Doğrultucu devresi, AC'yi (Alternatif Akım) DC'ye (Doğru Akım) dönüştürmek için kullanılır. Doğrultucular esas olarak yarım dalga, tam dalga ve köprü doğrultucu olmak üzere üç türe ayrılır. Tüm bu redresörlerin temel işlevi, akımın dönüştürülmesiyle aynıdır, ancak akımı AC'den DC'ye verimli bir şekilde dönüştürmezler. Merkeze kılavuzlu tam dalgalı doğrultucu ve köprü doğrultucu verimli bir şekilde dönüştürür. Bir köprü doğrultucu devresi, elektronik güç kaynaklarının ortak bir parçasıdır. Birçok elektronik devreler düzeltilmiş bir DC gerektirir güç kaynağı çeşitli güç için elektronik temel bileşenler mevcut AC şebeke kaynağından. Bu doğrultucuyu çok çeşitli elektronik ortamda bulabiliriz Ev aletleri gibi AC güç cihazları , motor kontrolörleri, modülasyon işlemi, kaynak uygulamaları, vb. Bu makale bir köprü doğrultucu ve onun çalışmasına genel bir bakış sunar.

Köprü Doğrultucu nedir?

Köprü doğrultucu, şebeke AC girişini DC çıkışına doğrultan bir Alternatif Akım (AC) - Doğru Akım (DC) dönüştürücüsüdür. Köprü Doğrultucular, elektronik bileşenler veya cihazlar için gerekli DC voltajını sağlayan güç kaynaklarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Dört veya daha fazla diyotla veya diğer kontrollü katı hal anahtarlarıyla inşa edilebilirler.

Köprü Doğrultucu

Yük akımı gereksinimlerine bağlı olarak, uygun bir köprü doğrultucu seçilir. Bileşenlerin derecelendirmeleri ve teknik özellikleri, arıza voltajı, sıcaklık aralıkları, geçici akım derecelendirmesi, ileri akım derecesi, montaj gereksinimleri ve diğer hususlar, uygun bir elektronik devre uygulaması için bir doğrultucu güç kaynağı seçerken dikkate alınır.

İnşaat

Köprü doğrultucu yapısı aşağıda gösterilmiştir. Bu devre, bir yük direnci (RL) ile birlikte D1, D2, D3 ve D4 olmak üzere dört diyotla tasarlanabilir. Bu diyotların bağlantısı, AC'yi (alternatif akım) DC'ye (Doğru Akım) verimli bir şekilde dönüştürmek için kapalı döngü modelinde yapılabilir. Bu tasarımın ana yararı, özel bir merkeze bağlı transformatörün olmamasıdır. Böylece boyut ve maliyet azalacak.

Giriş sinyali A ve B gibi iki terminale uygulandığında, o / p DC sinyali RL üzerinden elde edilebilir. Burada yük direnci, C ve D gibi iki terminal arasına bağlanır. İki diyotun düzenlenmesi, elektriğin her yarım döngü boyunca iki diyot tarafından iletileceği şekilde yapılabilir. D1 ve D3 gibi diyot çiftleri, pozitif yarı döngü boyunca elektrik akımı iletecektir. Benzer şekilde, D2 ve D4 diyotları, negatif bir yarı döngü boyunca elektrik akımını iletecektir.

Köprü Doğrultucu Devre Şeması

Köprü doğrultucunun ana avantajı, merkezden uçlu bir transformatör kullanan tam dalgalı bir doğrultucu durumunda olduğu gibi neredeyse iki kat çıkış voltajı üretmesidir. Ancak bu devrenin merkezden bağlanmış bir transformatöre ihtiyacı olmadığı için düşük maliyetli bir doğrultucuya benzer.

Köprü doğrultucu devre şeması, bir transformatör, Diyot Köprüsü, filtreleme ve regülatörler gibi çeşitli cihaz aşamalarından oluşur. Genel olarak, tüm bu blok kombinasyonlarına düzenlenmiş DC güç kaynağı çeşitli elektronik cihazlara güç sağlar.

Devrenin ilk aşaması, giriş voltajının genliğini değiştiren, aşağı inen tipte bir transformatördür. Çoğu elektronik projeler AC ana şebeke 230V ila 12V AC beslemesini düşürmek için bir 230 / 12V transformatör kullanın.

