Bilmek istediğin her şeye ulaş

Alternatif akım diyotlar kullanılarak nasıl düz akıma çevrilir?

Bunun için öncelikle diyot işlevini bilmemiz gerekiyor. İdeal olarak açıklayacak olursak diyot tek yönlü akım geçiren bir devre elemanıdır.

Elektronik
Şekil 1. Diyot gösterimi

Anottan(+) katota(-) doğru akım geçirme yönü vardır (Şekil 1) ve ters yönde akım geçirmez. Basit örnek olarak metro çıkışlarında tek yönlü çalışan turnikeleri örnek verebiliriz.

Alternatif akımı, düz akıma çevirmek için diyot köprüsü adını verdiğimiz 4 adet diyottan oluşan devre kullanılır.

Elektronik
Şekil 2. Diyot köprüsü devresi

Şekil 2'de gösterildiği gibi alternatif akımın A ve B uçları dikkate alındığı zaman, iki uç fazı 180 derece kaymış iki sinüs sinyali olarak düşünülebilir. Bu demek oluyor ki, bir periyodun yarısında A > B ve diğer yarısında B > A.

Elektronik
Şekil 3. Alternatif akım grafiği

Şekil 3'te gösterilen alternatif kaynak grafiğinin,
1. Kısmı analiz edecek olursak;
1. Diyot iletimde, 2. Kapalı, 3. Kapalı, 4. İletimde olduğunu, 1. Diyotun akımı ilettiğini ve 4. Diyotun referans düğümünden B terminaline doğru iletimde olduğunu görürüz.

2. Kısımda ise;
1. Diyot kapalı, 2. İletimde, 3. İletimde ve 4. Nün kapalı olduğunu, 2. Diyorun yüke akım ilettiğini ve bu sefer 3. Diyotun referans bağlantısını yaptığını görürüz.

Bu işlem sonucunda Şekil 4'te gösterilen grafik elde edilir.
Elektronik
Şekil 4. Doğrultulmuş akım grafiği

Bu grafiği düz akıma çevirmek için Şekil 2'de C ile gösterilen kondansatör kullanılır. Öyle ki, Şekil 5'te kırmızı ile gösterilen sinyal gibi her adımda biraz daha yükselerek, yeterli zaman sonunda istenilen doğru akım değerine ulaşır.

Elektronik
Şekil 5. Kondansatör çıkış grafiği

Diyot köprüsünü 4 tane diyotu Şekil 2'deki gibi bağlayarak oluşturabilirsiniz, veya hazır devre elemanı olarak satılan diyot köprüleri de mevcuttur.
  • Paylaş
Alternatif akımı doğrultma işlemi diyotlar vasıtası ile 2 ana şekilde yapılır. Bunlar:
  • Yarım dalga doğrultma
  • Tam dalga doğrultma
Bunun nasıl gerçekleştiğine geçmeden önce diyotun nasıl çalıştığına kısaca bir göz atalım. Diyot en basit anlatımı ile sadece bir yönde akım geçiren bir devre elamanıdır (idealde böyle olması istenir) ve neredeyse elektroniğin de temelini oluşturan bir kardeşimizdir. Diyotu daha derinlemesine anlamak için şu videoya da bakabilirsiniz:


Diyotun sembolü de aşağıdaki şekildedir. Şekildeki gibi diyot anot tarafından katot tarafına doğru akım geçirirken ters yönde akım geçirmez.

Elektronik

Alternatif akım yapısı gereği kutupları belirli bir frekansta yer değiştiren dalgalı bir yapıya sahiptir. Bu yapıdaki bir akım bir diyot üzerinden geçirildiğinde, sadece tek yöndeki akımı geçiren diyot ters yöndeki akımı geçiremeyeceğinden girişteki çift yönlü dalga sinyali çıkışta sadece tek yöndeki hali ile kalır.

