یکسوکننده تمام موج

در این مقاله می خواهیم بدانیم که یکسو کننده تمام موج چیست. تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم به عنوان یکسو سازی شناخته می شود. این تبدیل را می توان با استفاده از یک دیود یا بیش از یک دیود انجام داد. دیودی که برای یکسوکنندگی جریان استفاده می شود یکسو کننده نامیده می شود. 2 دسته اصلی یکسو کننده ها وجود دارد که یکی نیمه موج و دیگری یکسو کننده تمام موج است. در مدارهای یکسوسازی نیم موج، تنها یک دیود برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم استفاده می شود. بنابراین طراحی چنین یکسوسازی خیلی ساده و ارزان است. اما یک اشکال دارد که نیمی از موج AC را به جریان مستقیم تبدیل می کند. به همین دلیل تلفات توان بیشتری در این مدار وجود دارد. این یکسو کننده برای چنین کاربردهایی که جریان مستقیم خالص مورد نیاز است نیز مناسب نیست. برای یکسوسازی کامل از یکسو کننده تمام موج استفادهمی شود که در مدارش از تعداد بیشتری دیود استفاده می شود و شکل موج کامل AC را به جریان مستقیم تبدیل می کند. در مقاله امروز نگاهی به مدار آن، مقایسه با دیگر یکسو کننده ها، کاربردها و برخی اصطلاحات مرتبط دیگر خواهیم داشت.

یکسوکننده تمام موج چیست؟

یکسو کننده تمام موج مداری است که شکل موج سینوسی جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می کند.

از نمودار داده شده می توانید ببینید که مدار یکسو کننده شکل موج متناوب کامل را به جریان مستقیم تبدیل کرده است.

دو نوع اصلی از مدارهای یکسو کننده تمام موج وجود دارد، اول، یکسو کننده با تب مرکزی(ترانس سه سر با سر مرکزی) و دیگری یکسو کننده پل.

ما هر دوی آنها را با جزئیات بحث می کنیم.

ابتدا، مدار یکسو کننده تب مرکزی را مورد بحث قرار می‌دهیم، برای مطالعه این یکسوسازی، ابتدا ترانسفورماتور تب مرکزی را که جزء مهم مدار یکسوسازی با تب مرکزی است، مورد بحث قرار می‌دهیم.

ترانسفورماتور با سر وسط

همانطور که می دانیم 2 سیم پیچ اصلی ترانسفورماتور وجود دارد که اولی اولیه و دیگری ثانویه است.

اگر یک هادی اضافی را در مرکز سیم پیچ ثانویه وصل کنیم، آنگاه ترانسفورماتور به عنوان تب مرکزی شناخته می شود.

این ترانسفورماتور مانند یک ترانسفورماتور معمولی کار می کند، اما یک ویژگی اضافی برای ترانسفورماتور فراهم می کند.

یعنی ولتاژی که از سمت اولیه به سمت ثانویه می آید، به 2 قسمت تقسیم می شود.

یک قسمت در ثانویه یک نیم موج مثبت و دیگری یک نیمه موج منفی است، ولتاژ کل خروجی ما مجموع این 2 ولتاژ خواهد بود.

Vt = (V1 + V2)

این ویژگی ترانسفورماتور با سر وسط در فرآیند یکسوسازی استفاده می شود.

یکسوکننده تمام موج با ترانس تب مرکزی (ترانس سه سر با سر مرکزی)

در این نوع مدارهای یکسوسازی، یک ترانسفورماتور با سر مرکزی وجود دارد و از 2 دیود برای تبدیل ac به dc استفاده می شود.

  از مدار می توانید ببینید که منبع تغذیه متناوب ورودی به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور و در سمت ثانویه یک هادی اضافی در مرکز سیم پیچ ثانویه وصل شده است.

هادی مرکزی سیم پیچ ثانویه را به 2 قسمت تقسیم می کند، قسمت اول سیم پیچ ثانویه با دیود (Dx) و قسمت دیگر به دیود (Dy) متصل می شود.

هر دوی این دیودها همچنین با مقاومت مشترک RL متصل می شوند، یعنی مقاومت باری که توسط هادی وسط به ترانسفورماتور متصل می شود.

