Salvo
Kayıtlı Üye
DOĞRULTMA DEVRELERİ
Doğrultma devreleri AC gerilimi DC gerilime çevirmektedir.
Doğrultma devreleri aşağıdaki gruplara ayrılır:
1. Yarım dalga doğrultma devresi
2. Tam dalga doğrultma devresi
a) İki diyotlu tam dalga doğrultma devresi.
b) Dört diyotlu (köprü) tam dalga doğrultma devresi.
Yarım Dalga Doğrultma Devresi
Yarım dalga doğrultma devresinde aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi yalnızca bir diyot kullanılır. AC gerilimin bir alternansının devre tamamlayıp, diğer alternansının devre tamamlaması haline yarım dalga doğrultma adı verilir.
Devrenin Çalışması:
* Transformatör primer sargısına 220 Volt şehir gerilimi uygulanırsa, sekonderinde bir AC gerilim oluşacaktır.
* Transformatör sekonder geriliminin pozitif alternansında (yarı periyodunda), şekilde işaretlenmiş olduğu gibi, sargının üst ucu pozitif (+) olsun,
* Bu durum da, diyot doğru polarmalı olacağından, iletime geçer.
* Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi devreden darbeli bir akım akar.
* Böylece transformatör sekonderinde üretilen AC gerilimin bir alternansı RL yüküne uygulanmış olur.
* Diğer alternansta ise, transformatörün üst ucu "-" olacağından diyoda ters polarma uygulanacak ve diyot iletime geçmeyeceğinden devreden akım akmayacaktır.
* Sonuçta RL yük direncinden, hep aynı yönde fakat darbeli bir DC akım akmaktadır.
* Akım pozitif (+) uçtan, negatif (-) uca doğru aktığı prensibine uygun olarak, RL üzerinde de akım yönünü belirten (+) ve (-) işaretleri konmuştur.
NOT:
Burada şu hususa dikkat etmek gerekiyor:
Aşağıdaki şekilde transformatör sekonderinin bir ucu "+" diğer ucu "-" olarak gösterilmiştir. Aslında, transformatör sargısının bir ucu (+) iken diğer ucundaki gerilim Sıfırdır (0). Neden "+" ve "-" konuyor? Akım "+" dan "-" ye doğru akar, tanımı yerleşmiş olduğundan, bir benzetme olarak transformatör uçları da "+" ve "-" olarak işaretlenmektedir.
Yarım dalga doğrultma devresi
a) Devrenin kuruluşu
b) Transformatör sekonder gerilimi
c) RL yük direnci üzerindeki gerilim
d) RL yük direnci üzerinden akan akım
Yarım Dalga Doğrultma Devresindeki Gerilim ve Akım Bağıntıları
Yukarıdaki şekilden takip edilirse;
Bilindiği gibi, şehir gerilimi, alternatif bir gerilimdir. AC bir voltmetre ile ölçüldüğünde 220V ölçülür. Bu değer şehir geriliminin efektif değeridir. Normal ölçü aletleri efektif değer ölçer.
AC gerilimin efektif değeri ile tepe (pik) değeri arasında şu bağıntı vardır:
Vef = 0,707 Vm Vm = (1 / 0,707)*Vef veya Vm = 1,41Vef
Bu bağıntıya göre şehir geriliminin tepe değeri: VŞm = 220*1,41 = 285,7 Volt 'tur.
Transformatör sekonderinde ölçülecek gerilim de yine efektif değerdir. Şekilde bu değer: Vef = 12V olarak gösterilmiştir.
R direnci uçları arasına bağlanan DC voltmetre ortalama değer ölçer.
Buna "yük ortalama gerilimi (VLor)" diyelim: VLor = 0,45 VTef = 0,318VTm 'dir.
Aslında, VLor değeri 0,45VTef değerinden biraz küçüktür. Çünkü diyor üzerinde de biraz gerilim düşümü olmaktadır. Ama bu, küçük değerli bir gerilim olduğundan ihmal edilebilmektedir.
VLor gerilimi ve RL yük direncine bağlı olarak, yükten, ILor gibi bir yük ortalama akımı akar. Bu akımın değerini, seri bağlanan bir DC ampermetreden okumak mümkündür.
Yük ortalama akımı: ILor = VLor/RL 'dir.