Elektronik

Hal böyledir ancak soruda geşen düz akıma (doğru akım) geçiş nasıl gerçekleşir. Şimdi elimizde neler var bir bakalım.
  • Alternatif akım (değişen kutuplarda çift yönlü akım)
  • Diyot
  • Diyot çıkışında girişteki dalga şeklinin yarılanmış sadece tek kutuplu hali
Yukarıdaki şekilde bulunan yarım dalgayı doğru akıma net/birebir olarak dönüştüremeyiz ancak doğru akıma yakınlaşacak bir hale getirebiliriz. Bunun için de çıkıştaki diyot kardeşimizin yanına onun küçük kardeşi olan kondansatörü koyarız. Önce kondansatörden biraz bahsetmem gerek burada. Kondansatör birbirine değmeyen 2 adet plakanın, birbirine çok yakın olarak arada hava dışında bazı malzemeler ile kaplanmış halidir. İdeal durumda da; aternatif akım ile karşılaştığında akım geçiren, doğru akım ile karşılaştığında da (bir süre sonra) akım geçirmeyen bir yapısı vardır. Diyot kardeşimizi de çok sever :). Şu videoda çalışmasını görebilirsiniz:



Benzetme açısından şu örneği hep veririm. Hani eski fotoğraf makinesi flaşlarını açınca tiz bir ses gelirdi. Gittikçe daha da tiz hale gelirdi sonra ve en sonunda sabit ince bir ses çıkardı hep. İşte orada kondansatör kardeşimiz dolmakta idi. Tamamen dolunca da artık durmakta. Yani:

Elektronik

İlk grafikte kondansatörün doğru akımla dolarken gerilim seviyesindeki değişim görülüyor. Kalın sesten ince sese doğru. İkinci grafiği şimdilik düşünmeyin.

Şimdi madem kondansatör alternatif akım ile karşılaşınca kapalı tel gibi davranıyor ama doğru akımla karşılaşınca da açık tel gibi davranıyor. Bunu Yarım dalga diyot devresinin sonuna eklersem (diyor çıkışına) ne olur?. İşte şu olur:

Elektronik

Yani resimde alttaki sinyal devreye gelir, ama çıkışta ilk dalgadan ikinci dalgaya kapasite üzerindeki gerilimi boşaltmaya başlar ve boşaltma bitmeden yeni dalga gelir. Bu işlem sürer gider. Bu yeni sinyal tam bir doğru akım değildir ancak kapasitenin değerine bağlı olarak bu eğri biraz daha iyileştirilebilir. İşte artık elimizde yarım dalga doğrultma yöntemi ile elde edilmiş bir doğrultucu var. Çok ayrıntıya girmeden anlatıyorum. Net voltaj seviyeleri, gürültü, vs. Ayrı konular.

Gelelim Tam Dalga Doğrultma işlemine. İlk karşılaştığımda yapan adamı baya bir süre takdir ettiğim aşağıdaki yapı sayesinde de alternatif akımın her dalgası çıkışa tekrarlı olarak tek yönlü tam dalga olarak aktarılabilir.

Elektronik
Şekilde girişteki alternatif akım yönlerinde köprü diyotların davranışları ve çıkışta elde edilen aım ters sıra ile gösterilmiştir (en üstteki en son hali,, alttakiler de her akım yönü için durumlar) . Adamın biri çıkmış giriş dalgasını üste katlamayı 4 diyot ile başarmış. Buna da köprü diyot deniyor. Şimdi bu çıkış sinyalini yine kondansatör üzerinden geçirirsek, yarım dalgada elde edilen grafiğin doğru akıma çok daha yakın halini elde etmiş oluruz. Bu da tam dalga doğrultma :). Bora (@zora) 'nin yanıtındaki grafikler de tamamlayıcı ve tamınlayıcı. Onları da incelemenizi tavsiye ederim.

NOT: Resim kaynakları silisyum.net ve wikipedia.org
  • Paylaş
2

Şaman, Onlara bir soru sor uygulamasının sonuçları C: ne güzel kastırtmışım bütün elektronikçileri ama...

Serkan Köse, :) bilgilerimi tazeledim hem :)

Doğrultucu devrelerin genel amacı zaten AC'yi DC'ye çevirmek. Tam dalga doğrultucu ile bu işlem gerçekleştirilebilir. Megep'in bu konudaki modülleri en basit haliyle anlatıyor, yardımcı olacaktır: megep.meb.gov.tr/mte_program_modul/modul...
  • Paylaş
doğrultucular kullanılır... Doğrultma alternatif akımın (AC) doğru akıma (DC) döndürülmesi işlemidir. Bütün doğrultucular, tek bir diyot ile mümkün olan AC yi DC ye dönüştürme işlemini daha verimli yapabilmek için birden fazla diyotun belirli bir şekilde birbirine bağlanmasıyla yapılır. Doğrultma işlemi ÖZEL olarak yarı iletken diyot’ lar üzerinden gerçekleştirilir.

Elektronik

  • Paylaş
Sonraki Soru
HESAP OLUŞTUR

İstatistikler

4839 Görüntülenme7 Takipçi4 Yanıt