Hiểu được sự khác biệt giữa bộ chỉnh lưu và máy biến áp: các thành phần thiết yếu trong chuyển đổi công suất

Trong thế giới kỹ thuật điện, hiểu được sự khác biệt giữa bộ chỉnh lưu và máy biến áp là rất quan trọng, đặc biệt đối với bất kỳ ai giao dịch với các mạch điện hoặc hệ thống điện. Mặc dù chúng có vẻ giống nhau từ cái nhìn đầu tiên vì cả hai đối phó với năng lượng điện, mục đích, chức năng và nguyên tắc hoạt động của chúng là khác biệt. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ khám phá cả hai thiết bị chuyên sâu, nêu bật sự khác biệt, nguyên tắc làm việc và ứng dụng của chúng.

Máy biến áp là gì?
Một máy biến áp là một thiết bị điện tĩnh được sử dụng để truyền năng lượng điện giữa hai hoặc nhiều mạch thông qua cảm ứng điện từ. Nó được thiết kế để tăng (bước lên) hoặc giảm mức điện áp (bước xuống) trong khi vẫn duy trì tần số của tín hiệu AC (dòng điện xoay chiều). Máy biến áp hoạt động chủ yếu với dòng điện xen kẽ (AC) và chúng dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ.

Làm thế nào để một máy biến áp hoạt động?
Một máy biến áp bao gồm ba thành phần chính:

Cuộn dây sơ cấp - cuộn dây nhận điện áp đầu vào (AC).

Cuộn dây thứ cấp - cuộn dây cung cấp điện áp đầu ra (AC).

Lõi - Vật liệu từ tính tạo thành đường dẫn cho thông lượng được tạo bởi dòng điện trong cuộn chính và tạo ra một dòng điện trong cuộn thứ cấp.

Nguyên tắc làm việc đằng sau một máy biến áp rất đơn giản: khi các dòng điện xoay chiều qua cuộn dây chính, nó tạo ra một từ trường dao động. Từ trường này tạo ra một dòng điện trong cuộn thứ cấp thông qua cảm ứng điện từ. Tỷ lệ điện áp giữa các cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp được xác định theo tỷ lệ lượt - nghĩa là tỷ lệ của số vòng dây trong cuộn chính so với số lần lượt trong cuộn thứ cấp. Tỷ lệ này xác định trực tiếp xem điện áp được bước lên hay bước xuống.

Ứng dụng của Transformers:

Mạng phân phối năng lượng: Điện áp bước xuống và bước xuống.

Phân lập điện: Máy biến áp cách ly ngăn điện áp cao tiếp cận thiết bị nhạy cảm.

Điều chỉnh điện áp trong mạch điện tử.

Hạn chế:

Transformers chỉ hoạt động với AC Power. Chúng không thể hoạt động với dòng điện trực tiếp (DC).

Chúng tương đối cồng kềnh và yêu cầu thiết kế cẩn thận để xử lý một lượng lớn năng lượng.

Bộ chỉnh lưu là gì?
Một bộ chỉnh lưu là một thiết bị điện được sử dụng để chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện trực tiếp (DC). Quá trình này được gọi là cải chính. Bộ chỉnh lưu thường được sử dụng trong nguồn cung cấp năng lượng cho thiết bị điện tử, pin và động cơ DC. Không giống như các máy biến áp, chỉ thay đổi mức điện áp mà không làm thay đổi hướng của dòng điện, các bộ chỉnh lưu thực sự làm thay đổi dạng sóng của dòng đầu vào từ AC sang DC.

Làm thế nào để một bộ chỉnh lưu hoạt động?
Các bộ chỉnh lưu thường được chế tạo bằng các thiết bị bán dẫn như điốt, cho phép dòng điện chỉ chảy theo một hướng. Khi điện áp AC được áp dụng cho bộ chỉnh lưu, các điốt sẽ dẫn dòng điện trong nửa chu kỳ dương và chặn dòng trong nửa chu kỳ âm, do đó chỉ cho phép dòng điện đơn (DC) đi qua.

Có hai loại chỉnh lưu chính:

Bộ chỉnh lưu nửa sóng-Sử dụng một diode duy nhất và cho phép dòng điện chỉ vượt qua trong một nửa dạng sóng AC (dương hoặc âm). Phương pháp này không hiệu quả vì nó dẫn đến rất nhiều năng lượng lãng phí và đầu ra DC xung.

Bộ chỉnh lưu toàn sóng-sử dụng hai hoặc bốn điốt (tùy thuộc vào cấu hình) để cho phép dòng điện chảy trong cả hai chu kỳ nửa dương và âm của dạng sóng AC. Phương pháp này hiệu quả hơn và cung cấp đầu ra DC mượt mà hơn.

Sau quá trình chỉnh lưu, đầu ra là tín hiệu DC xung, có thể được làm mịn hơn nữa bằng các bộ lọc (tụ điện, cuộn cảm) để tạo ra đầu ra DC ổn định.

Ứng dụng của bộ chỉnh lưu:

Nguồn cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử, máy tính và tivi.

Ổ đĩa động cơ DC.

Sạc pin.

Mạ điện.

Hạn chế:

Bộ chỉnh lưu chỉ hoạt động với đầu vào AC.

Đầu ra là DC nhưng vẫn có thể đang đập trừ khi được lọc thêm.