Köprü Doğrultucu Devre Şeması

Bir sonraki aşama, köprü doğrultucu tipine bağlı olarak dört veya daha fazla diyot kullanan bir diyot köprü doğrultucusudur. İlgili bir doğrultucu için belirli bir diyot veya başka bir anahtarlama cihazının seçilmesi, Cihazın Tepe Ters Gerilimi (PIV), ileri akım If, gerilim değerleri vb. Gibi bazı hususları gerektirir. İleterek yükte tek yönlü veya DC akım üretmekten sorumludur. giriş sinyalinin her yarım döngüsü için bir dizi diyot.

Diyot köprülü doğrultuculardan sonraki çıktı titreşimli doğaya sahip olduğundan ve bunu saf bir DC olarak üretmek için filtreleme gereklidir. Filtreleme normalde bir veya daha fazla birbirine bağlı kapasitörler yük, aşağıdaki şekilde de görebileceğiniz gibi, dalganın yumuşatılması burada gerçekleştirilir. Bu kapasitör oranı aynı zamanda çıkış voltajına da bağlıdır.

Bu regüle edilmiş DC beslemenin son aşaması, çıkış voltajını sabit bir seviyede tutan bir voltaj regülatörüdür. Varsayalım mikrodenetleyici çalışır 5V DC'de, ancak köprü redresöründen sonraki çıkış 16V civarındadır, bu nedenle bu voltajı düşürmek ve sabit bir seviyeyi sürdürmek için - giriş tarafında voltaj değişikliği olursa olsun - bir voltaj regülatörü gereklidir.

Köprü Doğrultucu Çalışması

Yukarıda tartıştığımız gibi, tek fazlı bir köprü doğrultucu dört diyottan oluşur ve bu konfigürasyon yüke bağlanır. Köprü doğrultucunun çalışma prensibini anlamak için, gösterim amacıyla aşağıdaki devreyi dikkate almalıyız.

“bir kutu ile güneş ocak nasıl yapılır ”

Giriş AC dalga formu diyotlarının Pozitif yarım döngüsü sırasında, D1 ve D2 ileri doğru, D3 ve D4 ise ters yönlüdür. Gerilim ne zaman, daha fazla diyotların eşik seviyesi D1 ve D2, iletken olmaya başlar - aşağıdaki diyagramda kırmızı çizginin yolunda gösterildiği gibi, yük akımı içinden akmaya başlar.

Devre Çalışması

Giriş AC dalga formunun negatif yarı döngüsü sırasında, D3 ve D4 diyotları ileri doğru eğimlidir ve D1 ve D2 ters eğimlidir. Bu diyotlar şekilde gösterildiği gibi iletken olmaya başladığında yük akımı D3 ve D4 diyotlarından akmaya başlar.

Her iki durumda da yük akımı yönünün aynı olduğunu, yani şekilde gösterildiği gibi yukarıdan aşağıya - yani tek yönlü, yani DC akımı olduğunu gözlemleyebiliriz. Böylece, bir köprü doğrultucu kullanılarak, giriş AC akımı bir DC akımına dönüştürülür. Bu köprü dalgası doğrultucu ile yükteki çıktı, doğada titreşir, ancak saf bir DC üretmek, bir kapasitör gibi ek bir filtre gerektirir. Aynı işlem, farklı köprü redresörleri için de geçerlidir, ancak kontrollü redresörler durumunda tristörler tetikleniyor Yüklenecek akımı sürmek için gereklidir.

Köprü Doğrultucu Çeşitleri

Gelin doğrultucular, bu faktörlere bağlı olarak birkaç tipte sınıflandırılır: besleme türü, kontrol kapasitesi, gelin devresi konfigürasyonları, vb. Köprü doğrultucular esas olarak tek ve üç fazlı doğrultucular olarak sınıflandırılır. Her iki tip de ayrıca kontrolsüz, yarı kontrollü ve tam kontrollü redresörler olarak sınıflandırılır. Bu tür redresörlerden bazıları aşağıda açıklanmıştır.

Tek Fazlı ve Üç Fazlı Doğrultucular

Tedarikin niteliği, yani tek fazlı veya üç fazlı bir tedarik bu redresörlere karar verir. Tek fazlı köprü doğrultucu, AC'yi DC'ye dönüştürmek için dört diyottan oluşurken, üç fazlı doğrultucu altı diyot kullanır , şekilde gösterildiği gibi. Bunlar, diyotlar, tristörler ve benzeri devre bileşenlerine bağlı olarak yine kontrolsüz veya kontrollü doğrultucular olabilir.

