Doğrultucu Nasıl Çalışır?

İçerik

• Köprü Doğrultucu ve Doğrultucu Diyot
• Silisyum ve Germanyum Diyotları
• Yarım Dalga Doğrultucu Devresi
• Tam dalga Doğrultucu Devresi
• Doğrultucu Bileşenleri ve Uygulamaları
• Doğrultucu Sistemlerin Kullanımı

Elektrik enerjisinin uzun mesafeler boyunca farklı amaçlar için nasıl aktığını merak edebilirsiniz. Ve farklı "elektrik türleri" vardır. Elektrikli demiryolu sistemlerine güç sağlayan elektrik, telefonlar ve televizyonlar gibi ev aletleri için uygun olmayabilir. Doğrultucular bu farklı elektrik türleri arasında dönüşüm yaparak yardımcı olurlar.

Köprü Doğrultucu ve Doğrultucu Diyot

Doğrultucular, alternatif akımdan (AC) doğru akıma (DC) dönüşmenizi sağlar. AC, DC tek bir yönde akarken, düzenli aralıklarla ileri ve geri akış arasında geçiş yapan akımdır. Genellikle bir köprü doğrultucuya veya doğrultucu diyotuna dayanırlar.

Tüm redresör kullanımı P-N kavşaklarelektrik akımının n-tipi yarı-iletkenlere sahip p-tipi yarı-iletkenlerin oluşumundan sadece bir yönde akmasına izin veren yarı-iletken cihazlar. "P" tarafında çok fazla delik vardır (elektronun olmadığı yerler), bu nedenle pozitif olarak yüklenmiştir. "N" tarafı, dış kabuklarındaki elektronlarla negatif olarak yüklenmiştir.

Bu teknoloji ile birçok devre bir köprü doğrultucu. Köprü doğrultucular, yarı-iletken bir malzemeden yapılmış diyotlar sistemini kullanarak, AC sinyalinin bir yönünü ya da AC girişinin her iki yönünü düzelten bir tam dalga yöntemini yayan bir yarı dalga yönteminde kullanarak AC'yi DC'ye dönüştürürler.

Yarı iletkenler, akımı kontrol etmenin bir aracı olarak fosfor gibi malzemelerle kontamine olan galyum veya silisyum gibi metaloidler gibi metallerden yapıldıkları için akım akışına izin veren malzemelerdir. Çok çeşitli akımlar için farklı uygulamalar için köprü doğrultucu kullanabilirsiniz.

Köprü doğrultucuları ayrıca diğer redresörlerden daha fazla voltaj ve güç üretme avantajına sahiptir. Bu avantajlara rağmen, köprü redresörleri diğer redresörlere kıyasla ekstra diyotlarla dört diyot kullanmak zorunda kalmakta ve çıkış voltajını azaltan voltaj düşüşüne neden olmaktadır.

Silisyum ve Germanyum Diyotları

Bilim adamları ve mühendisler, diyot oluşturmak için genellikle silikonu germanyumdan daha sık kullanırlar. Silikon p-n kavşakları germanyum olanlardan daha yüksek sıcaklıklarda daha etkili çalışır. Silisyum yarı iletkenleri elektrik akımının daha kolay akmasını sağlar ve düşük maliyetle yaratılabilir.

Bu diyotlar, AC'yi DC'ye dönüştürmek için p-n bağlantısından, akımın p-n bağlantı yönüne bağlı olarak ileri veya geri yönde akmasını sağlayan bir tür "elektrik" düğmesidir. İleri önyargılı diyotlar akımın akmaya devam etmesine izin verirken ters önyargılı diyotlar onu engeller. Bu, silikon diyotların yaklaşık 0.7 volt ileri gerilime sahip olmalarına neden olur, böylece yalnızca volttan fazlaysa akım akışına izin verirler. Germanyum diyotları için ileri voltaj 0,3 volttur.

Bir pilin, elektrotun veya bir oksidasyonun bir devrede gerçekleştiği başka bir voltaj kaynağının anot terminali, p-n birleşimini oluştururken bir diyotun katoduna delikleri besler. Buna karşılık, redüksiyonun meydana geldiği bir voltaj kaynağının katodu, diyotun anotuna gönderilen elektronları sağlar.

Yarım Dalga Doğrultucu Devresi

Nasıl çalışabilirsiniz yarım dalga redresörleri Nasıl çalıştıklarını anlamak için devrelerde bağlanır. Yarım dalga redresörleri, giriş AC dalgasının pozitif veya negatif yarım döngüsüne bağlı olarak ileri taraflı olma ile ters taraflı olma arasında geçiş yapar. Bu, bir yük direncine yöneliktir, öyle ki direnç boyunca akan akım voltajla orantılıdır. Bu, voltajı temsil eden Ohm Yasası nedeniyle olur. V akımın ürünü olarak ben ve direnç R, içinde V = IR.

