Tam dalga doğrultucuyu anlamak için önce Yarım Dalga Doğrultucuyu iyice öğrenmeniz gerekir.
Doğrultma devrelerinde diyot ve diyot grupları kullanılır. Bunun sebebi diyotların akımı tek yönde iletmeleridir. Diyotların bu çalışma prensipleri ile birçok doğrultucu devresi tasarlanır.
Tam Dalga Doğrultucu
Yarım dalga doğrultucular, girişe uygulanan AC'nin sadece yarım döngüsünün geçmesine izin verir ve diğer yarım döngüyü ise bloke eder. Bu nedenle güç kaybı oluşur. Aynı zamanda yarım dalga doğrultucu devreleri verimli değildir ( %40.6 ). Daha verimli bir DC için Tam Dalga Doğrultucuları kullanırız.
Tam dalga doğrultucu, giriş Alternatif Akımının (AC) her iki yarım döngüsünü kullanan ve bunları Doğru Akıma (DC) dönüştüren bir doğrultucu devresidir.
Bir sinüs dalgasının her iki yarım döngüsünü düzeltmek için köprü doğrultucu, bir "köprü" konfigürasyonunda birbirine bağlanmış dört diyot kullanır.
Aşağıdaki resim bir köprü doğrultucu devresini göstermektedir.
Tam Dalga Doğrultucu Devresinin Çalışma Mantığı
Bu doğrultucu devresinin çalışma mantığını kolayca anlamak için negatif ve pozitif yarım döngüleri incelememiz gerekir.
Pozitif yarı döngü sırasında D1 ve D2 diyotları iletime geçer, D3 ve D4 kesimde olur. Bu yük boyunca yük pozitif bir yük voltajı üretir.
Sonraki yarım döngü sırasında, kaynak voltaj polaritesi tersine döner. Yani devreye negatif yarı döngü uygulandığı zaman D3 ve D4 diyotları iletime geçer, D1 ve D2 diyotları kesimde olur. Bu aynı zamanda daha önce olduğu gibi yük direnci boyunca pozitif bir voltaj üretir.
❕ Girişin polaritesinden bağımsız olarak, yük voltajının aynı polariteye sahip olduğunu ve yük akımının aynı yönde olduğunu unutmayın.
Bu şekilde devre, AC giriş voltajını atımlı DC çıkış voltajına dönüştürür.
Kapasitör Filtreli Tam Dalga Doğrultucu
Tam dalga doğrultucu çıkışında elde ettiğimiz DC, titreşimli DC'dir. Bu DC sabit değildir ve zamanla değişir. Bu titreşimli DC elektronik cihazlara zarar verebilir. Bu nedenle filtreler kullanılarak sabit DC elde edilmeye çalışılır. Filtre, dirençler, kapasitörler ve indüktörler gibi bileşenlerle oluşturulabilir. Aşağıda bir kondansatör filtresi kullanan yarım dalga doğrultucu devre şeması vardır.
Burada yükün karşısına bir kapasitör yerleştiriyoruz. Kapasitif filtre devresinin çalışması, dalgalanmaları kısaltmak ve DC bileşenini bloke etmek, böylece başka bir yoldan akması ve bu da yükün içinden geçmesidir. Yarım dalga sırasında, D1 ve D2 diyotları hareket eder. Kondansatörü anında giriş voltajının maksimum değerine şarj eder. Doğrultulmuş titreşimli voltaj, kondansatör voltajından daha az ve azalmaya başladığında, kondansatör deşarj olmaya başlar ve yüke akım sağlar. Bu deşarj, kapasitörün şarj edilmesine kıyasla daha yavaştır ve tamamen deşarj için yeterli zaman almaz ve şarj, düzeltilmiş voltaj dalga biçiminin bir sonraki darbesinde yeniden başlar. Yani mevcut yükün yaklaşık yarısı kondansatörde deşarj olur. Negatif döngü sırasında, D3 ve D4 diyotları iletken olmaya başlar ve yukarıdaki işlem tekrar gerçekleşir. Bu, akımın yük boyunca aynı yönde akmaya devam etmesine neden olur.
Düzeltici kapasitör, redresörün tam dalgalı dalgalı çıkışını daha düzgün bir DC çıkış voltajına dönüştürür.
Köprü Doğrultucu Dalgalanma Gerilimi
Tam dalgalı bir köprü doğrultucunun temel avantajları, belirli bir yük için daha küçük bir AC dalgalanma değerine ve eşdeğer bir yarım dalga doğrultucudan daha küçük bir rezervuar veya yumuşatma kapasitesine sahip olmasıdır. Bu nedenle, dalgalı voltajın temel frekansı AC besleme frekansının (100 Hz) iki katıdır, burada yarım dalga doğrultucu için tam olarak besleme frekansına (50 Hz) eşittir.
Diyotlar tarafından DC besleme voltajının üstüne bindirilen dalgalanma voltajı miktarı, köprü doğrultucusunun çıkış terminallerine çok daha gelişmiş bir π filtresi (pi filtresi) eklenerek neredeyse ortadan kaldırılabilir. Bu tür alçak geçiren filtre, genellikle aynı değere sahip iki yumuşatma kapasitöründen ve alternatif dalgalanma bileşenine yüksek empedanslı bir yol sağlamak için bunlar boyunca bir boğulma veya endüktans içerir.
Tam Dalga Sinyalinin DC Değeri
Bir köprü doğrultucu bir tam dalga çıkışı ürettiğinden, ortalama DC değerini hesaplama formülü, tam dalga doğrultucu için verilen formülle aynıdır:
Bu denklem bize tam dalga sinyalinin DC değerinin tepe değerin yaklaşık yüzde 63,6'sı olduğunu söyler. Örneğin, tam dalga sinyalinin tepe voltajı 10V ise, dc voltajı 6,36V olacaktır.
Çıkış Frekansı
Tam dalgalı doğrultucu, her negatif yarım çevrimi tersine çevirerek pozitif yarım döngü sayısını ikiye katlar. Bu nedenle, tam dalga çıkışı, girişin iki katı döngüye sahiptir. Bu nedenle, tam dalga sinyalinin frekansı giriş frekansının iki katıdır.
Doğrultucu Verimliliği
Doğrultucu verimliliği, çıkış DC gücü ile giriş AC gücü arasındaki orandır. Tam dalga doğrultucunun verimliliği %81.2 'dir.
Form Faktörü
Form faktörü, RMS değeri ile ortalama değer arasındaki orandır.
Tam dalga doğrultucu için F.F = 1.11 'dir.
Tam Dalga Doğrultucuların Avantajları
- Yüksek redresör verimliliği
- Düşük güç kaybı
- Düşük dalgalanmalar
Tam Dalga Doğrultucuların Dezavantajları
Köprü doğrultucunun tek dezavantajı, çıkış voltajının giriş voltajından iki diyot düşüşü (1.4V) daha az olmasıdır.
Proteus
Tam dalga doğrultucu devresinin proteus görüntüsü:
Devrenin osiloskop görüntüsü:
Proteus dosyası:
Bu link üzerinden devrenin proteus dosyasına ulaşabilirsiniz.
Kaynakça:
https://www.electrical4u.com/full-wave-rectifiers/
https://electronicscoach.com/full-wave-rectifier.html
https://www.physics-and-radio-electronics.com/electronic-devices-and-circuits/rectifier/fullwaverectifier.html
http://visionics.a.se/Full%20Wave%20Rectifier1.aspx
https://www.elprocus.com/full-wave-rectifier-circuit-working-theory/
https://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_6.html
https://www.circuitstoday.com/full-wave-bridge-rectifier
