یکسوسازی، فرآیند اتصال یک منبع تغذیه AC به یک بار DC با استفاده از المان‌های نیمه هادی حالت جامد است.
یکسوسازی، یک منبع ولتاژ متناوب سینوسی نوسانی را با استفاده از دیودها، تریستورها، ترانزیستورها یا مبدل‌ها به منبع ولتاژ DC ثابت تبدیل می‌کند. این فرآیند یکسوسازی می‌تواند اشکال مختلفی داشته باشد شامل یکسوکنندههای نیم موج، تمام موج، کنترلنشده و کاملاً کنترل‌شده که منبع تغذیه تک فاز یا سه فاز را به سطح DC ثابت تبدیل می‌کند. در این آموزش به یکسوسازی تک فاز و تمام اشکال آن خواهیم پرداخت.
یکسوکننده‌ها یکی از بلوک‌های اصلی تبدیل برق AC با یکسوسازی نیم موج یا تمام موج هستند که عموماً توسط دیودهای نیمه‌هادی انجام میشود. دیودها به جریان‌های متناوب اجازه می‌دهند که از طریق آنها در جهت مستقیم عبور کنند در حالی که عبور جریان را در جهت معکوس مسدود می‌کنند و یک سطح ولتاژ DC ثابت ایجاد می‌کنند که آنها را برای یکسوسازی ایدهآل می‌کند.
با این حال، جریان مستقیمی که توسط دیودها یکسو شده است به اندازه جریانی که از منبع باتری به دست می‌آید، خالص نیست، بلکه دارای تغییرات ولتاژی به شکل موج‌هایی است که در نتیجه منبع تغذیه متناوب روی آن قرار می‌گیرد.
اما برای اینکه یکسوسازی تک فاز اتفاق بیفتد، به شکل موج سینوسی AC با ولتاژ و فرکانس ثابت مانند شکل زیر نیاز داریم.
شکل موج سینوسی AC
1 شکل موج سینوسی AC
شکل موج AC به طور کلی دارای دو عدد مرتبط با آنها است. عدد اول درجه چرخش شکل موج را در امتداد محور x بیان می‌کند که برق متناوب به وسیله آن از 0 تا 360 درجه چرخیده است. این مقدار به عنوان دوره (T) شناخته میشود که به عنوان فاصله زمانی برای تکمیل یک چرخه کامل شکل موج تعریف میشود.
دوره‌ها بر حسب واحد درجه، زمان یا رادیان اندازه‌گیری می‌شوند. رابطه بین دوره موج سینوسی و فرکانس به صورت زیر تعریف میشود: T = 1/ƒ.
عدد دوم، دامنه مقدار جریان یا ولتاژ را در امتداد محور y نشان میدهد. این عدد مقدار لحظه‌ای را از صفر تا مقدار پیک یا حداکثر (AMAX، VMAX یا IMAX) میدهد که نشان‌دهنده بیشترین دامنه امواج سینوسی قبل از بازگشت دوباره به صفر است. برای شکل موج سینوسی، دو مقدار حداکثر یا پیک وجود دارد، یکی برای نیم سیکل مثبت و دیگری برای نیم سیکل منفی.
اما علاوه بر این دو مقدار، دو مقدار دیگر نیز وجود دارد که برای اهداف یکسوسازی مورد توجه هستند. یکی مقدار متوسط شکل موج سینوسی و دیگری مقدار RMS آن است. مقدار متوسط یک شکل موج با اضافه کردن مقادیر لحظه‌ای ولتاژ (یا جریان) در یک نیم چرخه به دست می‌آید و به صورت: 0.6365×VP است.
توجه داشته باشید که مقدار متوسط در یک سیکل کامل از یک موج سینوسی متقارن صفر خواهد بود زیرا میانگین نیم موج مثبت توسط نیم موج منفی متوسط مخالف لغو میشود، یعنی +۱ + (-۱) = ۰.
