یکسوساز

مستقیم کننده
(تغییرمسیر از یک‌سوساز)

یکسوساز، یکسوکننده یا رِکتیفایِر (به انگلیسی: Rectifier) وسیله‌ای است که جریان متناوب (AC) را به جریان مستقیم (DC) تبدیل می‌کند.

انواع یکسوساز

یکسوساز، یک مدار است که معمولاً در آن از چهار دیود (پل دیودی) استفاده می‌شود. دیود، جریان را تنها در یک جهت عبور می‌دهد و از عبور آن در جهت مخالف جلوگیری می‌کند. البته گاهی به جای دیود از وسایل دیگری مانند تریستور و ماسفت و آی‌جی‌بی‌تی و… استفاده می‌شود..

یکسوساز تک‌فاز، بسته به کاربرد و اهمیت، معمولاً شامل یک، دو یا چهار نیم‌رسانای یکسوساز غیرقابل‌کنترل مانند دیود، یا یکسوساز قابل‌کنترل مانند تریستور است.

برای کاهش تَمَوُج (به انگلیسی: Ripple) یا نوسانات ناخواسته ولتاژ DC در خروجی مدار، خازن موازی و برای کاهش نوسانات جریان DC در خروجی، سلف سری اضافه می‌شود.

استفاده از یکسوسازهای سه‌فاز یکی از راه‌های کاهش ریپل خروجی است. با اضافه شدن تعداد فاز، تعداد یکسوکننده‌های نیم‌رسانای مدار هم اضافه خواهد شد.

در نوع پیشرفته یکسوسازهای قابل‌کنترل، از آی‌سی‌هایی که به این منظور ساخته‌شده‌اند استفاده می‌شود.

مدارهای یکسوساز جدید از روش سوئیچینگ استفاده می‌کنند؛ ابتدا با تبدیل ولتاژ ورودی متناوب به ولتاژ تنظیم‌نشدهٔ DC با یکسوساز دیودی، و سپس کلیدزنی (سوئیچینگ) این ولتاژ به روش پی‌دبلیواِم و فیلتر کردن آن، به مقدار ولتاژ DC تنظیم‌شده (به انگلیسی: Regulated) موردنظر می‌رسند. یکسوسازها کاربردهای زیادی دارند، اما اغلب به عنوان اجزای منبع تغذیه DC و سیستم‌های انتقال جریان مستقیم با ولتاژ بالا استفاده می‌شوند. یکسوسازی ممکن است در نقش‌هایی غیر از تولید جریان مستقیم برای استفاده به عنوان منبع نیرو عمل کند. همان‌طور که اشاره شد، آشکارسازهای سیگنال‌های رادیویی به عنوان یکسوساز عمل می‌کنند. در سیستم‌های گرمایش گاز از یکسوسازی شعله برای تشخیص وجود شعله استفاده می‌شود.

بسیاری از کاربردهای یکسوسازها، مانند منابع تغذیه برای تجهیزات رادیویی، تلویزیونی و رایانه‌ای، نیاز به یک ولتاژ DC ثابت ثابت دارند (همان‌طور که باتری تولید می‌کند). در این کاربردها خروجی یکسوساز توسط یک فیلتر الکترونیکی صاف می‌شود که ممکن است یک خازن، چوک یا مجموعه ای از خازن‌ها، چوک‌ها و مقاومت‌ها باشد و احتمالاً به دنبال آن یک تنظیم‌کننده ولتاژ برای تولید یک ولتاژ ثابت است.

مدار پیچیده‌تری که عملکرد مخالف را انجام می‌دهد، یعنی تبدیل DC به AC، اینورتر نامیده می‌شود.

انواع یکسوسازهاویرایش

یکسوساز نیم‌موجویرایش

در یکسوساز نیم موج نیم سیکل از امواج ورودی عبور می‌کند و نیم سیکل دیگر به صورت کامل حذف می‌شود. به عبارتی دیگر زمانی که ولتاژ ورودی بزرگتر از صفر است جریان از دیود عبور می‌کند و همان موج عیناً در خروجی ظاهر می‌شود و زمانیکه ولتاژ ورودی کوچکتر از صفر می‌شود دیود در حالت معکوس بوده و جریانی از آن عبور نمی‌کند.[۱]

 
یکسوساز نیم‌موج

یکسوساز تمام‌موجویرایش

در یکسو ساز تمام موج هیچ‌کدام از سیکل‌های امواج ورودی حذف نمی‌شوند و از طریق پل دیود هر دو نیم چرخه (به انگلیسی: Cycle) یکسو می‌شوند. به عبارتی دیگر با تغییر قطب ورودی، قطب خروجی تغییر نمی‌کند.[۲]

 
یکسوساز تمام‌موج با استفاده از ترانسفورماتور و ۲ دیود.

قطعات یکسوسازویرایش

قبل از توسعه یکسوسازهای نیم‌رسانای سیلیکونی، از دیود‌های ترمویونیک لامپ خلاء و پشته‌های یکسوساز فلزی مبتنی بر اکسید مس یا سلنیوم استفاده می‌شد. با معرفی الکترونیک نیم‌رسانا، یکسوسازهای لامپی منسوخ شدند. برای یکسوسازی تغذیه از جریان بسیار کم تا جریان بسیار زیاد، دیودهای نیم‌رسانا از انواع مختلف (دیودهای پیوندی، دیودهای شاتکی و غیره) به‌طور گسترده استفاده می‌شود.

سایر قطعاتی که دارای الکترودهای کنترل هستند و همچنین به عنوان دریچه‌های جریان یک جهته عمل می‌کنند، در مواردی که بیش از یکسوسازی ساده مورد نیاز است - به عنوان مثال، در جاهایی که ولتاژ خروجی متغیر مورد نیاز است، استفاده می‌شود. یکسوسازهای پرقدرت، مانند آنهایی که در انتقال برق جریان مستقیم با ولتاژ بالا استفاده می‌شوند، از قطعات نیم‌رسانای سیلیکونی در انواع مختلف استفاده می‌کنند. این‌ها تریستورها یا سایر کلیدهای سوئیچینگ کنترل‌شده حالت جامد هستند که به‌طور مؤثر به عنوان دیود عمل می‌کنند تا جریان را تنها در یک جهت عبور دهند.

مدارهای یکسوسازویرایش

مدارهای یکسوساز ممکن است تک فاز یا چند فاز باشند. اکثر یکسوسازهای کم توان برای تجهیزات خانگی تک فاز هستند، اما یکسوسازی سه فاز برای کاربردهای صنعتی و برای انتقال انرژی به صورت DC (HVDC) بسیار مهم است.

منابعویرایش

  1. Wayand, Ben. "رکتیفایر چیست".
  2. Wayand, Ben. "رکتیفایر تمام موج".

پیوند به بیرونویرایش