Tam Dalga Doğrultucu
Şekil 2.6b'deki doğrultucu devre, sekonder voltajının her iki değişimini de bir dc voltaja çevirmektedir, bu tam dalga doğrultucu olarak bilinir. her sekonder çıkışında seri olarak bir diyot vardır ve orta çıkış topraklanmıştır. Orta çıkış ile (Şekil 2.3a) her sekonderin çıkışı arasındaki voltaj aynı değerde fakat ters yöndedir. VS1 pozitif iken VS2 negatiftir.
A değişiminde D1 iletime geçer, B değişiminde D2 iletir. Orta çıkış her iki diyotun akımının bir ortak dönüşüdür. Her diyotun yüke akımı aynı yönde iletmesinden dolayı sekonder voltajının her değişiminde darbeli dc'nin pozitif yarım dalgaları vardır. Çıkış 0,636Vpk ortalama dc voltajlı, 120Hertz darbeli dc'dir.
Her seferinde sadece sekonderin yarısı kullanılır; bu yüzden düzgün dc voltajı oluşturmak için transformatör sekonder çıkış voltajı gerekenin iki misli olmalıdır. Aynı zamanda her diyotun PIV'si en az tam sekonder VSpp si olmalıdır.
Köprü Doğrultucu
Şekil 2.6c'deki doğrultma devresine tam-dalga köprü doğrultucu denir. Bir köprü ağında dört diyot kullanılır. Köprü ağının çıkış uclarından birisi, yük akımının dönüşü için ortak topraktır. Diğer çıkış ucu yüke bağlanır.
D1 ve D2 A değişiminde iletir, D2 ve D4 B değişiminde iletir.Her iletim yolu, yüke akımı aynı yönde iletir. Darbeli dc çıkışı tam dalga doğrultucu ile aynıdır. Çıkış dc voltajı sekonder voltajı eksi iki ileri-bias diyot düşümüdür. Diyotlrın PIV'si sekonder tepe voltajından VSpk büyük olmalıdır.
FİLTRELEME
Birçok elekronik devre için transformasyon ve doğrutmaçtan sonraki darbeli dc çıkışı tatmin edici güç çıkışı değildir. Filtreleme fonksiyonu yük neredeyse sabit dc olabilmesi için çıkışı yumuşatır.
Doğrultucudan gelen darbeli dc çıkışı ortalama bir dc değere ve ripple voltayı denilen bir ac kısma sahiptir. Bu filtre devresi ripple voltajını kabul edilebilir bir değere indirir. Dirençler, bobinler ve kondansatörler, filtre yapmak için kullanılır. Bu parçalardan hiçbirisi yükseltme görevi yapmaz. Dirençler akıma karşı koyarlar ve normal olarak frekans ile değişmeden dc ve ac devrelerde aynı şekilde çalışırlar. Bobinler akım değişimlerine karşı koyarlar ve endüktif reaktansları frekans ile değişir. Kondansatörler voltaj değişimine karşı koyarlar ve kapasitif reaktansları frekans ile azalır. Şimdi kondansatörlere yakından bakalım ve ne yaptıklarını anlayalım.
Kondansatörü Deşarj Etme
Bir kondansatörü filitrelemede nasıl kullanıldığını anlamak için bir kondansatörün deşarj özelliklerini inceleyelim. Şekil 2.7c'de, bir kondansatör Vc voltajına zaten şarj edilmiştir. S anahtarı daha önce açıktı, şimdi kapatılıyor ve kondansatör R direnci üzerinden deşarj oluyor. Şekil 2.7d'deki tahmin edilebilen eğriye göre kondansatör üzerindeki voltaj zaman geçtikçe azalır. Bu bir RC deşarj eğrisi olarak bilinir, çünkü skalası RC zaman sabiti birimindendir. Deşarj eğrisi için RC zaman sabitini (asniye cinsinden) bulmak için, kondansatörü deşarj eden direnç (ohm) ile kondansatör (farad) birimi ile çarpın. Eğer kondansatör 10 mikrofarad (0,00001 farad) ve direnç de 100ohm ise, bu RC zaman sabiti 0,001 saniyedir (100 x 0,00001=0,001) Bir güç kaynağı filtre kondansatörünü deşarj eden dirence, güç kaynağı yükü denir.