Tek Fazlı ve Üç Fazlı Doğrultucular

Kontrolsüz Köprü Doğrultucular

Bu köprü doğrultucu, şekilde gösterildiği gibi girişi düzeltmek için diyotları kullanır. Diyot, akımın yalnızca bir yönde akışına izin veren tek yönlü bir cihaz olduğundan. Doğrultucudaki bu diyot konfigürasyonu ile gücün yük ihtiyacına göre değişmesine izin vermez. Yani bu tür bir doğrultucu, sabit veya sabit güç kaynakları .

Kontrolsüz Köprü Doğrultucular

Kontrollü Köprü Doğrultucu

Bu tip doğrultucuda, AC / DC dönüştürücü veya doğrultucu - Kontrolsüz diyotlar yerine, farklı voltajlarda çıkış gücünü değiştirmek için SCR’ler, MOSFET’ler, IGBT’ler vb. Gibi kontrollü katı hal cihazları kullanılır. Bu cihazları çeşitli anlarda tetikleyerek, yükteki çıkış gücü uygun şekilde değiştirilir.

Kontrollü Köprü Doğrultucu

Köprü Doğrultucu IC

RB-156 IC pin konfigürasyonu gibi köprü doğrultucu aşağıda tartışılmıştır.

Pin-1 (Faz / Hat): Bu, faz kablosu bağlantısının AC beslemesinden bu faz pinine yapılabildiği bir AC giriş pinidir.

Pin-2 (Nötr): Bu, nötr telin AC beslemesinden bu nötr pime bağlanabildiği AC Giriş pinidir.

Pin-3 (Pozitif): Bu, doğrultucunun pozitif DC voltajının bu pozitif pinden elde edildiği DC çıkış pinidir.

Pin-4 (Negatif / Toprak): Bu, doğrultucunun toprak geriliminin bu negatif pinden elde edildiği DC çıkış pinidir.

Teknik Özellikler

Bu RB-15 Köprü doğrultucunun alt kategorileri RB15 ile RB158 arasındadır. Bu redresörlerden en sık kullanılanı RB156'dır. RB-156 köprü doğrultucunun teknik özellikleri aşağıdakileri içerir.

O / p DC akımı 1.5A'dır
Maksimum tepe ters voltajı 800V'dur
Çıkış Voltajı: (√2 × VRMS) - 2 Volt
Maksimum giriş voltajı 560V'tur
Her köprü için voltaj düşüşü 1V @ 1A'dır
Dalgalanma akımı 50A'dır

Bu RB-156 en çok kullanılan kompakt, düşük maliyetli ve tek fazlı köprü doğrultucudur. Bu IC, 560V gibi en yüksek i / p AC voltajına sahiptir, bu nedenle tüm ülkelerde 1 fazlı şebeke beslemesi için kullanılabilir. Bu doğrultucunun en yüksek DC akımı 1.5A'dır. Bu IC, AC-DC dönüştürme projelerinde en iyi seçimdir ve 1.5A'ya kadar sağlar.

Köprü Doğrultucu Özellikleri

Köprü doğrultucunun özellikleri aşağıdakileri içerir

Dalgalanma Faktörü
Tepe Ters Gerilimi (PIV)
Verimlilik

Dalgalanma Faktörü

Çıkış DC sinyalinin düzgünlüğünün bir faktör kullanılarak ölçülmesine dalgalanma faktörü denir. Burada, düzgün bir DC sinyali, birkaç dalgalı içeren o / p DC sinyali olarak kabul edilebilirken, yüksek titreşimli bir DC sinyali, yüksek dalgalanmalar içeren o / p olarak düşünülebilir. Matematiksel olarak, dalgalanma geriliminin ve saf DC geriliminin fraksiyonu olarak tanımlanabilir.

Bir köprü doğrultucu için dalgalanma faktörü şu şekilde verilebilir:

Γ = √ (Vrms2 / VDC) −1

Köprü doğrultucunun dalgalanma faktörü değeri 0,48'dir.

PIV (Tepe Ters Gerilimi)

Tepe ters voltajı veya PIV, negatif yarım döngü boyunca ters önyargı durumunda bağlandığında diyottan gelen en yüksek voltaj değeri olarak tanımlanabilir. Köprü devresi D1, D2, D3 ve D4 gibi dört diyot içerir.

Pozitif yarı döngüde, D1 ve D3 gibi iki diyot iletken pozisyondayken, hem D2 hem de D4 diyotları iletken olmayan pozisyondadır. Aynı şekilde, negatif yarı çevrimde, D2 ve D4 gibi diyotlar iletken pozisyondayken, D1 ve D3 gibi diyotlar iletken olmayan pozisyondadır.

