TA2CCS Şahin Küliğ E-Mail: ta2ccs@antrak.org.tr
Değerli arkadaşlarım, bu ay ki yazımda geçen
birkaç aylık yazılarımda anlattığım diyotlara ilişkin pratik
devreleri açıklatacağım. Aslında içinde diyot olan her devre bir
diyot uygulaması değildir. Önemli olan orada diyodun ne
işe yaradığı, hadi biraz daha ileri giderek devre içindeki
diyodun nasıl çalıştığını anlamak olabilir. Bazı devrelerin
nasıl çalıştığını anlamak için çok ileri derecede matematik
ve telekomünikasyon bilgisi gereklidir. Yazılarımın bazı
bölümlerinde elden geldiğince basit olarak, görünüşleri
oldukça basit fakat yaptıkları işler enteresan olan bu
devreleri de açıklamaya çalışacağım. Elektronikte öyle
devreler vardır ki buralarda diyot olmazsa olmaz. Bu
devrelerin başında doğrultucular gelir. Aslında Temel
Elektronik tamamen teorik olarak anlatılması gerekse de
araya bu tür açıklayıcı anlatımlar koyarak okuyucunun
ilgisinin çekileceği kanısındayım. Yeni seçtiğim konu
başlığına dikkat ederseniz Doğrultucular dedim. Güç
Kaynakları demiyorum. Çünkü Güç Kaynakları özel bir anlatım
gerektirmektedir. Fakat, özellikle Doğru Akım Güç Kaynaklarının
(DC Power Supply) önemli bir kısmını doğrultucular
oluşturmaktadır.
Doğrultucular:
Doğrultucular alternatif akımı, örneğin şehir
şebekesini doğru akıma çevirmeye yarar. Kullanım yerleri
olarak, elektronik devrelerin DC ihtiyaçlarını karşılamak yada
güç kaynaklarının ön devresi olmalarını söyleyebiliriz.
Doğrultucuların üç tipi vardır.
1-Yarım dalga doğrultucu
2-Tam dalga doğrultucu
3-Köprü Doğrultucu
Yarım Dalga Doğrultucu:
Doğrultucuyu açıklaman önce bir altın kuralı tekrar
hatırlatmak isterim. Bir diyottan akım geçebilesi için
anodunun katoduna göre pozitif olması gerekmektedir.
Örneğin silisyum bir diyot için;
Anod: 1V, Katot:0V Akım geçer.
Anod: 10V, Katot:9V Akım geçer.
Anod: -5V, Katot:-6V Akım geçer.
Anod: 5V, Katot:6V Akım geçmez.
Aşağıdaki şekilde bir yarım dalga doğrultucu görülmektedir.
Doğrultucunun a ve b uçları arasına alternatif bir gerilim
uygulayalım. Burada bir açıklama yapacağım. Böyle bir
şekil gördüğünüzde, t1 ve t2 zamanları
arasında a ucu b ucuna göre pozitif, t2 ve
t3 zamanları arasında a ucu b ucuna göre negatif
olur. t1 ve t2 zamanları arasında a ucu b
ucuna göre daha pozitif olur. a ucu pozitif olduğu için diyodun
anodu da pozitif olur. b ucu negatif olacağı için c ucu yani
diyodun katodu negatif olur. t1 ve t2
zamanları arasında diyodun anodu katoduna göre daha pozitif
olacağı için diyot üzerinden bir akım geçer. Geçen bu akım yük
direnci RL nin üst tarafı pozitif, alt tarafı negatif
yapar. t2 ve t3 zamanları arasında a ucu b
ucuna göre daha negatif olacağı için diyodun da anodu
katoduna göre daha negatif olur ve diyot akım geçirmez.
Bunun sonucu olarak t2 ve t3 zamanları arasında
yük direnci RL üzerinde bir gerilim oluşmaz.
Böylece alternatif akımın her pozitif bölgesi geldiğine yük
direnci RL üzerinde aşağıdaki şekilde gösterilen biçimde
bir gerilim oluşur.