RMS، ریشه میانگین مربع یا مقدار مؤثر یک سینوسی (سینوسی نام دیگری برای موج سینوسی است) همان مقدار انرژی را به یک مقاومت ارائه میدهد که منبع DC با همان مقدار است. مقدار ریشه میانگین مربع (rms)، ولتاژ (یا جریان) سینوسی به صورت: 0.7071×VP تعریف میشود.
یکسوکننده تک فاز
همه یکسوکنندههای تک فاز از ادوات حالت جامد به عنوان دستگاه اصلی تبدیل AC به DC خود استفاده می‌کنند. یکسوکنندههای نیم موج کنترلنشده تک فاز ساده‌ترین و احتمالاً پرکاربردترین مدار یکسوسازی برای سطوح توان کوچک هستند زیرا خروجی آنها به شدت تحت تأثیر راکت‌انس بار متصل می‌باشد.
برای مدارهای یکسوکننده کنترلنشده، دیودهای نیمه هادی متداولترین وسیله مورد استفاده هستند و طوری چیده شده‌اند که یک مدار یکسوکننده نیمه موج یا تمام موج ایجاد کنند. مزیت استفاده از دیودها به عنوان دستگاه یکسوسازی این است که از نظر طراحی، دستگاه‌های یک طرفه و دارای یک اتصال داخلی یک طرفه pn هستند.
این اتصال pn با حذف یک دوم منبع تغذیه متناوب دو جهته، آن را به جریان یک طرفه تک جهتی تبدیل می‌کند. بسته به اتصال دیود، برای مثال می‌تواند نیمه مثبت شکل موج AC را هنگام بایاس مستقیم عبور دهد، در حالی که وقتی دیود بایاس معکوس میشود، نیم چرخه منفی را حذف می‌کند.
عکس آن نیز با حذف نیمه مثبت شکل موج و عبور نیمه منفی صادق است. در هر صورت، خروجی یکسوساز دیودی تنها شامل نیمی از شکل موج ۳۶۰o است که نشان داده شده است.
یکسوسازی نیم موج
۲. یکسوسازی نیم موج
پیکربندی یکسوکننده نیم موج تک فاز بالا، نیمه مثبت شکل موج منبع AC را عبور داده و نیمه منفی را حذف می‌کند. با معکوس کردن جهت دیود می‌توانیم نیمه‌های منفی را عبور داده و نیمه‌های مثبت شکل موج AC را حذف کنیم. بنابراین، خروجی مجموعه‌ای از پالس‌های مثبت یا منفی خواهد بود.
در نتیجه، هیچ ولتاژ یا جریانی به بار متصل، RL برای نیمی از هر چرخه اعمال نمی‌شود. به عبارت دیگر، ولتاژ در مقاومت بار، RL فقط از نیم شکل موج، مثبت یا منفی تشکیل شده است، زیرا تنها در طول نیمی از چرخه ورودی کار می‌کند، از این رو نام یکسوکننده نیم موج را به خود اختصاص داده است.
می‌توان دید که دیود به جریان اجازه میدهد که فقط در یک جهت عبور کند و خروجی نیم چرخه تولید کند. این شکل موج خروجی پالس‌دار نه تنها در هر چرخه روشن و خاموش میشود، بلکه تنها در ۵۰ درصد مواقع وجود دارد و با یک بار کاملاً مقاومتی، این مقدار ریپل ولتاژ و جریان بالا در حداکثر خود است.
این DC پالسی به این معنی است که مقدار DC معادل در مقاومت بار کاهش یافته است، بنابراین RL تنها نیمی از مقدار شکل موج سینوسی را دارا می‌باشد. از آنجایی که حداکثر مقدار تابع سینوسی شکل موج 1 است (sin(90o))، مقدار متوسط یا میانگین DC گرفته شده در نیمی از یک سینوسی به صورت: 0.637 × حداکثر دامنه، تعریف میشود.