Verimlilik

Doğrultucunun verimliliği esas olarak doğrultucunun AC'yi (Alternatif Akım) DC'ye (Doğru Akım) ne kadar yetenekli değiştirdiğine karar verir. Doğrultucunun verimliliği, DC o / p gücü ile AC i / p gücünün oranı olarak tanımlanabilir. Köprü doğrultucunun maksimum verimliliği% 81,2'dir.

η = DC o / p Güç / AC i / p Güç

Köprü Doğrultucu Dalga Formu

Köprü doğrultucu devre şemasından, yük direnci boyunca akım akışının pozitif ve negatif yarı çevrimler boyunca eşit olduğu sonucuna varabiliriz. O / p DC sinyalinin polaritesi tamamen pozitif, aksi takdirde negatif olabilir. Bu durumda, tamamen olumludur. Diyotun yönü tersine çevrildiğinde, tam bir negatif DC voltajı elde edilebilir.

Bu nedenle, bu redresör, i / p AC sinyalinin hem pozitif hem de negatif döngüleri boyunca akımın akışına izin verir. Köprü doğrultucunun çıkış dalga biçimleri aşağıda gösterilmiştir.

Neden Köprü Doğrultucu deniyor?

Diğer redresörlerle karşılaştırıldığında, bu en verimli redresör devresidir. Bu, adından da anlaşılacağı gibi, bu doğrultucu, köprü şeklinde bağlanan dört diyot kullanır. Yani bu tür bir doğrultucu, köprü doğrultucu olarak adlandırılır.

Köprü Doğrultucuda Neden 4 Diyot Kullanıyoruz?

Köprü doğrultucuda, merkez-tapalı bir transformatör kullanmadan tam dalga doğrultmaya izin verecek devreyi tasarlamak için dört diyot kullanılır. Bu doğrultucu, esas olarak uygulamaların çoğunda tam dalga düzeltme sağlamak için kullanılır.

AC'yi DC'ye verimli bir şekilde değiştirmek için dört diyotun düzenlenmesi bir kapalı döngü düzenlemesi içinde yapılabilir. Bu düzenlemenin ana yararı, merkezden vidalı transformatörün bulunmamasıdır, böylece boyut ve maliyet azalacaktır.

Avantajları

Köprü doğrultucunun avantajları aşağıdakileri içerir.

Tam dalgalı bir redresörün düzeltme verimliliği, yarım dalgalı bir redresörün iki katıdır.
Tam dalgalı bir doğrultucu durumunda daha yüksek çıkış voltajı, daha yüksek çıkış gücü ve daha yüksek Trafo Kullanım Faktörü.
Tam dalgalı doğrultucu olması durumunda dalgalanma voltajı düşük ve daha yüksek frekanstadır, bu nedenle basit filtreleme devresi gereklidir
Transformatör sekonderinde merkez musluğuna gerek yoktur, bu nedenle bir köprü doğrultucu olması durumunda gerekli transformatör daha basittir. Gerilimin yükseltilmesi veya azaltılması gerekmiyorsa, transformatör bile elimine edilebilir.
Belirli bir güç çıkışı için, köprü doğrultucu durumunda daha küçük boyutta bir güç transformatörü kullanılabilir çünkü besleme transformatörünün hem birincil hem de ikincil sargılarındaki akım tüm ac döngüsü boyunca akar.
Doğrultma verimliliği, yarım dalga doğrultucu ile karşılaştırıldığında iki kat daha fazladır
Yüksek frekans ve düşük dalgalı voltaj için basit filtre devreleri kullanır
TUF, ortadan kılavuzlu bir redresöre kıyasla daha yüksektir
Merkez kademe transformatörü gerekli değildir

Dezavantajları

Köprü doğrultucunun dezavantajları aşağıdakileri içerir.

Dört diyot gerektirir.
İki ekstra diyotun kullanılması, ek bir voltaj düşüşüne neden olarak çıkış voltajını düşürür.
Bu doğrultucu dört diyota ihtiyaç duyar, bu nedenle doğrultucunun maliyeti yüksek olacaktır.
Küçük bir voltajın düzeltilmesi gerektiğinde devre uygun değildir, çünkü iki diyot bağlantısı seri olarak yapılabilir ve iç dirençlerinden dolayı çift voltaj düşüşü sağlar.
Bu devreler çok karmaşık
Ortadan kılavuzlu tip doğrultucu ile karşılaştırıldığında, köprü doğrultucu daha fazla güç kaybına sahiptir.

