خانه
محصولات
آموزش
دربارهما
تماسبامانکات طراحی یکسوساز تمام موج ترانس سر وسط
نکات طراحی یکسوساز تمام موج ترانس سر وسط را قصد داریم در این مقاله به صورت خلاصه و کاربردی مورد بررسی قرار دهیم. یکسوسازی یکی از موارد مهمی است که معمولا در قسمت اولیه مدار برای تامین تغذیه قطعات الکترونیکی تعبیه میشود. در صورتی میتوانیم از این یکسوسازی استفاده کنیم که ترانسفورماتور ما در قسمت ثانویه (خروجی) دارای سه سیم یا به اصطلاح ترانس سر وسط باشد.
برای محاسبه نوع دیود به کار رفته و ولتاژ خروجی DC، لازم است شناخت اولیه از یکسوساز تمام موج با استفاده از ترانس سر وسط داشته باشیم.
یکسوساز تمام موج ترانس سر وسط:
با توجه به شکل زیر یک سیکل کامل شامل نیم سیکل مثبت و نیم سیکل منفی به اولیه ترانس (مثل برق شهر) اعمال میشود. در قسمت ثانویه نیم سیکل مثبت را دیود D۱ از خود عبور میدهد و همچنین نیم سیکل منفی را دیود D۲ از خود عبور میدهد.
پس این نکته را باید در نظر داشته باشیم که در نیم سیکل مثبت دیود D۲ دارای بایاس معکوس و نیم سیکل منفی دیود D۱ دارای بایاس معکوس بوده و جریانی را از خود عبور نمی‌دهد. پس ماکزیمم ولتاژی که به صورت معکوس بر روی هر دیود اعمال میشود برابر است با ولتاژ یک سر کناری با سر وسط ترانسفورماتور.
طبق شکل موج به وجود آمده از یکسوساز تمام موج با ترانس سر وسط، نیم سیکل مثبت را دیود D۱ ساخته و نیم سیکل منفی را دیود D۲ تبدیل به نیم سیکل مثبت کرده و در حقیقت دو نیم سیکل مثبت در خروجی ظاهر میشود. و همین امر باعث میشود فرکانس شکل موج خروجی از 50HZ برق شهر به دو برابر خود یعنی 100HZ تبدیل شود. هرچقدر فرکانس بیشتر شود فیلتر کردن موج با استفاده از خازن فیلترینگ راحت‌تر خواهد شد.
مثال:
برای اینکه مدار را به راحتی درک کنید مثالی میزنیم که پارامترهای مهم یکسوساز تمام موج ترانس سر وسط را مورد بررسی قرار دهیم.
برای مثال فرض کنید یک ترانس سر وسط کاهنده با نسبت تبدیل ۱۸:۱ داریم و ولتاژ ورودی ترانس نیز ۲۲۰ ولت می‌باشد. با استفاده از یکسوساز تمام موج ولتاژ DC خروجی مدار و نوع دیود را مشخص کنید.
در ابتدا ولتاژ RMS را به ولتاژ پیک نبدیل می‌کنیم VP=1.414*220=311VAC حال ترانس ما ولتاژ ورودی را ۱۸ برابر کاهش میدهد. پس ولتاژ پیک در قسمت ثانویه برابر است با ۳۱۱/۱۸=۱۷.۲ پس در قسمت ثانویه ۱۷.۲ ولت متناوب را خواهیم داشت. دقت کنید که ولتاژ 17.2VAC مقدار ولتاژ سر‌های کناری سیم پیچ ثانویه با سر وسط سیم پیچ ثانویه می‌باشد.
با توجه به فرمول محاسبه ولتاژ DC در مدار یکسوسازی تمام موج ترانس سر وسط، ولتاژ DC برابر است با VDC=0.636*VP اگر دقت کنید یکسو ساز تمام موج در حقیقت از دو یکسوساز نیم موج ساخته شده پس عدد ثابت ۰.۳۱۸ در یکسوساز نیم موج، به دو برابر آن در یکسوساز تمام موج یعنی عدد ثابت ۰.۶۳۶ تغییر پیدا کرده است.
با استفاده از فرمول فوق ولتاژ DC در خروجی یکسوسازی برابر است با VDC=0.636*17.2=11 پس در خروجی یکسوسازی تمام موج مقدار ۱۱ ولت را داریم. حال برای انتخاب دیود باید ماکزیمم ولتاژی که به صورت معکوس بر روی هردیود می‌افتد را به دست بیاوریم.
دیود‌های یکسوساز تمام موج متناوبا در بایاس مستقیم و معکوس قرار می‌گیرند، پس ماکزیمم ولتاژی که به صورت معکوس بر روی هر دیود اعمال میشود برابر است با اوج ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور.
اگر دیود‌ها را ایده آل در نظر بگیریم (حذف افت ولتاژ ۰.۷ ولت بر روی هر دیود) در نیم سیکل مثبت دیود D۱ مسیر را بسته و دو سر دیود ولتاژش صفر بوده و همانند سیم عمل می‌کند بنابراین کل ولتاژ پیک در دوسر دیود D۲ به صورت معکوس افتاده و در سیکل بعدی این روند برعکس خواهد شد.
پس ماکزیمم ولتاژی که به صورت معکوس بر روی هر دیود می‌افتد برایر است با PIV=2*VP پس ماکزیمم ولتاژ معکوس برابر است با PIV=2*17.2=34.4V حال با نگاه به برگه راهنمای دیود‌های سری ۱N۴۰۰X میتوان برای مثال فوق دیود ۱N۴۰۰۱ با حداکثر ولتاژ معکوس ۵۰ ولت را انتخاب کنیم.
ولتاژ معکوس متناوب ۵۰ ولت از دیتاشیت ۱N۴۰۰۱ با نام VRRM به دست آمده است. برای شناخت پارامترهای مهم دیود‌های یکسوساز میتوانید این مقاله را مطالعه کنید.
یک قانون سر انگشتی در محاسبه ولتاژ خروجی بعد از یکسوساز تمام موج با ترانسفورماتور سر وسط:
مثال بالا در حالت ایده آل محاسبه شده و در حالت عملی در صورتی که ولتاژ خروجی DC یکسوساز تمام موج زیر ۲۴ ولت بود، افت ولتاژ ۰.۷ ولت دیود را محاسبه کنید در مثال بالا ولتاژ خروجی برابر است با VDC=11-0.7=10.3V در نتیجه ولتاژ ایده آل برابر ۱۱ ولت و ولتاژی که در عمل خواهیم دید برابر ۱۰.۳ ولت خواهد بود.
برای ردگمکنی طراحی چکار کنیم؟
برای جلوگیری از کپی زدن و یا اینکه مدار شما به سختی کپی بزنن و مهندس کپی زن را گمراه کنید، میتوانید از دیود‌های دوبل که دارای سه پایه هستند (شبیه ترانزیستور) و کاتد آن‌ها به هم متصل است استفاده نمایید. دقت کنید شماره قطعه نیز باید پاک شود.
مقایسه تئوری با عملی:
حال با بستن مدار فوق بر روی بردبرد میتوانیم مقادیر به دست آمده توسط تحلیل بالا را با مقادیر عملی قیاس کنیم. برای مشاهده فیلم آموزشی طراحی یکسوساز تمام موج ترانس سر وسط به کانال یوتیوب مراجعه کنید.
امیدوارم این آموزش برای شما مفید واقع شده باشه. لطفا نظرات ارزشمند خود را این زیر ارسال کنید.