Şimdi diyebilirsiniz ki "Bu şeklin neresi DC. Tam olarak AC
tanımına uyuyor. Yani yönü ve genliği zamana göre
değişiyor." Kısmen haklısınız. Dikkat edecek olursanız
genliği hep pozitif olarak değişiyor. Şu aradaki boşluklar
olmasa tam DC olacak. Şimdi devrenin çıkışına, yük direncine
paralel olarak bir kondansatör koyalım.
Diyottan akım geçtiği zamanlarda yani t1 ve
t2 zamanları arasında geçen akım hem RL
yükünü beslediği gibi aynı zamanda C kondansatörünü doldurur.
Diyottan akım geçmeyen t2 ve t3 zamanları
arasında kondansatör üzerinde biriken elektrik yavaş yavaş
RL yükü üzerinden boşalır. Başka bir değişle
t2 ve t3 zamanları arasında RL yükünü
besleme işini kondansator üstlenir. Bu şekilde devremizin
çıkışındaki dalga şeklide aşağıdaki gibi olur.
Şekilden de görüldüğü gibi dalga şekli DC ye çok yaklaşmış
olur. Devredeki kondansatörün değerini arttırarak
dalgalanmayı azaltabiliriz. Bu dalgalanmayı örneğin bir
yükselteçte vınlama olarak duyabiliriz. Kondansatörü teorik
olarak çok arttırmak mümkündür. Fakat yüksek değerli
kondansatörler çok yüksek akımlarla dolacağı için çok yüksek
akımlara dayanacak diyotlar gerektirir. Bunun yerine doğrulucu
devrelerin çıkışlarına regülatör devreleri kullanılır.
Tam Dalga Doğrultucu:
Aşağıdaki şekilde bir tam dalga doğrultucu görülmektedir.
Şekil dikkatli incelenirse iki adet yarım dalga doğrultucudan
oluştuğu rahatlıkla görülmektedir. Yarım dalga doğrultucudan
hatırlayacağınız gibi diyotlar girişteki sinyalin her
pozitif bölümünde iletime geçmektedir. Yani t1 ve t2
zamanları arasında D1 diyodu t2 ve t3
zamanları arasında D2 diyodu iletime geçmektedir. Yük
direnci üzerindeki dalga şekli aşağıdaki gibi olur.
Yukarıdaki tam dalga doğrultucunun çıkış dalga şekli ile
yarım dalga doğrultucunun çıkış dalga şekilleri arasındaki
fark, yarım dalga doğrultucuda olan boşlukları tam dalga
doğrultucuda olmayışıdır.
Şimdi doğrulucunun çıkış uçları arasına bir kondansatör
koyalım.
D1 ve D2 diyotları her iletime geçtiklerinde
RL yükünü besledikleri gibi, C kondansatörünü de
doldururlar. Diyotlar üzerinden akan akımlar giriş gerilim dalga
şeklini izleyecekleri için D1 diyodu girişindeki
gerilim t1 zamanından itibaren hızla yükselir, bu
yükselme sırasında hem yükü besler hem de C kondansatörünü
doldurur. Giriş gerilimi hızla azalmaya başladığında kondansatör
yavaş yavaş yük üzerinden boşalmaya başlar. Giriş gerilimi
kondansatör üzerindeki gerilimden daha aşağı değere indiği zaman
yani D1 diyodunun anodu katoduna göre daha
negatif olduğu zaman diyodu artık akım iletmez. Yükü besleme
işini kondansatör yüklenir. D1 diyodunun anodundaki
gerilim negatif kesime geçtiği zamanda D2 diyodunun
anodundaki gerilimde pozitif olarak yükselmeye başlamıştır.
D2 diyodunun anodundaki gerilim halen yük üzerinden
boşalmaya devam eden kondansatör üzerindeki gerilimden daha
pozitif voltaj değerine geldiği zaman D2 diyodu iletime
geçer. Hem yükü besleme işini yüklenir hem de kondansatörü
yeniden doldurur. Bu işlem art arda devam ederken, çıkışta da
aşağıdaki dalga şekli oluşur.
Önümüzdeki ay Köprü Doğrultucu ile devam
edeceğim. Şimdi bu ay anlattığım yarım ve tam dalga
doğrultucuların birbirlerine göre üstünlüklerini düşünmenizi
rica ediyorum.
Kasımda görüşmek üzere...
|