Bir Uygulama - Bir Köprü Doğrultucu kullanarak AC gücünü DC'ye dönüştürme

Düzenlenmiş DC Güç kaynağı çoğu elektronik uygulama için gereklidir. En güvenilir ve uygun yollardan biri, mevcut AC ana güç kaynağını DC kaynağına dönüştürmektir. AC sinyalinin DC sinyaline bu dönüşümü, bir diyot sistemi olan bir doğrultucu kullanılarak yapılır. AC sinyalinin yalnızca yarısını doğrultan bir yarım dalga doğrultucu veya AC sinyalinin her iki döngüsünü de düzelten tam dalga doğrultucu olabilir. Tam dalgalı doğrultucu, iki diyottan oluşan merkezden kılavuzlu bir doğrultucu veya 4 diyottan oluşan bir köprü doğrultucu olabilir.

Burada köprü doğrultucu gösterilmektedir. Düzenleme, iki bitişik diyotun anotlarının çıkışa pozitif besleme verecek şekilde bağlanacağı ve diğer iki bitişik diyotun katotlarının çıkışa negatif besleme verecek şekilde bağlanacağı şekilde düzenlenmiş 4 diyottan oluşur. Diğer iki bitişik diyotun anot ve katodu, AC kaynağının pozitifine bağlanırken, diğer iki bitişik diyotun anot ve katodu, AC kaynağının negatifine bağlanır. Böylelikle 4 diyot, her yarım döngüde iki alternatif diyotun itici bir DC voltajı üreteceği şekilde bir köprü konfigürasyonunda düzenlenir.

Verilen devre, regüle edilmemiş DC çıkışı bir akım sınırlayıcı direnç aracılığıyla bir elektrolit kapasitörüne verilen bir köprü doğrultucu düzenlemesinden oluşur. Kondansatör üzerindeki voltaj, bir voltmetre kullanılarak izlenir ve voltaj sınırına ulaşılana kadar kondansatör şarj olurken artmaya devam eder. Kapasitöre bir yük bağlandığında, yüke gerekli giriş akımını sağlamak için kapasitör deşarj olur. Bu durumda, yük olarak bir lamba bağlanır.

Düzenlenmiş DC Güç Kaynağı

Düzenlenmiş bir DC güç kaynağı aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

Yüksek voltajlı AC'yi düşük voltajlı AC'ye dönüştürmek için bir düşürücü transformatör.
AC'yi titreşimli DC'ye dönüştürmek için bir köprü doğrultucu.
AC dalgalanmalarını gidermek için bir kapasitörden oluşan bir filtre devresi.
5 V'luk regüle edilmiş DC voltajı elde etmek için bir IC 7805 regülatörü.

Düşürücü transformatör, 230V'luk AC şebeke beslemesini 12V AC'ye dönüştürür. Bu 12V AC, köprü doğrultucu düzenlemesine, alternatif diyotların her yarım döngü için AC dalgalarından oluşan bir titreşimli DC voltajı üreteceği şekilde uygulanır. Çıkışa bağlanan bir kapasitör, AC sinyalinin içinden geçmesine izin verir ve DC sinyalini bloke eder, böylece bir yüksek geçiş filtresi görevi görür. Kapasitör üzerindeki çıktı, bu nedenle, düzensiz bir filtrelenmiş DC sinyalidir. Bu çıktı sürmek için kullanılabilir elektrik parçaları röleler, motorlar vb. gibi. Filtre çıkışına bir IC 7805 regülatörü bağlanır. Transistörler, mikrodenetleyiciler, vb. Gibi birçok elektronik devre ve cihaza giriş vermek için kullanılabilen, 5V'luk sabit regüle edilmiş bir çıkış verir. Burada 5V, bir LED'i bir direnç aracılığıyla önyargılı hale getirmek için kullanılır.

Bu tamamen köprü doğrultucu teorisi türleri, devresi ve çalışma prensipleri. Bu konuyla ilgili bu sağlıklı konunun inşaat konusunda yardımcı olacağını umuyoruz öğrencilerin elektronik veya elektrik projeleri yanı sıra çeşitli elektronik cihazları veya cihazları gözlemlerken. Bu makaleye yoğun ilginiz ve odaklandığınız için teşekkür ederiz. Ve bu nedenle, uygulamanız için bu köprü redresöründe gerekli bileşen derecelendirmelerini seçmek ve diğer teknik rehberlik için lütfen bize yazın.

Şimdi, bu konuyla ilgili başka sorularınız veya elektrik ve elektronik projelerin konsepti aşağıdaki bölümdeki yorumları bırakırsa, köprü doğrultucu kavramı ve uygulamaları hakkında bir fikriniz olduğunu umuyoruz.

Fotoğrafa katkı verenler: