Các loại mạch nhân điện áp

Mạch nhân điện áp

Mạch nhân điện áp là một mạch được sửa đổi từ mạch lọc tụ điện, cung cấp điện áp một lần hoặc hai lần so với giá trị cực đại (biên độ) của điện áp xoay chiều đầu vào. Các nguồn cung cấp năng lượng như vậy được sử dụng cho các thiết bị điện áp cao và dòng điện thấp như ống tia điện tử (ống hình ảnh trong máy thu TV, máy hiện sóng và màn hình máy tính). Ở đây chúng sẽ xét bộ nhân điện áp nửa sóng, bộ nhân điện áp toàn sóng và bộ ba điện áp và bộ tứ.

Bộ nhân điện áp nửa sóng

Ở nửa chu kì dương của ngõ vào AC, điện áp diode D1 phân cực thuận ( D2 không dẫn vì nó phân cực nghịch), Sạc tụ C1 lên giá trị cực đại của điện áp thứ cấp Vsmax

Trong nửa chu kỳ âm của diode điện áp đầu vào D2 phân cực thuận và dẫn tụ sạc C2 . Đối với nửa chu kỳ âm, đầu dưới của biến áp thứ cấp là dương trong khi đầu trên là âm. Sự phân cực của tụ điện C2 cũng đã được đánh dấu trong hình. Bây giờ bắt đầu từ dưới cùng của thứ cấp máy biến áp và di chuyển theo chiều kim đồng hồ và áp dụng định luật Kirchhoffs cho vòng ngoài chúng ta có:

-Vsmax-VC1-VC2 = 0

Hoặc

VC2 = Vsmax + VC1

= 2Vsmax ( vì Vsmax = VC1)

Trong nửa chu kì tiếp theo, D2 phân cực ngược nên diode như một công tắc hở và để tụ C2 phóng qua tải. Nếu không cái tải qua tụ C2, cả 2 cụ C1 và C2  sẽ tích điện từ -C1 đến Vsmax và C2 đến 2Vsmax , còn nếu có tải thì tụ C2 sẽ phóng điện do đó điện áp trên tụ sẽ giảm. Và tụ C2 sẽ được sạc lại trong nửa chu kì tiếp theo.

Bộ nhân đôi điện áp toàn sóng

Ở chu kì dương của điện áp vào AC, diode d1 sẽ phân cực thuận và tiến hành sạc tụ C1 đến giá trị điện áp cực đại Vsmax , D2 phân cực ngược và sẽ không dẫn điện. Trong nửa chu kì âm D2 sẽ phân cực thuận và tụ C2 được sạc trong khi D1 ngưng dẫn. Nếu không có tải mắc với các cực đầu ra thì điện áp đầu ra sẽ bằng tổng điện áp trên tụ C1 và C2 và bằng 2Vsmax

Còn khi có tải thì điện áp ngõ ra sẽ nhỏ hơn 2Vsmax

Bộ ba và bộ tứ điện áp

Để có thể lấy được các điện áp đỉnh cao (3Vsmax, 4Vsmax, 5Vsmax…)  hơn so với mạch nhân đôi điện áp ta có thể cung cấp thêm cho mạch các thành phần diode và tụ, được biểu diễn ở hình dưới. Như vậy ta sẽ có được điện áp đỉnh cao gấp 5, 6, 7 hoặc 8 lần so với điện áp đỉnh từ máy biến áp có giá trị duy nhất Vsmax . Nếu tải nhỏ và tụ ít bị rò rỉ, điện áp DC có thẻ lấy được từ một mạch như vậy bằng cách sử dụng nhiều thành phần để tăng cường điện áp Dc.

Tụ C1 sẽ được tích điện qua diode Dl đến giá trị cực đại của điện áp thứ cấp máy biến áp,  Vsmax  trong nửa chu kỳ dương đầu tiên của điện áp đầu vào ac. Trong nửa chu kỳ, tụ điện C2 được tích điện tới hai lần điện áp cực đại 2Vsmax . Trong nửa chu kỳ dương thứ hai, diode D3 dẫn điện và điện áp trên tụ C2 nạp cho tụ C3 đến điện áp 2Vgmax . Ở chu kì âm tiếp theo diode D2 và D4 tiến hành cho phép tụ C3 sạc tụ C4 đến điện áp cực đại 2Vsmax. Như vậy điện áp trên tụ C2 là 2Vsmax, qua tụ C1 và C3 nó là 3Vsmax  và trên tụ C2 và C4 nó là 4Vsmax .