بنابراین، در طول نیم چرخه مثبت، AAVE برابر با 0.637×AMAX است. با این حال، همانطور که نیم چرخه‌های منفی به دلیل یکسوسازی توسط دیود بایاس معکوس حذف می‌شوند، مقدار متوسط شکل موج در طول این نیم چرخه منفی، همانطور که نشان داده شده است، صفر خواهد بود.
مقدار متوسط سینوسی‌ها
۳. مقدار متوسط سینوسی‌ها
بنابراین برای یکسوکنندههای نیم موج، 50 درصد مواقع مقدار متوسط 0.637×AMAX و 50 درصد مواقع صفر است. اگر حداکثر دامنه 1 باشد، میانگین یا معادل مقدار DC که در مقاومت بار RL مشاهده میشود، خواهد بود:
بنابراین عبارات مربوط به مقدار متوسط ولتاژ یا جریان برای یکسوکننده نیمه موج با DC پالسی به صورت زیر ارائه میشود:
توجه داشته باشید که حداکثر مقدار، AMAX، برای شکل موج ورودی است، اما می‌توانیم از RMS یا مقدار میانگین مربع ریشه آن برای یافتن مقدار خروجی DC معادل یکسوکننده نیم موج تک فاز استفاده کنیم.
برای تعیین ولتاژ متوسط برای یکسوکننده نیم موج، مقدار RMS را در 0.9 ضرب می‌کنیم (ضریب شکل‌دهی) و حاصل‌ضرب را بر 2 تقسیم می‌کنیم، یعنی آن را در 0.45 ضرب می‌کنیم:
بنابراین، میبینیم که یک مدار یکسوکننده نیم موج، نیمه‌های مثبت یا منفی یک شکل موج AC را بسته به جهت دیودها، به خروجی DC پالسی تبدیل می‌کند که دارای مقدار DC معادل 0.318×AMAX یا 0.45×ARMS، همانطور که نشان داده شده، است.
ولتاژ متوسط یکسو کننده نیم موج
۴. ولتاژ متوسط یکسو کننده نیم موج
مثال یکسوکننده - ۱
یکسوکننده نیم موج تک فاز به منبع 50 ولتRMS با فرکانس 50 هرتز AC متصل است. اگر یکسوکننده برای تامین بار مقاومتی 150 اهم استفاده شود، ولتاژ DC معادل ایجاد شده در بار، جریان بار و توان تلف شده توسط بار را محاسبه کنید. مشخصه‌های دیود را ایدهآل را در نظر بگیرید.
ابتدا باید 50 ولت RMS را به حداکثر یا پیک ولتاژ معادل آن تبدیل کنیم (ضروری نیست اما کمک می‌کند).
الف) حداکثر دامنه ولتاژ، VM
VM = 1.414 × VRMS = ۱.۴۱۴ × ۵۰ = ۷۰.۷ ولت
ب) ولتاژ DC معادل، VDC
VDC = 0.318 × VM = ۰.۳۱۸ × ۷۰.۷ = ۲۲.۵ ولت
ج) جریان بار، IL
IL = VDC ÷ RL = 22.5/150 = 0.15A یا 150 میلی آمپر
د) توان تلف شده توسط بار، PL
PL = V*I یا I۲×RL = 22.5×0.15 = 3.375W ≅ 3.4W
در عمل، VDC به دلیل افت ولتاژ ۰.۷ ولتی بایاس مستقیم در دیود یکسوکننده، کمی کمتر است.
یکی از معایب اصلی یکسوکنندههای نیم موج تک فاز این است که در طول نیمی از شکل موج سینوسی ورودی موجود، خروجی وجود ندارد و در نتیجه مقدار متوسط پایینی ایجاد میشود. یکی از راه‌های غلبه بر این مشکل، استفاده از دیودهای بیشتر برای تولید یکسوکننده تمام موج است.
یکسوسازی تمام موج
برخلاف یکسوکننده نیم موج قبلی، یکسوکننده تمام موج از هر دو نیمه شکل موج سینوسی ورودی برای ارائه خروجی یک جهته استفاده می‌کند. این ویژگی به این دلیل است که یکسوکننده تمام موج اساساً شامل دو یکسوکننده نیمه موج است که برای تغذیه بار به یکدیگر متصل شده‌اند.
