نحوه کاهش جریان هجومی در یکسوساز

جریان هجومی یکسوساز یکی از مهمترین پارامترهای طراحی منابع تغذیه بوده که در صورت رعایت نکردن این مقدار، آسیب جدی به دیودها وارد شده و باعث سوختن آنها می‌شود. برای درک این مسئله به یکسوساز پل زیر دقت کنید.

قبل از اعمال ولتاژ برق شهر به مدار یکسوساز، خازن فیلتر کاملا تخلیه و در نتیجه اتصال کوتاه می‌باشد. پس با اعمال ولتاژ در ثانویه ترانس، خروجی یکسوساز پل اتصال کوتاه شده و ماکزیمم جریان هجومی مدار (Isurge max)، در کسری از ثانیه از دیودهای D۲ وD۳ عبور می‌کند. تنها دو عاملی که ممکن است دیودها آسیب نبینند:

• مقاومت اهمی سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور
• مقاومت بدنه دیودها

دو مقاومت بالا بسیار ناچیز بوده و ممکن است جلوی جریان هجومی را نگرفته و باعث سوختن دیودها شود. از آنجایی که جریان لحظه‌ای میتواند به دیودها آسیب وارد کند، طراح مدار می‌بایست مطمئن باشد که دیودهای مورد استفاده در مدار یکسوساز تحمل این جریان هجومی را داشته باشد.

برای حل این مشکل میتوان از مقاومت محدود کننده جریان با نام Rsurge استفاده کرد که با خروجی مدار یکسوساز سری می‌شود. مقدار این مقاومت نسبت به مقاومت بار یا RL بسیار ناچیز است. برای به دست آوردن Rsurge کافیست حداکثر جریان هجومی لحظه‌ای دیود را از دیتاشیت با نام IFSM قرائت کنیم و با توجه به فرمول Rsurge= (VP-1.4) /IFSM به دست آوریم.

مثال:

در صورتی که ولتاژ خروجی ثانویه ترانسفورماتور ۲۴ ولت باشد، و از دیود IN4001 جهت یکسوسازی پل استفاده کرده باشیم، مقدار مقاومت Rsurge را به دست آورید.

در ابتدا Vrms=24 را به ولتاژ پیک تبدیل می‌کنیم در نتیجه VP=1.414*24 پس VP=34V حال افت ولتاژ دو دیود در هر نیم سیکل (۱.۴V) را از مقدار VP کم می‌کنیم. با توجه به ماکزیمم جریان هجومی دیود ۱N۴۰۰۱ از روی دیتاشیت متوجه می‌شویم IFSM=30A می‌باشد. در نتیجه Rsurge=1 OHM را در مدار به صورت سری با خازن و مقاومت بار قرار می‌دهیم.

از آنجایی که تمامی جریان منبع تغذیه از این مقاومت سری عبور میکند، لازم است توان مناسب را برای این مقاومت انتخاب کنید.

یک قانون سرانگشتی در رابطه با جریان هجومی:

معمولا اگر مقدار ظرفیت خازن فیلتر کمتر از ۱۰۰۰ میکروفاراد باشد، زمان جریان اتصال کوتاه بسیار ناچیز بوده و میتوان از آن چشم پوشی کرد ولی اگر ظرفیت خازن فیلتر بیشتر از این مقدار باشد، چون چندین سیکل طول می‌کشد تا خازن شارژ شود، در نتیجه مدت زمان عبور جریان هجومی بیشتر شده و دیودها ممکن است آسیب ببینند.

اندازه گیری جریان هجومی با مولتیمتر:

از آنجایی که در کسری از ثانیه جریان هجومی از دیودها میگذرد، مولتیمتر قادر به اندازه گیری این جریان نبوده و برای اندازه گیری دقیق این جریان از دستگاه پاورآنالایزر استفاده می‌شود.

اندازه گیری ولتاژ خروجی

مقاومت Rsurge که به صورت سری در مدار قرار گرفته دارای مقدار بسیار کمی می‌باشد. با توجه به ویدیو این مقاله که در کانال یوتوب قرار دارد متوجه می‌شویم با مقاومت بار به اندازه یک کیلو اهم و مقاومت محدود کننده جریان هجومی یا همان Rsurge با مقدار یک اهم، تاثیر آنچنانی در مقدار ولتاژ خروجی دو سر بار در دو حالت زیر ندارد.

• محاسبه ولتاژ خروجی به صورت عملی، در صورتی که مقاومت محدود کننده جریان وجود دارد ۳۲.۴V می‌باشد.
• و همچنین مقدار ولتاژ خروجی بدون مقاومت محدود کننده جریان یک اهمی نیز ۳۲.۴V  می‌باشد.

امیدوارم آموزش جریان هجومی یکسوساز برای شما مفید بوده باشه، برای مشاهده ویدیو این مقاله لطفا به کانال یوتیوب مراجعه کنید. همچنین نظرات خودتون همین پایین ارسال کنید.