کاربرد دیود به عنوان یک سوساز

کاربرد دیود به عنوان یک سوساز:
 مدارهای یک سوکننده ی دیودی مدارهای هستند که ولتاژ متناوب را به ولتاژ مستقیم ، یک طرفه تبدیل می نمایند زیرا دیود از یک طرف جریان را عبور می دهد و از جهت دیگر، جریان قطع است. عنصر اصلی مدارهای یک سو کننده دیود است به طور کلی سه نوع یک سو کننده ی تک فاز وجود دارد.

یکسوکننده ی نیم موج:
ساده ترین مداری که به کمک آن می توان جریان متناوب را به جریان یک طرفه تبدیل نمود یک سو کننده ی نیم موج است. علامت GND نشان دهند اتصال زمین است. تمام اتصال زمین ها در یک مدار به وسیله خطوط ارتباطی به هم وصل هستند.

طرز کار یک سو کننده ی نیم موج:
        با توجه به شکل زیر در زمان t0 تا t1 یعنی در نیم سیکل مثبت موج ورودی، آند دیود مثبت است و اگر دیود ایده آل فرض شود دیود مانند یک کلید وصل بوده و جریان در مدار جاری می شود، و در دو سر بار RL افت ولتاژی مطابق شکل موج ورودی پدید می آید.

در زمان t1 تا t2 دیود در گرایش معکوس قرار دارد و جریان عبوری از دیود صفر است. از این رو در  سر بار افت ولتاژی پدید نمی آید به طور کلی شکل موج دو سر بار مانند شکل زیر است.

معمولاً برای تولید موج یک سو شده از برق شهر از یک ترانسفور ماتور کاهنده استفاده می کنند. برای اینکه ولتاژ برق شهر را به ولتاژی کم تر تبدیل کند. در شکل زیر مدار یک سو کننده ی با ترانسفورماتور را مشاهده می کنید.

یک سوساز تمام موج:
در یک سوساز تمام موج برخلاف یک سو ساز نیم موج که فقط در یک نیم سیکل جریان از بار عبور می کند، در تمام سیکل از بار جریان عبور می کند. شکل زیر بلوک دیاگرام مدار یک سو ساز تمام موج به همراه شکل موج های ورودی و خروجی آن نشان داده شده است.

        یک سوساز تمام موج  به دو صورت طراحی می شود.

1. یک سوساز تمام موج با ترانس سر وسط:

       شکل زیر تصویری از مدار یک سو ساز تمام موج با ترانس سر وسط و شکل موج سرهای ثانویه نسبت به سر وسط را نشان می دهد. در نیم سیکل اول وقتی آند دیود D1  مثبت و آند دیود D2 منفی است، دیود D1 وصل و دیود D2 قطع است، جریان مطابق شکل از دیود D1 عبور کرده و در دوسر RL افت ولتاژی به وجود می آورد.

در نیم سیکل بعدی آند دیود D1 منفی و آند دیود D2 مثبت است. از این رو دیود D1 قطع و دیودD2 وصل است و جریان مطابق شکل زیر از دیود D2 و بار RL عبور می کند در نتیجه شکل موج ولتاژ دو سر بار یک سو شده می باشد.

1. یک سوساز تمام موج پل:

          یک سو ساز تمام موج پل مطابق شکل زیر است.

در نیم سیکل اول دیود های D1 و D2 وصل و دیودهای D3 و D4  قطع هستند.

جریان مطابق شکل از دیود ها و بار RL می گذرد. در نیم سیکل دوم دیود های D1 و D2 قطع و دیود های  D3  و D4  وصل هستند و جریان مطابق شکل از دیود های  D3 و D4 و بار  RL می گذرد. از این رو شکل موج دوسر بار به صورت شکل زیر است.

یک سوساز تمام موج پل به صورت مدار مجتمع:
مدار یک سو ساز پل به صورت مدار مجتمع نیز وجود دارد. نمای ظاهری و مدار داخلی یک سو ساز پل در شکل زیر نشان داده شده است.

میانگین ولتاژ دوسر بار در یک سو سازی (Vave) :

در یک سو ساز تمام موج میانگین ولتاژ دو برابر یک سو ساز نیم موج است.

حداکثر ولتاژ معکوس دو سر هر دیود (PIV) :
در مدارهای یک سو ساز، در نیم سیکل که دیود قطع است حداکثر ولتاژی که در دو سر دیود افت می کند PIV نام دارد. برای یک سوسازی نیم موج PIV=VP و در یک سو ساز تمام موج با ترانس سروسطPIV=2VP و در یک سوسازی تمام موج پل PIV=VP است . البته دیودها ایده آل در نظر گرفته شده اند. در جدول شکل سه نوع یک سو سازی و شکل موج ورودی و خروجی و مقادیر مورد نیاز آورده شده و دیودها ایده آل و ولتاژ وصل دو سر آن 0 ولت در نظر گرفته شده است.

یک سوساز با صافی:
ولتاژ به دست آمده از مدار یک سو ساز نیم موج و تمام موج یک طرفه هستند، اما این موج ها تغییراتی نیز دارند. دستگاه های برقی و الکترونیکی برای تغذیه ی خود به ولتاژیDC و بدون تغییر، بدون ضربان نیاز دارند. از این رو ، از صافی برای این منظور استفاده می کنیم. در شکل زیر بلوک دیاگرام یک منبع تغذیه با صافی نشان داده شده است.

یک سوساز نیم موج با خازن صافی:
در شکل های زیر مدار یک سو ساز نیم موج با خازن صافی و شکل موج دو سر بار در لحظات مختلف نشان داده شده است.

یک سوساز تمام موج پل با خازن صافی (آداپتور):
در شکل زیر مدار یک سو ساز تمام موج با خازن صافی نشان داده شده است و همچنین تصویر موج دوسر بار را مشاهده می کنید.

در پایان برای مشاهده نحوه یک سو سازی و همچنین مشاهده ولتاژ و سیگنال ها بصورت عملی از مدار آزمایشی شبیه سازی شده با نرم افزار Proteus v7   استفاده نموده ایم می توانید آن را از لینک زیر دانلود نمائید و اجرا کنید: 
لینک دانلود:
http://s3.picofile.com/file/7474117846/Circuit_Diode_as_a_rectifier.zip.html 
پسورد:
www.Project-esisis.com

نسخه ی pdf قابل دانلود این صفحه:

لینک دانلود:

http://s3.picofile.com/file/7474133224/Electronic_Diode_as_a_rectifier.zip.html

رمز فایل: www.Project-esisis.com

راھنمای دانلودگزارش خرابی لینک