یکسوکننده تمام موج تک فاز این کار را با استفاده از چهار دیود مرتب شده در یک آرایش پل انجام میدهد که مانند قبل نیمه مثبت شکل موج را عبور میدهد اما نیمه منفی موج سینوسی را معکوس می‌کند تا یک خروجی DC پالسی ایجاد کند.
اگر چه ولتاژ و جریان خروجی از یکسوکننده پالسی است، با استفاده از تمام ۱۰۰% شکل موج ورودی، جهت را معکوس نکرده و در نتیجه یکسوسازی تمام موج را فراهم می‌کند.
یکسوکننده پل تک فاز تمام موج
۵. یکسوکننده پل تک فاز تمام موج
این پیکربندی پل دیودی، یکسوسازی تمام موج را فراهم می‌کند زیرا در هر زمان دو دیود از چهار دیود بایاس مستقیم هستند در حالی که دو دیود دیگر بایاس معکوس هستند. بنابراین، دو دیود در مسیر هدایت به جای تک دیود برای یکسوکننده نیم موج وجود دارد.
بنابراین تفاوتی در دامنه ولتاژ بین VIN و VOUT به دلیل دو افت ولتاژ مستقیم دیودهای متصل سری وجود خواهد داشت. در اینجا مانند قبل، برای سادگی ریاضیات دیودها را ایدهآل فرض می‌کنیم.
پس چگونه یکسوکننده تمام موج تک فاز کار می‌کند؟ در طول نیم سیکل مثبت VIN، دیودهای D۱ و D۴ بایاس مستقیم هستند در حالی که دیودهای D۲ و D۳ بایاس معکوس هستند.
بنابراین برای نیم سیکل مثبت شکل موج ورودی، جریان در مسیر: D۱ – A – RL – B – D۴ جریان می‌یابد و به منبع تغذیه باز می‌گردد.
در طول نیم چرخه منفی VIN، دیودهای D۳ و D۲ بایاس مستقیم هستند در حالی که دیودهای D۴ و D۱ بایاس معکوس هستند.
برای نیم سیکل منفی شکل موج ورودی، جریان در مسیر: D۳ – A – RL – B – D۲ جریان می‌یابد و به منبع تغذیه باز می‌گردد.
در هر دو مورد، نیم چرخه‌های مثبت و منفی شکل موج ورودی بدون توجه به قطبیت شکل موج ورودی، پیک‌های خروجی مثبت ایجاد می‌کنند و به این ترتیب جریان بار، i همیشه در یک جهت از طریق بار، RL بین نقاط یا گرههای A و B جریان می‌یابد. بنابراین نیم چرخه منفی منبع در بارگذاری به نیم چرخه مثبت تبدیل میشود.
بنابراین، هر مجموعه‌ای از دیودها هدایت کرده و گره A همیشه مثبت‌تر از گره B است. در نتیجه، جریان بار و ولتاژ یک طرفه یا DC هستند که شکل موج خروجی زیر را می‌دهند.
شکل موج خروجی یکسوکننده تمام موج
۶. شکل موج خروجی یکسوکننده تمام موج
اگرچه این شکل موج خروجی پالسی از 100 درصد شکل موج ورودی استفاده می‌کند، ولتاژ (یا جریان) DC متوسط آن در یک مقدار نیست. ما از بالا به یاد داریم که مقدار متوسط یا میانگین DC گرفته شده روی نیمی از یک سینوسی به صورت: 0.637 × حداکثر مقدار دامنه، تعریف میشود.
با این حال، برخلاف یکسوسازی نیم موج بالا، یکسوکنندههای تمام موج دارای دو نیم سیکل مثبت در هر شکل موج ورودی هستند که مقدار میانگین متفاوتی را به ما میدهد.
مقدار متوسط یکسوکننده تمام موج
۷. مقدار متوسط یکسوساز تمام موج
در اینجا میبینیم که برای یک یکسوکننده تمام موج، برای هر پیک مثبت یک مقدار متوسط 0.637×AMAX وجود دارد و از آنجایی که در هر شکل موج ورودی دو پیک وجود دارد، این بدان معنی است که دو مقدار متوسط با هم جمع می‌شوند.
بنابراین ولتاژ خروجی DC یکسوکننده تمام موج دو برابر یکسوکننده نیم موج قبلی است. اگر حداکثر دامنه 1 باشد، میانگین یا معادل مقدار DC که در مقاومت بار RL مشاهده میشود، به صورت زیر خواهد بود:
بنابراین عبارات مربوط به مقدار متوسط ولتاژ یا جریان برای یکسوکننده تمام موج به صورت زیر ارائه میشود:
مانند قبل، حداکثر مقدار، AMAX شکل موج ورودی است، اما می‌توانیم از RMS یا مقدار میانگین مربع ریشه آن برای یافتن مقدار خروجی DC معادل یکسوساز تمام موج تک فاز استفاده کنیم. برای تعیین ولتاژ متوسط برای یکسوکننده تمام موج، مقدار RMS را در 0.9 ضرب می‌کنیم و به این ترتیب:
می‌توانیم ببینیم که یک مدار یکسوکننده تمام موج، هر دو نیمه مثبت یا منفی یک شکل موج AC را به یک خروجی DC پالسی تبدیل می‌کند که دارای مقدار 0.637×AMAX یا 0.9×ARMS مطابق شکل است.
ولتاژ متوسط یکسوکننده تمام موج
۸. ولتاژ متوسط یکسوساز تمام موج
مثال یکسوساز - ۲
چهار دیود برای ساخت یک مدار یکسوکننده پل تمام موج تک فاز استفاده میشود که برای تامین یک بار مقاومتی خالص 1 کیلو اهم در 220 ولت DC مورد نیاز است. مقدار RMS ولتاژ ورودی مورد نیاز، کل جریان بار گرفته شده از منبع تغذیه، جریان بار عبوری از هر دیود و کل توان تلف شده توسط بار را محاسبه کنید. مشخصه‌های دیود را ایدهآل در نظر بگیرید.
الف) ولتاژ منبع تغذیه یکسوکننده، VRMS
VDC = 0.9 × VRMS بنابراین: VRMS = VDC ÷ 0.9 = 220/0.9 = 244.4 VRMS
ب) جریان بار، IL
IL = VDC ÷ RL = 220/1000 = 0.22A یا 220 میلی آمپر
ج) جریان بار عبوری از هر دیود، ID
جریان بار توسط دو دیود در هر سیکل تامین میشود، بنابراین:
ID = IL ÷ 2 = 0.22/2 = 0.11A یا 110 میلی آمپر
د) توان تلف شده توسط بار، PL
PL = V×I یا I۲×RL = 220×0.22 = 48.4W
یکسوکننده پل نیمه کنترل‌شده تمام موج
یکسوسازی تمام موج مزایای زیادی نسبت به یکسوکننده نیم موج ساده‌تر دارد، مانند ولتاژ خروجی سازگارتر، میانگین ولتاژ خروجی بالاتر، فرکانس ورودی با فرآیند یکسوسازی دو برابر شده و نیاز به یک خازن هموار‌کننده با مقدار ظرفیت کمتری دارد. اما می‌توانیم با استفاده از تریستور به جای دیود در طراحی پل یکسوکننده، طراحی آن را بهبود ببخشیم.
با جایگزینی دیودهای یکسوکننده پل تک فاز با تریستورها، می‌توانیم یک یکسوساز AC به DC کنترل‌شده فاز برای تبدیل ولتاژ منبع تغذیه AC ثابت به ولتاژ خروجی DC کنترل‌شده ایجاد کنیم. یکسوکنندههای فاز کنترل‌شده هر دو نوع نیمه کنترل‌شده یا کاملاً کنترل‌شده، کاربردهای زیادی در منابع تغذیه ولتاژ متغیر و کنترل موتور دارند.
یکسوکننده پل تک فاز، “یکسو کننده کنترلنشده” نامیده میشود، زیرا ولتاژ ورودی اعمال شده مستقیماً به پایانه‌های خروجی ارسال میشود که یک مقدار معادل متوسط DC ثابت را ارائه میدهد. برای تبدیل یک یکسوکننده پل کنترلنشده به یک مدار یکسوکننده نیمه کنترل‌شده تک فاز، فقط باید دو تا از دیودها را با تریستورها (SCR) جایگزین کنیم.
یکسوکننده پل نیمه کنترل‌شده
۹. یکسوکننده پل نیمه کنترل‌شده
در پیکربندی یکسوکننده نیمه کنترل شده، متوسط ولتاژ بار DC با استفاده از دو تریستور و دو دیود کنترل میشود. همانطور که در آموزش خود در مورد تریستورها آموختیم، یک تریستور تنها زمانی هدایت می‌کند (حالت روشن) که آند (A) مثبت‌تر از کاتد (K) آن باشد، و یک پالس راه‌انداز به پایانه گیت (G) آن اعمال شود. در غیر این صورت، غیر فعال می‌ماند.
همچنین متوجه شدیم که یک تریستور هنگامی که “روشن” میشود، تنها زمانی دوباره “خاموش” میشود که سیگنال گیت آن حذف شود و جریان آند به زیر جریان نگهدارنده تریستور، IH برسد، زیرا ولتاژ منبع تغذیه AC آن را معکوس می‌کند. بنابراین با به تأخیر انداختن پالس راه‌انداز اعمال شده به ترمینال گیت تریستور، برای یک دوره زمانی کنترل شده یا زاویه (α)، پس از عبور ولتاژ تغذیه AC از نقطه تقاطع ولتاژ صفر ولتاژ آند به کاتد، می‌توانیم کنترل کنیم که چه زمانی تریستور شروع به هدایت جریان کند و از این رو میانگین ولتاژ خروجی را کنترل کرد.
یکسوکننده پل نیمه کنترل‌شده
۱۰. یکسوکننده پل نیمه کنترل‌شده
در طول نیم سیکل مثبت شکل موج ورودی، جریان در امتداد مسیر SCR۱ و D۲ جریان می‌یابد و به منبع تغذیه باز می‌گردد. در طول نیم سیکل منفی VIN، هدایت از طریق SCR۲ و D۱ انجام میشود و به منبع باز می‌گردد.
پس واضح است که یک تریستور از گروه بالا (SCR۱ یا SCR۲) و دیود مربوطه آن از گروه پایین (D۲ یا D۱) باید با هم هدایت شوند تا هر باری جریان داشته باشد.
بنابراین، متوسط ولتاژ خروجی، VAVE به زاویه تحریک α برای دو تریستور موجود در یکسوکننده نیمه کنترل‌شده وابسته است، زیرا دو دیود کنترلنشده هستند و هر زمان که بایاس مستقیم باشند، جریان عبور می‌کند. بنابراین برای هر زاویه تحریک گیت، α، میانگین ولتاژ خروجی برابر است با:
ولتاژ خروجی متوسط یکسوکننده نیمه کنترل‌شده
توجه داشته باشید که حداکثر میانگین ولتاژ خروجی زمانی اتفاق می‌افتد که α = 1 باشد، اما همچنان تنها 0.637×VMAX است که برای یکسوساز پل کنترلنشده تک فاز یکسان است.
می‌توانیم این ایده را برای کنترل متوسط ولتاژ خروجی پل، با جایگزین کردن هر چهار دیود با تریستور یک قدم جلوتر ببریم که یک مدار یکسوکننده پل کاملاً کنترل‌شده را به ما میدهد.
