Tam Dalga Doğrultucu Nedir: Çalışma Teorisine Sahip Devre

Eğer biliyorsan doğrultucu nedir , yük direnci boyunca kapasitörler bağlayarak doğrudan bir DC voltajındaki dalgalanma veya voltaj değişimlerini azaltmanın yollarını biliyor olabilirsiniz. Bu yöntem aşağıdakiler için uygun olabilir: düşük güç uygulamaları , ancak sabit ve düzgün bir DC beslemesine ihtiyaç duyan uygulamalar için değil. Bunu iyileştirmenin bir yöntemi, diğer her yarım döngü dalga formu yerine giriş voltajının her yarım döngüsünü kullanmaktır. Bunu yapmamızı sağlayan devreye Tam Dalga Doğrultucu (FWR) denir. Tam dalga doğrultucu teorisini ayrıntılı olarak görelim. Yarım dalga devresi gibi, bu devrenin çalışması, tamamen DC olan veya belirli bir DC voltajına sahip olan bir çıkış voltajı veya akımıdır.

Tam Dalga Doğrultucu nedir?

Tam AC döngüsünü darbeli DC'ye dönüştürmek için kullanılan yarı iletken bir cihaz, tam dalga doğrultucu olarak bilinir. Bu devre i / p AC sinyalinin tam dalgasını kullanırken, yarım dalga doğrultucu yarım dalgayı kullanır. Bu devre esas olarak, düşük verimli dezavantaj gibi yarım dalga doğrultucuların dezavantajının üstesinden gelmek için kullanılır.

Tam Dalga Doğrultucu Devresi

Bu redresörlerin kendilerine göre bazı temel avantajları vardır. yarım dalga doğrultucu meslektaşları. Ortalama (DC) çıkış voltajı, yarım dalga doğrultucudan daha yüksektir, bu doğrultucunun çıktısı, daha yumuşak bir çıkış dalga formu üreten yarım dalga doğrultucununkinden çok daha az dalgalanmaya sahiptir.

Tam Dalga Doğrultucu Şeması

Tam Dalga Doğrultucu Teorisi

Bu devrede, dalganın her bir yarısı için bir tane olmak üzere iki diyot kullanıyoruz. Çoklu sargı trafosu ikincil sargısı, ortak bir merkez-kılavuzlu bağlantı ile eşit olarak ikiye bölünmüş olan kullanılır. Konfigürasyon, anot terminali, transformatör merkez noktası C'ye göre pozitif olduğunda, her iki yarım döngü sırasında da bir çıktı ürettiğinde, sırayla ileten her diyotla sonuçlanır. Bu doğrultucunun avantajları, yarım dalga doğrultucuya kıyasla esnektir.

Tam Dalga Doğrultucu Teorisi

Bu devre, tek bir yük direncine (RL) bağlı iki güç diyotundan oluşur ve her diyot, yük direncine akım sağlamak için onu alır. Transformatörün A noktası A noktasına göre pozitif olduğunda, D1 diyotu oklarla gösterildiği gibi ileri yönde hareket eder. Döngünün C noktasına göre negatif yarısında B noktası pozitif olduğunda, diyot D2 ileri yönde hareket eder ve direnç R'den geçen akım dalganın her iki yarı döngüsü için de aynı yöndedir.

Direnç R üzerindeki çıkış voltajı, iki dalga formunun fazör toplamıdır, aynı zamanda iki fazlı devre olarak da bilinir. Her diyot tarafından geliştirilen her bir yarım dalga arasındaki boşluklar şimdi diğeri tarafından doldurulmaktadır. Yük direnci boyunca ortalama DC çıkış voltajı artık tek yarım dalga doğrultucu devresinin iki katıdır ve kayıp olmadığı varsayıldığında tepe voltajının yaklaşık 0.637 Vmax'ıdır. VMAX, ikincil sargının bir yarısındaki maksimum tepe değeridir ve VRMS, RMS değeridir.

Tam Dalga Doğrultucunun Çalışması

Çıkış dalga formunun tepe voltajı, her bir yarısında sağlanan yarım dalga doğrultucu için öncekiyle aynıdır. trafo sargıları aynı RMS voltajına sahip. Farklı bir DC gerilim çıkışı elde etmek için farklı trafo oranları kullanılabilir. Bu tip redresör devresinin dezavantajı, iki ayrı fakat aynı sekonder sargı ile belirli bir güç çıkışı için daha büyük bir transformatörün gerekli olması, bu tip tam dalgalı doğrultma devresini FW Köprü Doğrultucu devresine kıyasla pahalı hale getirmesidir.

