chứa các linh kiện điện tử có tác dụng biến đái dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.. Mạch chỉnh lưu

SO

BÁO CÁO

BAI TAP LIN MON VAT Li BAN DAN

ĐÈ TÀI: Tìm hiểu mạch chỉnh lưu AC/DC

GVHD: Trịnh Vũ Đăng Nguyên

Nhóm: 2

Lip: L08 Z

My,

ii

suspen Gypsy

DANH SÁCH THÀNH VIÊN

3 Tran Nguyén Phuong Linh 2110326

4 Nguyễn Song Minh Tâm 2112240

NOI DUNG DE TAI

Tìm hiểu cấu tao, nguyên lý hoạt động, ứng dụng mạch chỉnh lưu AC/DC Phân tích ví dụ I sơ đồ mạch chuyển đái từ điện áp 220V AC về 12V DC Cho

biết sơ đồ khối Vai trò của từng linh kiện, IC dùng trong mạch Mô phỏng dùng

proteus

MỤC LỤC

L GIỈI THIỆU CHUNG VỀ MẠCH CHÍNH LƯU 5

I CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HAI LOẠI MẠCH CHỈNH LƯU - 5

2.1 MẠCH CHỈNH LƯU BÁN CHU KÌ (CHỈNH LƯU NỬA SÓNG) 5 2.2 MẠCH CHỈNH LƯU CÀ CHU KÌ (CHỈNH LƯU TOÀN SÓNG) 5

Ill UNG DUNG 6

IV MACH CHUYEN DOI DIEN AP 220VAC SANG 12VDC 8

I GIỈ THIỆU CHUNG VẺ MẠCH CHỈNH LƯU

Mạch chỉnh lưu là một mạch điện điện tử chứa các linh kiện điện tử có tác dụng biến đái dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều Mạch chỉnh lưu được dùng trong các bộ nguồn một chiều hoặc mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến trong các thiết bị vô

tuyến Trong mạch chỉnh lưu thường chứa các diode bán dẫn đề điều khiên dòng điện và

các đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc các linh kiện khác

II CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HAI LOẠI MẠCH CHỈNH

LƯU

2.1 Mạch chỉnh lưu bán chu kì (chỉnh lưu nửa sóng)

Một mạch chỉnh lưu bán chu kì (nửa sóng) chỉ một trong nửa chu kỳ dương hoặc 4m co thé dé dàng đi ngang qua diode, trong khi nửa kia sé bị khóa, tùy thuộc vào chiều

lắp đặt của diode Vì chỉ có một nửa chu kỳ được chỉnh lưu, nên mạch chỉnh lưu nửa

sóng có hiệu suất truyền công suất rất thấp Mạch chỉnh lưu nửa sóng có thê lắp bằng chỉ một diode bán dẫn trong các mạch nguồn một pha

a

$a

ee

Hình 2.1 Sơ đồ mạch chỉnh lưu nửa sóng 2.2 Mạch chỉnh lưu cÁ chu kì (chỉnh lưu toàn sóng)

Mạch chỉnh lưu toàn sóng biến đái cả hai thành phần cực tính của dạng sóng đầu vào thành một chiều Do đó nó có hiệu suất cao hơn Tuy nhiên trong mạch điện không

có điểm giữa của biến áp người ta sẽ cần đến 4 diode thay vì một như trong mạch chỉnh lưu nửa sóng Điều này có nghĩa là đầu cực của điện áp ra sẽ cần đến 2 diode đề chỉnh lưu, thí dụ như I cho trường hợp điểm X dương, và I cho trưởng hợp điểm X âm Đầu ra còn lại cũng cần chính xác như thế, kết quả là phải cần đến 4 diode Các diode dùng cho kiêu nôi này gọi là câu chỉnh lưu

Anh có bản quyền - Vinh

—————————+*

Biên áp bị +

- 01 | }

—_" ` |

4 Fe > - Rtai — ) : D3 >

~l|> a <

})14ˆ |

Nà i

L———*+—— ———

Hình 2.2 Sơ đồ mạch chính lưu toàn sóng

» à chu kỳ dương ( đầu dây phía trên dương, phía dưới âm) dòng điện đi qua diode D1 => qua Rtai => qua diode D4 vé dau day âm

» achuky am, dién áp trên cuộn thứ cấp đảo chiều ( dau day a trén 4m, a dưới duong) déng dién di qua D2 => qua Rtai => qua D3 về đầu dây âm

» Nhu vay ca hai chu kỳ đều có dòng điện chạy qua tải

Il UNG DUNG

Ứng dụng cơ bản nhất của mạch chỉnh lưu là trích xuất thành phần điện một chiều hữu dụng từ nguồn xoay chiều Thực ra hầu hết các ứng dụng điện tử sử dụng nguồn điện

một chiều, nhưng nguồn cung cấp lại là dòng điện xoay chiều Vì thế các mạch chỉnh lưu

được sử dụng bên trong mạch cấp nguồn của hầu hết các thiết bị điện tử

Hình 3.1 Diode cau Hình 3.2 Mạch chỉnh lưu có tụ lọc

Mạch biến đái điện một chiều từ điện áp này sang điện áp khác sẽ phức tạp hơn Một trong những phương pháp đái từ điện một chiều á điện áp này sang điện một chiều á điện áp khác là: đầu tiên chuyền từ một chiều thành xoay chiều, (dùng một mạch nghịch lưu) sau đó đưa qua máy biến áp đề thay đái điện áp, và cuỗi cùng là chỉnh lưu lại thành điện một chiêu

Hinh.3.3 Mach BOOST DC-DC XL6009 Hình 3.4 Mạch BUCK DC-DC

Với các mạch biến đổi điện một chiễu cong suất nhỏ và vừa, bộ phận nghịch lưu và chỉnh

luu duoc tich hop trong LIC

Các mạch chỉnh lưu cũng được ứng dụng trong mạch tách sóng các tín hiệu vô tuyến điều biến biên độ Tín hiệu có thê cần hoặc không cần khuếch đại trước khi tách sóng Nếu tín hiệu nhỏ quá, phải sử dụng các diode có điện áp rơi rất thấp Trong trường

hợp này các tụ và điện trả tải phải lựa chọn can than cho phu hop Tn số tụ điện thấp quá

sẽ làm cho sóng cao tần lọt sang đầu ra Chọn cao quá, nó có thê nạp đầy và giữ nguyên điện áp đã được nạp

Các mạch chỉnh lưu cũng được sử dụng đề cấp điện có cực tính cho máy hàn điện Các mạch như thế này đôi khi thay thế các diode trong cầu chỉnh lưu bằng các Thyristor

Các mạch này sẽ có điện áp ra phụ thuộc vào góc kích mỗi

IV MACH CHUYEN DOI DIEN AP 220VAC SANG 12VDC

Trong các mạch điện tử của các thiết bị như máy tính, điện thoại, TV, chúng sử dụng nguồn một chiều DC á các mức điện áp khác nhau, nhưng phần jack cắm điện cấp

nguồn của các thiết bị nay lai cắm trực tiếp vào nguồn điện AC 220V 50Hz Như vậy các

§

thiết bị điện tử cần có một bộ phận đề chuyển đái từ dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều và có điện áp phù hợp cho từng thiết bị Có nhiều loại bộ chuyển đái điện

áp AC-DC (bộ nguồn) khác nhau về cầu tạo cũng như khả năng cung cấp dòng áp

> Mạch chuyền đái điện áp 220VAC sang I2VDC

Về cơ bản, mạch chuyển đái 220V AC — 12V DC có các đặc điểm chung là có bộ

phận thay đái điện áp (hạ áp) và chỉnh lưu Tuy nhiên có nhiều loại mạch chuyên đái

có thêm những bộ phận cũng như linh kiện khác đề phù hợp mục đích sử dụng và yêu cầu của mạch tải à đây chúng ta phân tích một mạch chuyển đái điện áp dùng nguồn biên áp có sơ đồ khôi như sau:

Nguồn DC

phang

AC

|

AA F

Hình 3 Sơ đồ khôi của một bộ chuyên đái nguồn AC- DC

Vv MO PHONG MACH TRONG PROTEUS

Đa số các bộ chuyên đái điện áp hiện nay đều sử dụng nguồn dạng xung, điều khiển bằng