کار با یکسو کننده تمام موج با ترانس سه سر

این مدار یکسو کننده از یک ترانسفورماتور با شیر مرکزی برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم استفاده می کرد.

هنگامی که ولتاژ به سیم پیچ ثانویه از سیم پیچ های ورودی می رسد که به 2 قسمت تقسیم می شود اولی مثبت و دیگری منفی است.

هنگامی که نیمه اول موج سینوسی به نقطه A از ثانویه می آید در یک پتانسیل مثبت و نقطه B در یک پتانسیل منفی و هادی مرکزی در سطح ولتاژ 0 قرار دارد.

نقطه A با آند دیود Dx و نقطه B به کاتد Dx متصل می شود، این مجموعه می گوید که دیود Dx در حالت بایاس مستقیم است و جریان شروع به هدایت می کند.

از مدار می بینید که نقطه B با آند Dy و نقطه A سیم پیچ ثانویه به کاتد Dy متصل شده است.

بنابراین دیود Dy در نیمه مثبت منبع تغذیه حالت معکوس دارد و جریان از Dy عبور نمی کند.

این جریان به مقاومت بارگذاری RL و سپس به سیم پیچ ثانویه می رود.

می‌توان نتیجه گرفت که وقتی نیمی از ورودی مثبت می‌آید، جریان صفر از Dy وجود خواهد داشت، زیرا بایاس معکوس است و Dx در بایاس مستقیم است بنابراین جریان از این دیود عبور می‌کند.

وقتی نیمه منفی به سیم پیچ ثانویه می رسد، نقطه A در یک پتانسیل منفی و نقطه B در یک پتانسیل مثبت است.

نقطه منفی A با آند Dx و نقطه مثبت B به کاتد Dx متصل می شود.

دیود Dx در حالت معکوس است بنابراین جریانی از آن عبور نمی کند.

نقطه مثبت B با آند دیود Dy و نقطه A به کاتد Dy متصل می شود.

دیود Dy اکنون بایاس مستقیم است، بنابراین جریان از این دیود عبور می کند.

به دلیل بایاس معکوس دیود Dx، در نیمه منفی، جریان از قسمت بالایی مدار عبور نمی کند و جریان در قسمت پایین جریان می یابد.

بنابراین، در صورت نیمه منفی جریان موج از Dy که در حالت بایاس مستقیم است عبور می کند.

در نتیجه، توجه می کنیم که دیود Dx در نیمه مثبت منبع ورودی و Dy در نیمه منفی منبع کار می کند.

به این ترتیب هر دو قسمت ورودی به ولتاژ dc تبدیل می شوند. نمودار داده شده تبدیل کامل منبع ورودی را توضیح می دهد.

یکسوکننده پل تمام موج

دسته دیگری از مدارهای یکسو کننده تمام موج است، در این مدار 4 دیود به صورت پل به هم متصل شده اند و منبع ورودی ac را به منبع جریان مستقیم تبدیل می کنند.

مزیت اصلی آن عدم نیاز به ترانسفورماتور ویژه با سر وسط برای این مدار است که آن را ساده و کم هزینه می کند.

از مدار می بینیم که 4 دیود به ترتیب به هم متصل شده اند و برای هر نیمی از منبع ورودی فقط 2 دیود کار می کنند.

هنگامی که نیمه مثبت در دیود مدار وجود داشته باشد D1 و D2 کار می کنند و نیمه منفی دیودهای D3 و D4 کار می کنند.

نیم سیکل مثبت

هنگامی که نیمه موج سینوسی ورودی مثبت می آید، دیودهای D1 و D2 کار می کنند و نیمی از منبع تغذیه به dc تبدیل می شود. نمودار داده شده جهت جریان را نشان می دهد.

نیم سیکل منفی

در نیمه منفی منبع تغذیه، فقط دیودها، D3 و D4 همانطور که در جهت بایاس مستقیم هستند، کار می کنند.

همانطور که D1 و D2 در نیمه مثبت و D3 و D4 در نیمه منفی کار می کنند، خروجی ما dc تمام موج خواهد بود.

بنابراین، در این مقاله مفصل در مورد یکسو کننده تمام موج صحبت کردیم. امیدوارم مفهوم اصلی مدار یکسوکننده تمام موج را درک کرده باشید.