Tam Dalga Doğrultucu Çıkış Dalga Biçimleri

Bu devre, tam dalgalı bir doğrultucunun çalışmasına genel bir bakış sağlar. Tam dalga doğrultucu devresi ile aynı çıkış dalga biçimini üreten bir devre, Tam Dalga'nınkidir. Köprü Doğrultucu . Tek fazlı bir doğrultucu, birbirine bağlı dört ayrı doğrultucu diyot kullanır. kapalı döngü istenen çıkış dalgasını üretmek için köprü konfigürasyonu. Bu köprü devresinin avantajı, özel bir merkez kademeli trafo gerektirmemesi, dolayısıyla boyutunu ve maliyetini düşürmesidir. Tek ikincil sargı, diyot köprü ağının bir tarafına ve yük diğer tarafına bağlanır.

D1 ila D4 olarak etiketlenen dört diyot, her yarım döngü süresi boyunca akım ileten yalnızca iki diyotla seri çiftler halinde düzenlenmiştir. Beslemenin pozitif yarı döngüsü gittiğinde, D1, D2 diyotları bir dizi halinde ilerlerken, D3 ve D4 diyotları ters eğimlidir ve akım yük boyunca akar. Negatif yarı döngü sırasında, D3 ve D4 diyotları bir dizi halinde hareket eder ve D1 ve D2 diyotları artık ters taraflı konfigürasyonda olduklarından kapanır.

Yük boyunca akan akım, tek yönlü moddur ve yük boyunca geliştirilen voltaj da tek yönlü voltajdır, önceki iki diyotlu tam dalga doğrultucu modelinde olduğu gibi. Bu nedenle, yük boyunca ortalama DC voltajı 0,637V'dir. Her yarım döngü sırasında, akım sadece bir diyot yerine iki diyottan geçer, bu nedenle çıkış voltajının genliği, giriş VMAX genliğinden iki voltaj düşüşü 1.4V daha azdır, dalgalanma frekansı artık 50Hz için besleme frekansı 100Hz'nin iki katıdır. 60Hz besleme için 120Hz veya 120Hz.

Tam Dalga Doğrultucu Çeşitleri

Bunlar iki şekilde mevcuttur, yani merkeze bağlı tam dalga doğrultucu ve köprü doğrultucu devresi. Her tip tam dalga doğrultucu kendi özelliklerini içerir, bu nedenle bunlar farklı uygulamalarda kullanılır.

• Merkez Musluk Tam Dalga Doğrultucu
• Tam Dalga Köprü Doğrultucu

Merkez Musluk Tam Dalga Doğrultucu

Bu tür bir redresör, AB'nin 'C' merkez noktasında ve D1, D2 gibi iki diyotun devrenin üst ve alt kısmına bağlandığı sekonder sargı yoluyla kademeli bir transformatör ile inşa edilebilir. Sinyal düzeltmesi için, D1 diyotu ikincil sargının üst tarafında görünen AC voltajını kullanırken, D2 diyotu sargının altını kullanır. Bu tür redresör, termiyonik vanalarda ve vakum tüplerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ortalanmış Musluk FWR

Merkez musluk tam dalgalı doğrultucu devresi aşağıda gösterilmiştir. Devrede, Vin gibi AC voltajı, AC kaynağı etkinleştirildiğinde transformatörün ikincil sargısının AB gibi iki terminali boyunca akar.

Tam dalga Köprü Doğrultucu Devresi

Bir Köprü Doğrultucu tam dalgalı doğrultucu, dört doğrultucu diyotla tasarlanabilir. Ortaya vurma kullanmaz. Adından da anlaşılacağı gibi, devre bir köprü devresi içerir. Devredeki dört diyotun bağlantısı, kapalı döngü köprü modelinde yapılabilir. Bu doğrultucu daha az maliyetlidir ve merkeze bağlı trafo olmadığı için boyut olarak daha küçüktür.

FW Köprü Doğrultucu Devresi

Bu devrede kullanılan diyotlar D1, D2, D3 ve D4 olarak adlandırılır ve burada iki diyot, devreye beslenen üst yarı çevrime veya alt yarı döngüye bağlı olarak D1 ve D3 veya D2 ve D4 gibi dört yerine aynı anda hareket eder.