IC với nhiều linh kiện hiện đại và phức tạp với ưu điểm điểm là nhỏ gọn và an toàn hơn các loại sử dụng nguồn máy biến áp Tuy nhiên, đề đơn giản hóa việc mô phỏng mach điện cũng như khảo sát, nhóm 2 sử dụng nguồn máy biến áp

Mạch chuyền đái AC-DC 220V-12V sử dụng IC án áp 7812

R1

U1

> : 3 X3 7812

VSINE iL °

ố

TRAN-2P2S Hi

Trước tiên, ta sử dụng điện áp xoay chiều 12V và tần số 50Hz Điện áp này có thê tạo

ra bằng cách sử dụng biến áp 12V (TRAN-2P2S) đề biến đái điện áp xoay chiều 220V thành 12V và không làm thay đái tần số

Ta dùng mạch chỉnh lưu với cầu 4 điode chuyên điện áp xoay chiều thành điện một chiều, sử dụng tụ lọc 1000uF sau đó dùng IC 7812 dé án áp mức 12V cho đầu ra

RE 4‡@438 23 @ —-> -J 275++4982 Oo nD eee Pa

E Soxmsee Casev

> > Íl EE @insee sen enesenesseem

Tín hiệu nguôn xoay chiêu trước và sau máy biên áp có dạng song sine Tin hiệu sóng sau cầu diode chỉ mang giả trị dương và có các gợn sóng nhỏ khi lắp tụ lọc 100uF

10

Khi thay đái điện dụng của tụ thành 1000uE, tín hiệu sóng đầu ra gần như là đường thang

@ BILt - Proteus 8 Professional - Schematic Capture _ B

[ARR AX G@Q Bo ¥ 45 \O cay 3i # $©e® q®@ )( Be Bar kr

2 a 3| 2)

& Schematic Capture X

=I

DIP TD BE © 2vessages) anmarinc: 000.2 089057 ccsco) a —=

` 1 ~ „ 1ữ3?PM

aon @h & @ €@ w (: 4 + ^Wem44 n6 708m

II

VI BONUS: LAP MACH

Mạch chuyển đái 220VAC-12VDC sử dụng IC án áp 7812

Hình 6.1 Linh kiện gồm:

- Mạch m

- | máy biến áp 220/12V 50-60Hz

- 4 diode 1N4007 1.5A

- LIC L7812CV (12V<Vin<35V)

- | tụ hóa phân cực 1000uF 35V

12

Hình 6.2 Mạch sau khi lắp và hàn chân

13

Hình 6.3 Điện áp AC sau biến áp là 15,34V

14

Le xiirrg

ei,

Hình 6.4 Điện ap DC sau cau diode là 19,84V

15

0) le

Hình 6.5 Điện áp DC sau IC án áp 7812 là 12,17V

16

LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ và ủng hộ tận tình của các thầy

cô, các anh chị khóa trước và các bạn đã giúp đỡ chúng em làm được bản báo cáo này Ngoài ra, nhóm chúng em cũng xin gửi lồi cảm ơn chân thành nhất đến thầy Trịnh Vũ Đăng Nguyên là giảng viên hướng dẫn cho đề tài này

Nhồ có sự giúp đỡ của thầy, nhóm em mới có thể hoàn thành đề tài kịp tiến độ và đúng

theo những gì yêu cầu Một lần nữa xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô, anh chị, bạn

bè đã bỏ thôi gian ra theo dõi Đó chính là nguồn động lực đề nhóm có thê hoàn thành công việc và tiếp tục đi tiếp trên quãng đường học tập á Đại học

Tài liệu tham khảo

[1 ]https://tudonghoacantho.com/mach-chinh-luu-cau-1-pha/

[2IMạch chỉnh lưu là gì? Công dụng và ứng dụng mạch chỉnh lưu trong thực tế mới nhất 2021 |

LADIGI

[3]Nguyén lý làm việc của mạch chỉnh lưu va an ap - Phukienmattroi (phukiendienmattroi.net)

[5]Nguyên Lý Cơ bản Mạch Chỉnh Lưu Và àn Áp (dammedientu.vn)

[6]7812 Datasheet, PDE - Alldatasheet

18