Trong các mạch chỉnh lưu điện áp hay dòng điện ra tải tuy có cực tính không đổi nhưng giá trị của nó thay đổi theo thời gian một cách chu kì gọi là sự đập mạch của điện áp hay dòng điếnau chỉnh lưu.
Một cách tổng quát ta có dòng điện ra tải khi tải thuần trở
it =I0 + ∑ ∑∞ = ∞ = + 1 1 cos sin n n n n t n B t n A ω ω trong đó I0 là thành phần một chiều còn ∑ ∑∞ = ∞ = + 1 1 cos sin n n n n n t B n t A ω ω là tổng các
sóng hài xoay chiều có giá trị và tần số khác nhau phụ thuộc vào loại mạch chỉnh Hình 2.40 Mạch lọc nguồn cho bộ khuếch đại
lưu. vấn đề đặt ra là phải lọc các thành phần để cho it ít đập mạch vì các sóng hài gây sự tiêu thụ năng lượng vô ích và gây ra nhiễu loạn cho sự làm việc của tải
trong bộ chỉnh lưu hai nửa chu kì thì thành phần một chiều i0 tăng gấp đôi so với mạch chỉnh lưu một nửa chu kì thành phần sóng hài cơ bản n=1 bị triệt tiêu, chỉ còn các sóng hài bậc cao n=2 trở lên. vậy mạch chỉnh lưu hai nửa chi kì đã có tác dụng lọc bớt sóng hài. Người ta định nghĩa hệ số đập mạch Kp của bộ lọc
Kp=biên độ sóng hài lớn nhất của It (ut)/biên độ sóng hài lớn nhất của It (ut)) Kp càng nhỏ thì chất lượng của bộ lọc càng cao.
Người ta tình toán rằng khi chỉnh lưu một nửa chu kì thì Kp=1.58 còn khi chỉnh lưu cả chu kì thì ta có Kp=0.667.
Để thực hiện nhiệm vụ đã nêu ở trên thì các bộ lọc sau đây hay được dùng
a- Lọc bằng tụ điện
Do sự phóng nạp của tụ qua ½ chu kì và do các sóng hài bậc cao đợc rẽ nhánh qua tụ xuống điểm chung, dòng điện qua tải chỉ còn là thành phần một chiều và một lượng nhỏ sóng hài bậc thấp. Viêệc tính toán hệ số đập mạch của bộ lọc dùng tụ điện dẫn tới kết quả:
KP = 2/wCRt
Nghĩa là tác dụng lọc càng rõ rệt khi C, Rt lớn ( Rt tiêu thụ dòng điện nhỏ). Với bộ chỉnh lưu dòng điện công nghiệp (50Hz hay 60Hz) thì C thường nhận giá trị từ vài uF đến vài nghìn uF (Tụ hoá)
b- Lọc bằng cuộn L
Mạch lọc bằng cuộn dây L được cho trên hình. Cuộn L mắc nối tiếp với tải Rt
các sóng hài bậc n có tần số càng cao sẽ bị cuộn L chặn càng nhiều. Do đó dòng ra tải chỉ còn thành phần một chiều I0và một lượng nhỏ các sóng hài. Đó là tác dụng lọc của cuộn L
Hệ số đập mạch của cuộn dây là: KP = Rt/3wL
Ta thấy rằng tác dụng lọc của cuộn L càng tăng khi Rt càng nhỏ (Rt tiêu thụ dòng lớn). Vì vậy mạch lọc này thích hợp với mạch chỉnh lưu công suất vừa và lớn. Giá trị L càng lớnthì tác dụng chặn càng cao. Tuy nhiên cũng không thể dùng L quá lớn vì khi đó điện trở một chiều của cuộn dây lớn sụt áp một chiều lớn nên hiệu suất chỉnh lưu giảm.
c- Bộ lọc hình L ngược và hình π.
Các bộ lọc này sử dụng kết hợp cả tác dụng lọc của L và C để lọc. do đó các sóng hài càng bị giảm và do đó dòng điện ra tải càng ít pnhấp nhô. Để tăng tác dụng lọc có thể mắc nối tiếp nhiều mắt lọc hình π với nhau khi đó dòng điện ra tải xem như bằng phẳng hoàn toàn.
Trong một số trường hợp để giảm kích thước của bộ lọc người ta thay cuộn L bằng điện trở R trong mạch L ngựơc hay mạch π tuy nhiên khi đó R sẽ gây sụt áp một chiều và do vậy làm giảm hiệu suất và chất lượng của bộ lọc. Thường người ta chọn R sao cho nó gây sụt áp khoảng (10 – 20) %U0.
d- Bộ lọc cộng hưởng
Bộ lọc cộng hưởng có tác dụng lọc các tần số bằng tần số dao động của khung cộng hưởng. vì ở tần số cộng hưởng nối tiếp của mạch LK, CK
trở kháng của nó rất nhỏ nên nó ngắn mạch các sóng hài có tấn số bằng hay gần bằng tần số cộng hưởng.
CHƯƠNG 3: MẠCH TẠO DAO ĐỘNG