Dikkat edilmesi gereken şu iki noktaya dikkat edilmelidir:
1. Diyodun dayanabileceği ters yön gerilimi
2. Diyottan geçirilebilecek olan doğru yön akımı
Örnek olarak, doğrultucularda en çok kullanılan 1N4001 diyodunu alalım. Bu diyodun ters yön gerilimi: 50V 'tur. Geçirebileceği maksimum doğru yön akımı: 1000mA 'dir. 1N4001 diyodunun ters yön gerilimi, devrede iletimin olmadığı durumda diyoda gelen 12 VTsef gerilimine göre çok toleranslıdır.
Doğru yön akımı da öyledir. Bu duruma daha küçük değerli bir diyotta seçilebilecektir. Seçimde çok kesin sınırlar yoktur. Tepe değerinin 2 - 2,5 katı değerlere sahip bir diyot yeterli olabilir. Seçim için katalog değerlerinden yararlanılır.
1N 4001 1N 4002 1N 4003 1N 4004 Dayanma gerilimi (V) 50 100 150 200 Dayanma akımı (A) 1 1 1 1 Tam Dalga Doğrultma Devresi
Tam dalga doğrultmada, AC gerilimin iki alternansı da aynı yönde yük direncine uygulanmaktadır. Yani iki alternansta da çıkış devresinden akım akmaktadır.
Bu işlem şu iki yöntemle gerçekleştirilir:
1. İki diyotlu tam dalga doğrultma.
2. Köprü tipi tam dalga doğrultma.
İki Diyotlu Tam Dalga Doğrultma
İki diyotlu tam dalga doğrultma devresinde, aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi transformatörün sekonder sargısı ortasından dönüş için bir uç daha alınmaktadır.
İki diyotlu tam dalga doğrultucu
Bu devre kuruluşunda alternansının birinde bir diyot, diğerinde ise diğer diyot iletime geçmektedir. Böylece yük direncine her iki alternansın da gerilimi uygulanmış olmaktadır. Dolayısıyla, yük direnci üzerinde sürekli akım vardır.
Şekil (b) 'de görüldüğü gibi, birinci alternansta D1 diyodu iletime geçerek devreyi tamamlamakta, ikinci alternansta ise, Şekil(c) 'de görüldüğü gibi D2 iletime geçmektedir. Böylece RL yük direncinden hep aynı yönde (+ 'dan - 'ye doğru) bir DC akımı akmaktadır. Buradaki "-" gerilim aslında, yukarıda açıklandığı gibi sıfır değerindedir.
Gerilim ve akım bağıntıları:
İki diyotlu tam dalga doğrultmaktaki, gerilim ve akım bağıntıları, yarım dalga doğrultmadakinin benzeridir. Tek fark DC geriliminin değerindedir.
Burada da DC voltmetre aşağıda verilen ortalama değeri ölçer:
DC gerilim: VLor = 0,9VTef = 0,637VTm, ve DC akım: ILor = VLor/RL 'dir.
İki diyotlu tam dalga doğrultucunun önemli bir dezavantajı vardır;
Her alternansta transformatör sekonderinin bir yarısından yararlanılmaktadır. Bu durum da transformatörün boyutları büyüdüğünden maliyeti artmakta, çok yer kaplamakta ve çok ısınmaktadır.
Köprü Tipi Tam Dalga Doğrultma
Köprü tipi veya dört diyotlu tam dalga doğrultmalarda, aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi köprü şeklinde kurulmuş dört diyottan yararlanılmaktadır.
Bu tür doğrultucularda AC gerilim transformatör sekonderinin iki ucundan alınmaktadır. Devre, bir alternansta, D1, RL ve D2 üzerinden, diğer alternansta ise, D3, RL, D4 üzerinden tamamlanmaktadır.
Böylece RL yük direncinden her iki alternansta da aynı yönde (+ 'dan - 'ye doğru) akım akmaktadır. Bu akım darbeli bir akımdır.
RL üzerindeki VL gerilim düşümü ve IL yük akımı, iki diyotlu doğrultuculardaki gibidir. Köprü diyotlara ait bilgiler genellikle üzerinde yazar.
Örneğin: BC0C1500 yazan bir köprü diyot 40V, 1500mA 'lik doğrultucu demektir. Çoğunlukla da gerilim ve akımları üzerine doğrudan yazılır.
Köprü tipi doğrultucuların avantajları:
1. İki diyotlu tam dalga doğrultuculara göre daha küçük transformatör kullanılabileceğinden, maliyet, yer, ısınma bakımından avantaj sağlanır.