Şekil 2.7'deki deşarj eğrisi, 1 RC zaman sabitinde, Vc'nin orijinal şarjlı değerinin %37 sine düşeceğini gösterir. 5 RC zaman sabitinde kondansatör tamamen deşarj olacaktır. Deşarj eğrisinin incelenmesi iki önemli sonucu çıkartır:
Kapasite arttıkça, RC zaman sabiti büyür ve deşarj yavaşlar
Direnç küçüldükçe, RC zaman sabiti küçülür ve deşarj hızlanır.
Kapasitif Filtre
En basit filtre, doğrultucunun çıkışına paralel olan tek bir kondansatördür. Şekil 2.8a'da, CF1 filtre kondansatörünü ve RL güç kaynağı yükünü ifade eder. IL eşittir Vo bölü RL (Ohm kanunu). Vo dalga şeklinin zamana karşı çizimine bakın. İlk değişen yarım devirde CF1'i şarj ederken, Vo hızla doğrultucunun tepe voltaj çıkışına yükselir. Eğer yük yoksa (RL =sonsuz), Vo tepe voltajında kalırdı ve CF1'in tekrar şarj edilmesi gerekmezdi; ancak RL yükü ile ve IL akımı ile, doğrultulan darbe sıfıra inerken CF1 deşarj olmaya başlar. Deşarj Şekil 2.7d'ye göre olur ve RC zaman sabiti CF1 çarpı RL dir. CF1 Vo dalga şeklinde gösterildiği gibi A noktasına kadar deşarj olur. A noktasından sonraki değişim darbe voltajı Vo'ın üzerine çıkar ve CF1'i tepe voltajına tekrar şarj eder.
Bir filtre kondansatörünün yüke sürekli bir akım sağlayabilmesi ve yeterli miktarda enerji depolaması için yeterince büyük olmalıdır. Kondansatör yeterince büyük değilse veya yeterli hızda şarj edilemiyorsa, yük daha fazla akım çektikçe voltaj düşecektir.
Çıkış dc değerinin altında ve üzerinde Vo'daki RMS voltaj değişimi, Şekil 2.8a'da ripple voltajı vr, olarak gösterilmiştir. Tam bir dalga için, 60Hertz ac girişte, vr (rms) :
vr (rms) = 2.4 IL / CF1
burada IL miliamper, CF1 mikrofarad ve bir RC deşarj olduğu kabul edilmiştir.
Formül CF1'i bulmak için IL miliamper akımını sağlayacak ve vr (rms) ripple voltajı olacak bir güç kaynağı için tekrar düzenlenirse,
CF1= 2.4 IL / vr (rms)
olur.
Ripple Voltajı
Ripple voltajı genelde Vo dc çıkış voltajının bir yüzdesi olarak gösterilir:
% vr (rms) = vr (rms) / Vo x 100
Örneğin, diyelim ki bir güç kaynağı 10V dc, 200mA'de ve %1 ripple voltajı verecek. Yukarıdaki formülü kullanarak, 1 çarpı 10 bölü 100 ile ripple voltajının 0,1 voltu geçmemesi gerektiği bulunur. Buradan CF1 formülü kullanılarak, bu ripple gereksinimi için CF1'in 4800 mfarad olması gerektiği bulunur.
Ripple voltajını daha fazla azaltmak için, Şekil 2.8b'deki ek filtre elemanları eklenebilir. LF1- henry, CF2 mikrofarad ve kaynak 60Hz ise, tam dalga doğrultucu ile, vr2 (rms) (Şekil 2.8b)
vr2 (rms) =vr1 (rms) x 1.77 / LF1CF2
olur.
ALINTI: TUNÇ GÜNDOĞDU