یکسوکننده پل کاملاً کنترل‌شده
یکسوکنندههای پل تک فاز کاملاً کنترل‌شده بیشتر به عنوان مبدلهای AC به DC شناخته می‌شوند. مبدلهای پل کاملاً کنترل‌شده به طور گستردهای در کنترل سرعت ماشین‌های DC استفاده می‌شوند و به راحتی با جایگزینی هر چهار دیود یکسوساز پل با تریستورها مطابق شکل به دست می‌آید.
مدار یکسوکننده پل کاملاً کنترل‌شده
۱۱. یکسوکننده پل کاملاً کنترل‌شده
در پیکربندی یکسوکننده کاملاً کنترل‌شده، متوسط ولتاژ بار DC با استفاده از دو تریستور در هر نیم سیکل کنترل میشود. تریستورهای SCR۱ و SCR۴ با هم به صورت جفت در طول نیم چرخه مثبت تحریک می‌شوند، در حالی که تریستورهای SCR۳ و SCR۴ نیز در طول نیم چرخه منفی، یعنی 180 درجه بعد از SCR۱ و SCR۴، با هم به صورت جفت تحریک می‌شوند.
بنابراین، در طول حالت هدایت پیوسته، چهار تریستور دائماً به عنوان جفت متناوب سوئیچ می‌شوند تا ولتاژ خروجی DC متوسط یا معادل آن را حفظ کنند. مانند یکسوکننده نیمه کنترل‌شده، ولتاژ خروجی را می‌توان با تغییر زاویه تاخیر تحریک تریستور (α) به طور کامل کنترل کرد.
بنابراین، بیان ولتاژ DC متوسط یکسوکننده تک فاز کاملاً کنترل شده در حالت هدایت پیوسته آن به صورت زیر است:
ولتاژ خروجی متوسط یکسوکننده کاملاً کنترل‌شده
با تغییر زاویه شلیک، α از π تا 0، تغییر میانگین ولتاژ خروجی از VMAX/π تا VMAX/π- به ترتیب بدست می‌آید. بنابراین، وقتی α < ۹۰o است، میانگین ولتاژ DC مثبت و زمانی که α > 90o است، میانگین ولتاژ DC منفی است. یعنی جریان برق از بار DC به منبع AC جریان می‌یابد.
بنابراین، در اینجا در این آموزش در مورد یکسوسازی تک فاز دیدیم که یکسوکنندههای تک فاز می‌توانند اشکال مختلفی برای تبدیل ولتاژ AC به ولتاژ DC از یکسوکنندههای نیمه موج تک دیودی کنترلنشده تا یکسوکنندههای پل تمام موج کاملاً کنترل‌شده با استفاده از چهار تریستور، داشته باشند.
مزایای یکسوکننده نیم موج، سادگی و کم هزینه بودن آن است زیرا تنها به یک دیود نیاز دارد. با این حال، بسیار کارآمد نیست زیرا تنها نیمی از سیگنال ورودی برای تولید ولتاژ خروجی متوسط کم استفاده میشود.
یکسوکننده تمام موج کارآمدتر از یکسوکننده نیم موج است زیرا از هر دو نیم چرخه موج سینوسی ورودی استفاده می‌کند که ولتاژ خروجی DC متوسط یا معادل بالاتری را تولید می‌کند. یک نقطه ضعف مدار پل تمام موج این است که به چهار دیود نیاز دارد.
یکسوسازی کنترل‌شده فاز از ترکیبی از دیودها و تریستورها (SCR) برای تبدیل ولتاژ ورودی AC به ولتاژ خروجی DC کنترل‌شده استفاده می‌کند. یکسوکنندههای کاملاً کنترل‌شده از چهار تریستور در پیکربندی خود استفاده می‌کنند، در حالی که یکسوکنندههای نیمه کنترل‌شده، از ترکیبی از تریستورها و دیودها استفاده می‌کنند.
بنابراین مهم نیست که چگونه این کار را انجام دهیم، تبدیل یک شکل موج AC سینوسی به یک منبع DC حالت ثابت را یکسوسازی می‌گویند.
دیدگاه خود را بنویسید