2. Dört diyot bir gövde üzerinde hazırlandığından montaj kolaylığı olmalıdır.
Köprü tipi doğrultucu
Doğrultma devreleri AC gerilimi DC gerilime çevirmektedir.
Doğrultma devreleri aşağıdaki gruplara ayrılır:
1. Yarım dalga doğrultma devresi
2. Tam dalga doğrultma devresi
a) İki diyotlu tam dalga doğrultma devresi.
b) Dört diyotlu (köprü) tam dalga doğrultma devresi.
Yarım Dalga Doğrultma Devresi
Yarım dalga doğrultma devresinde aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi yalnızca bir diyot kullanılır. AC gerilimin bir alternansının devre tamamlayıp, diğer alternansının devre tamamlaması haline yarım dalga doğrultma adı verilir.
Devrenin Çalışması:
* Transformatör primer sargısına 220 Volt şehir gerilimi uygulanırsa, sekonderinde bir AC gerilim oluşacaktır.
* Transformatör sekonder geriliminin pozitif alternansında (yarı periyodunda), şekilde işaretlenmiş olduğu gibi, sargının üst ucu pozitif (+) olsun,
* Bu durum da, diyot doğru polarmalı olacağından, iletime geçer.
* Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi devreden darbeli bir akım akar.
* Böylece transformatör sekonderinde üretilen AC gerilimin bir alternansı RL yüküne uygulanmış olur.
* Diğer alternansta ise, transformatörün üst ucu "-" olacağından diyoda ters polarma uygulanacak ve diyot iletime geçmeyeceğinden devreden akım akmayacaktır.
* Sonuçta RL yük direncinden, hep aynı yönde fakat darbeli bir DC akım akmaktadır.
* Akım pozitif (+) uçtan, negatif (-) uca doğru aktığı prensibine uygun olarak, RL üzerinde de akım yönünü belirten (+) ve (-) işaretleri konmuştur.
NOT:
Burada şu hususa dikkat etmek gerekiyor:
Aşağıdaki şekilde transformatör sekonderinin bir ucu "+" diğer ucu "-" olarak gösterilmiştir. Aslında, transformatör sargısının bir ucu (+) iken diğer ucundaki gerilim Sıfırdır (0). Neden "+" ve "-" konuyor? Akım "+" dan "-" ye doğru akar, tanımı yerleşmiş olduğundan, bir benzetme olarak transformatör uçları da "+" ve "-" olarak işaretlenmektedir.
Yarım dalga doğrultma devresi
a) Devrenin kuruluşu
b) Transformatör sekonder gerilimi
c) RL yük direnci üzerindeki gerilim
d) RL yük direnci üzerinden akan akım
Yarım Dalga Doğrultma Devresindeki Gerilim ve Akım Bağıntıları
Yukarıdaki şekilden takip edilirse;
Bilindiği gibi, şehir gerilimi, alternatif bir gerilimdir. AC bir voltmetre ile ölçüldüğünde 220V ölçülür. Bu değer şehir geriliminin efektif değeridir. Normal ölçü aletleri efektif değer ölçer.
AC gerilimin efektif değeri ile tepe (pik) değeri arasında şu bağıntı vardır:
Vef = 0,707 Vm Vm = (1 / 0,707)*Vef veya Vm = 1,41Vef
Bu bağıntıya göre şehir geriliminin tepe değeri: VŞm = 220*1,41 = 285,7 Volt 'tur.
Transformatör sekonderinde ölçülecek gerilim de yine efektif değerdir. Şekilde bu değer: Vef = 12V olarak gösterilmiştir.
R direnci uçları arasına bağlanan DC voltmetre ortalama değer ölçer.
Buna "yük ortalama gerilimi (VLor)" diyelim: VLor = 0,45 VTef = 0,318VTm 'dir.
Aslında, VLor değeri 0,45VTef değerinden biraz küçüktür. Çünkü diyor üzerinde de biraz gerilim düşümü olmaktadır. Ama bu, küçük değerli bir gerilim olduğundan ihmal edilebilmektedir.
VLor gerilimi ve RL yük direncine bağlı olarak, yükten, ILor gibi bir yük ortalama akımı akar. Bu akımın değerini, seri bağlanan bir DC ampermetreden okumak mümkündür.
Yük ortalama akımı: ILor = VLor/RL 'dir.