Yük direnci üzerindeki gerilimi besleme gerilimi olarak ölçebilirsiniz. V_s, bu çıkış DC voltajına eşittir V_dışarı. Bu voltajla ilişkili direnç ayrıca devrenin kendisinin diyoduna da bağlıdır. Ardından, doğrultucu devresi, giriş AC sinyalinin negatif yarı döngüsünü aldığı ters eğimli olmaya geçer. Bu durumda, diyot veya devre boyunca hiçbir akım akmaz ve çıkış voltajı 0'a düşer. Çıkış akımı tek yönlüdür.

Tam dalga Doğrultucu Devresi

••• Syed Hussain Ather

Tam dalgalı redresörler, aksine, giriş AC sinyalinin tüm döngüsünü (pozitif ve negatif yarım döngülerle) kullanır. Tam dalga doğrultucu devresindeki dört diyot, AC sinyal girişi pozitif olduğunda akımın diyot boyunca akacağı şekilde düzenlenir. D₁ yük direncine ve geri AC kaynağına D₂. AC sinyali negatif olduğunda, akım D₃-yük-D₄ yerine yol. Yük direnci aynı zamanda tam dalga doğrultucusundan gelen DC voltajını da verir.

Tam dalgalı bir redresörün ortalama voltaj değeri, yarım dalgalı redresörün iki katıdır ve kök ortalama kare gerilimitam dalgalı bir redresörün AC voltajını ölçme yöntemi, yarım dalgalı redresörün √2 katıdır.

Doğrultucu Bileşenleri ve Uygulamaları

Evinizdeki elektronik cihazların çoğu AC kullanır, ancak dizüstü bilgisayarlar gibi bazı cihazlar kullanmadan önce bu akımı DC'ye dönüştürür. Dizüstü bilgisayarların çoğu, DC voltajının adaptörün boyutu, maliyeti ve ağırlığı için daha fazla güç almasını sağlayan bir tür Anahtarlamalı Mod Güç Kaynağı (SMPS) kullanır.

SMPS, darbe genişliği modülasyonunu kontrol eden bir redresör, osilatör ve filtre kullanarak çalışır (bir elektrik sinyalinin gücünü azaltma yöntemi), voltaj ve akımı. Osilatör, akımın genliğini ve aktığı yönü belirleyebileceğiniz bir AC sinyal kaynağıdır. Dizüstü bilgisayarlar AC adaptörü bunu daha sonra AC güç kaynağına bağlamak için kullanır ve yüksek AC voltajını, şarj sırasında kendisini çalıştırmak için kullanabileceği bir form olan düşük DC voltajına dönüştürür.

Bazı redresör sistemleri aynı zamanda zamanla değişmek yerine sabit bir voltaj vermelerini sağlayan bir yumuşatma devresi veya kapasitör kullanır. Düzeltme kapasitörlerinin elektrolitik kondansatörü, 10 ila binlerce mikrofarad (µF) arasındaki kapasitanslara ulaşabilir. Daha büyük giriş voltajı için daha fazla kapasitans gerekir.

Diğer redresörler, olarak bilinen dört katmanlı yarı iletkenler kullanarak voltaj değiştiren transformatörlerden yararlanır. tristörler diyotların yanında. bir Silikon kontrollü doğrultucubir tiristör için bir başka ad, bir üst üste yerleştirilmiş iki p-n kavşağı oluşturmak için bir geçit ve dört katmanı ile ayrılmış bir katot ve bir anot kullanır.

Doğrultucu Sistemlerin Kullanımı

Doğrultucu sistem tipleri, voltaj veya akımı değiştirmeniz gereken uygulamalara göre değişir. Daha önce tartışılan uygulamalara ek olarak redresörler lehimleme ekipmanlarında, elektrik kaynaklarında, AM radyo sinyallerinde, darbe jeneratörlerinde, voltaj çarpanlarında ve güç kaynağı devrelerinde kullanım alanı bulmaktadır.

Elektrik devrelerinin parçalarını birbirine bağlamak için kullanılan lehimleme demirleri, AC girişinin tek bir yönü için yarım dalga doğrultucu kullanır. Köprü doğrultucu devreleri kullanan elektrikli kaynak teknikleri, sabit, polarize DC gerilim beslemesi sağlamak için ideal adaylardır.

Genliği modüle eden AM radyo, elektrik sinyali girişindeki değişiklikleri tespit etmek için yarım dalga doğrultucuları kullanabilir. Dijital devreler için dikdörtgen palslar üreten pals üreten devreler, giriş sinyalini değiştirmek için yarım dalga doğrultucular kullanır.

Güç kaynağı devrelerindeki doğrultucular AC'yi DC'ye farklı güç kaynaklarından dönüştürür. Bu, DC'nin genellikle ev elektriği ve elektronik cihazlar için AC'ye dönüştürülmeden önce uzun mesafelerde gönderildiği için kullanışlıdır. Bu teknolojiler, voltaj değişimini kaldırabilecek köprü doğrultucuyu büyük ölçüde kullanıyor.