Tam Dalga Doğrultucu ve Yarım Dalga Doğrultucu arasındaki fark

Farklı parametrelere dayanarak, tam dalga ile yarım dalga doğrultucu arasındaki fark aşağıda tartışılmaktadır. Bu iki redresör arasındaki fark aşağıdakileri içerir.

Tam Dalga Doğrultucunun Özellikleri

Tam dalgalı bir doğrultucunun özellikleri aşağıda tartışılmaktadır.

• Dalgalanma Faktörü
• Form faktörü
• DC Çıkış Akımı
• Tepe Ters Gerilimi
• Yük Akımı IRMS'nin Ortalama Karekök Değeri
• Doğrultucu Verimliliği

Dalgalanma Faktörü

Dalgalanma faktörü, dalgalanma voltajı ile saf DC voltajının oranı olarak tanımlanabilir. Bunun ana işlevi, o / p DC sinyalindeki mevcut dalgalanmaları ölçmektir, böylece dalgalanma faktörüne bağlı olarak DC sinyali gösterilebilir. Dalgalanma faktörü yüksek olduğunda, yüksek titreşimli bir DC sinyalini gösterir. Benzer şekilde, dalgalanma faktörü düşük olduğunda, düşük titreşimli bir DC sinyalini gösterir.

Γ = √ (VrmsVDC)^iki−1

Nerede, γ = 0.48.

Form faktörü

Tam dalga doğrultucunun form faktörü, akımın RMS değerinin ve DC çıkış akımının oranı olarak tanımlanabilir.

Form Faktörü = Akım / DC Çıkış Akımının RMS Değeri.

Tam dalga doğrultucu için form faktörü 1,11'dir.

DC Çıkış Akımı

RL gibi o / p yük direncinde D1 ve D2 gibi her iki diyottaki akım akışı aynı yöndedir. Yani, o / p akımı, her iki diyottaki akımın miktarıdır.

D1 diyotu aracılığıyla üretilen akım Imax / π'dur.

D2 diyotu aracılığıyla üretilen akım Imax / π'dur.

O / p akımı (BEN_DC) = 2Imax / π .

Nerede,

'Imax' maksimum DC yük akımıdır

Tepe Ters Gerilimi (PIV)

Tepe ters voltajı veya PIV, tepe ters voltajı olarak da bilinir. Bir diyotun ters öngerilim durumunda maksimum gerilime ne zaman dayanabileceği olarak tanımlanabilir. Uygulanan voltaj PIV ile karşılaştırıldığında daha yüksekse, diyot kalıcı olarak yok olacaktır.

PIV = 2Vs maks.

DC Çıkış Gerilimi

DC o / p voltajı yük direncinde (RL) görünebilir ve şu şekilde verilebilir VDC = 2Vmaks / π .

Nerede,

'Vmax', maksimum ikincil voltajdır.

ben_RMS

Tam dalgalı bir doğrultucunun yük akımının karekök ortalama değeri

ben_RMS= Im√2

_VRMS

Tam dalgalı bir doğrultucunun o / p yük voltajının kök ortalama kare değeri

V_RMS= I_RMS× R_L= Im / √2 × RL

Doğrultucu Verimliliği

Doğrultucunun verimliliği, DC o / p gücünün ve AC i / p gücünün fraksiyonu olarak tanımlanabilir. Doğrultucu verimliliği, AC'yi DC'ye ne kadar verimli bir şekilde dönüştürdüğünü gösterir. Doğrultucu verimi yüksek olduğunda, buna iyi bir doğrultucu denir, oysa verim düşükse, buna verimsiz bir doğrultucu denir.

Η = Çıkış (P_DC) / Giriş (P_AC)

Bu doğrultucu için verimlilik% 81,2'dir ve yarım dalga doğrultucu ile karşılaştırıldığında iki katına çıkar.

Avantajları

tam dalga doğrultucunun avantajları aşağıdakileri dahil edin.