Dikkat edilmesi gereken şu iki noktaya dikkat edilmelidir:
1. Diyodun dayanabileceği ters yön gerilimi
2. Diyottan geçirilebilecek olan doğru yön akımı
Örnek olarak, doğrultucularda en çok kullanılan 1N4001 diyodunu alalım. Bu diyodun ters yön gerilimi: 50V 'tur. Geçirebileceği maksimum doğru yön akımı: 1000mA 'dir. 1N4001 diyodunun ters yön gerilimi, devrede iletimin olmadığı durumda diyoda gelen 12 VTsef gerilimine göre çok toleranslıdır.
Doğru yön akımı da öyledir. Bu duruma daha küçük değerli bir diyotta seçilebilecektir. Seçimde çok kesin sınırlar yoktur. Tepe değerinin 2 - 2,5 katı değerlere sahip bir diyot yeterli olabilir. Seçim için katalog değerlerinden yararlanılır.
1N 4001 1N 4002 1N 4003 1N 4004 Dayanma gerilimi (V) 50 100 150 200 Dayanma akımı (A) 1 1 1 1 Tam Dalga Doğrultma Devresi
Tam dalga doğrultmada, AC gerilimin iki alternansı da aynı yönde yük direncine uygulanmaktadır. Yani iki alternansta da çıkış devresinden akım akmaktadır.
Bu işlem şu iki yöntemle gerçekleştirilir:
1. İki diyotlu tam dalga doğrultma.
2. Köprü tipi tam dalga doğrultma.
İki Diyotlu Tam Dalga Doğrultma
İki diyotlu tam dalga doğrultma devresinde, aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi transformatörün sekonder sargısı ortasından dönüş için bir uç daha alınmaktadır.
İki diyotlu tam dalga doğrultucu
Bu devre kuruluşunda alternansının birinde bir diyot, diğerinde ise diğer diyot iletime geçmektedir. Böylece yük direncine her iki alternansın da gerilimi uygulanmış olmaktadır. Dolayısıyla, yük direnci üzerinde sürekli akım vardır.
Şekil (b) 'de görüldüğü gibi, birinci alternansta D1 diyodu iletime geçerek devreyi tamamlamakta, ikinci alternansta ise, Şekil(c) 'de görüldüğü gibi D2 iletime geçmektedir. Böylece RL yük direncinden hep aynı yönde (+ 'dan - 'ye doğru) bir DC akımı akmaktadır. Buradaki "-" gerilim aslında, yukarıda açıklandığı gibi sıfır değerindedir.
Gerilim ve akım bağıntıları:
İki diyotlu tam dalga doğrultmaktaki, gerilim ve akım bağıntıları, yarım dalga doğrultmadakinin benzeridir. Tek fark DC geriliminin değerindedir.
Burada da DC voltmetre aşağıda verilen ortalama değeri ölçer:
DC gerilim: VLor = 0,9VTef = 0,637VTm, ve DC akım: ILor = VLor/RL 'dir.
İki diyotlu tam dalga doğrultucunun önemli bir dezavantajı vardır;
Her alternansta transformatör sekonderinin bir yarısından yararlanılmaktadır. Bu durum da transformatörün boyutları büyüdüğünden maliyeti artmakta, çok yer kaplamakta ve çok ısınmaktadır.
Köprü Tipi Tam Dalga Doğrultma
Köprü tipi veya dört diyotlu tam dalga doğrultmalarda, aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi köprü şeklinde kurulmuş dört diyottan yararlanılmaktadır.
Bu tür doğrultucularda AC gerilim transformatör sekonderinin iki ucundan alınmaktadır. Devre, bir alternansta, D1, RL ve D2 üzerinden, diğer alternansta ise, D3, RL, D4 üzerinden tamamlanmaktadır.
Böylece RL yük direncinden her iki alternansta da aynı yönde (+ 'dan - 'ye doğru) akım akmaktadır. Bu akım darbeli bir akımdır.
RL üzerindeki VL gerilim düşümü ve IL yük akımı, iki diyotlu doğrultuculardaki gibidir. Köprü diyotlara ait bilgiler genellikle üzerinde yazar.
Örneğin: BC0C1500 yazan bir köprü diyot 40V, 1500mA 'lik doğrultucu demektir. Çoğunlukla da gerilim ve akımları üzerine doğrudan yazılır.
Köprü tipi doğrultucuların avantajları:
1. İki diyotlu tam dalga doğrultuculara göre daha küçük transformatör kullanılabileceğinden, maliyet, yer, ısınma bakımından avantaj sağlanır.
2. Dört diyot bir gövde üzerinde hazırlandığından montaj kolaylığı olmalıdır.
Köprü tipi doğrultucu