• Yarım dalga ile karşılaştırıldığında bu devre daha fazla verime sahiptir
• Bu devre her iki çevrimi de kullanır, bu nedenle o / p gücünde kayıp olmaz.
• Yarım dalga doğrultucu ile karşılaştırıldığında, bu doğrultucunun dalgalanma faktörü daha azdır.
• Düzeltmede her iki döngü de kullanıldığında, i / p voltaj sinyali içinde kaybolmaz
• Tam dalgalı bir köprü yapmak için dört ayrı güç diyotu kullanabilirsiniz, hazır köprü doğrultucu bileşenleri, doğrudan lehimlenebilen farklı voltaj ve akım boyutlarında kullanıma hazır olarak mevcuttur. PCB devre kartı veya maça konektörleri ile bağlanabilir.
• Tam dalga köprüsü bize daha az üst üste binen dalgalanma ile daha büyük bir ortalama DC değeri verirken, çıkış dalga biçimi giriş kaynağının frekansının iki katıdır. Bu nedenle, köprü devresinin çıkışına uygun bir yumuşatma kapasitörü bağlayarak ortalama DC çıkış seviyesini daha da yükseltin.
• Tam dalgalı bir köprü doğrultucunun avantajları, belirli bir yük için daha küçük bir AC dalgalanma değerine ve eşdeğer bir yarım dalga devresinden daha küçük bir rezervuara veya yumuşatma kapasitesine sahip olmasıdır. Dalgalanma voltajının temel frekansı, AC besleme frekansı 100 Hz'nin iki katıdır, burada yarım dalga için 50 Hz besleme frekansına tam olarak eşittir.
• Diyotlar tarafından DC besleme voltajının üstüne bindirilen dalgalanma voltajı miktarı, köprünün çıkış terminallerine çok iyileştirilmiş bir π filtresi eklenerek neredeyse ortadan kaldırılabilir. Alçak geçiren filtre, alternatif dalgalanma bileşenine yüksek empedanslı bir yol katmak için aynı değere sahip iki yumuşatma kapasitöründen ve bunlar boyunca bir boğulma veya endüktanstan oluşur.
• Alternatif, bir LM78xx gibi, 'xx' in pozitif çıkış voltajı için çıkış voltajı derecelendirmesini veya dalgalanmayı azaltabilen bir negatif çıkış voltajı için LM79xx'in ters eşdeğerini temsil ettiği bir LM78xx gibi bir hazır 3 terminal voltaj regülatörü IC kullanmaktır. 1 amperin üzerinde sabit bir çıkış akımı sağlarken 70dB'den fazla Veri Sayfası.
• DC voltajı ile çalışan komponentler için DC voltajı elde etmek için temel komponenttir. Çalışması, tam dalga doğrultucu bir proje olarak tanımlanabilir.
• Devrenin kalbidir ve diyot köprüsünü kullanır. Kondansatörler dalgalanmalardan kurtulmak için kullanılır. DC voltaj gereksinimine göre.

Dezavantajları

tam dalga doğrultucunun dezavantajları aşağıdakileri dahil edin.

• Devreyi tasarlamak için dört diyot kullanır
• Küçük bir voltajın düzeltilmesi gerektiğinde bu devre kullanılmaz, çünkü iki diyotun bağlantısı seri olarak yapılabilir ve iç dirençlerinden dolayı çift voltaj düşüşü sağlar.
• Yarım dalgayla karşılaştırıldığında karmaşıktır.
• Diyotun tepe ters voltajı yüksektir, bu nedenle bunlar daha büyük ve daha pahalıdır.
• Bu doğrultucu, orta musluğu küçük sargının üzerine yerleştirmek için karmaşıktır.
• DC o / p azdır çünkü her diyot transformatörün ikincil voltajlarının sadece yarısını kullanır.

Uygulamalar

tam dalga doğrultucu uygulamaları aşağıdakileri dahil edin.

• Bu tür bir redresör esas olarak modüle edici radyo sinyalinin genliğini tanımlamak için kullanılır.
• Elektrik kaynağında, polarize DC gerilimi bir köprü doğrultucu aracılığıyla sağlanabilir
• Köprü doğrultucu devresi, farklı uygulamalar için bir güç kaynağı devresinde kullanılır çünkü voltajı yüksek AC'den düşük DC'ye dönüştürebilir.
• Bu doğrultucular, LED ve Motora benzer DC gerilim ile çalışan cihazlara güç sağlamak için kullanılır.

Bu nedenle, bu tamamen bir tam dalga doğrultucu, devre, çalışma, özellikler, avantajlar, dezavantajlar ve uygulamalarına genel bir bakışla ilgilidir. İşte size bir soru, farklı redresör türleri nelerdir?