دی, ۱۳۹۸ بدون نظر مقالات

جریان برق ممکن است (AC) یا (DC) باشد. برخی از مدارهای الکترونیکی برای راه اندازی به جریان AC و برخی به برق DC احتیاج دارند. کار و وظیفه اصلی پل دیود، یکسو سازی جریان AC و تبدیل آن به جریان DC می باشد.
پل های دیودی چهار سر دارد،دو سر آن متعلق به ورودی ac خود می باشد و دو سر دیگر مربوط به خروجی پل می باشد. پل دیودی از ورودی خود یک سینوسی کامل را می گیرد و نیم سیکل مثبت آن را عبور می دهد ولی نیم سیکل منفی آن را به یک نیم سیکل مثبت تبدیل می کند.
به عبارتی خروجی پل دیودی از بی نهایت نیم سیکل مثبت تشکیل شده است.
ساختار:
پل دیود از ترکیب ۴ عدد دیود یکسوساز معمولی بدست می آید ، یک پل دیود را می توان با چهار عدد دیود به صورت دستی ساخت که از لحاظ کاربرد و کارکرد هیچ تفاوتی با پل دیود آماده ندارد.

راهنمای استفاده از پل دیودی

پل دیودی یا یکسوساز پل، مداری است که با تغییردادن پلاریته تغذیه ورودی آن، پلاریته خروجی آن تغییر نمی‌کند و معمولاً برای یکسوسازی جریان متناوب و به دست آوردن جریانِ مستقیمِ تمام‌موج استفاده می‌شود. این مدار نسبت به یکسوسازهای تمام موجی که از ترانسفورماتور سه‌سر بهره می‌برند هزینه و وزن کمتری دارد.

پل‌های دیودی را می‌توان برای ورودی‌های چندفاز متناوب مانند ورودی سه‌فاز گسترش داد. برای نمونه در یک یکسوساز نیم‌موج سه‌فاز از سه دیود و در یک یکسوساز تمام‌موج سه‌فاز از شش دیود برای تشکیل پل دیودی استفاده می‌شود.

پل های دیودی چهار سر دارد، دو سر آن متعلق به ورودی ac خود می باشد و دو سر دیگر مربوط به خروجی پل می باشد. پل دیودی از ورودی خود یک سینوسی کامل را می گیرد و نیم سیکل مثبت آن را عبور می دهد ولی نیم سیکل منفی آن را به یک نیم سیکل مثبت تبدیل می کند.

به عبارتی خروجی پل دیودی از بی نهایت نیم سیکل مثبت تشکیل شده است.

هنگامی که پل دیودی به تنهایی استفاده می شود، می بایست بین دو سر خروجی آن یک مقاومت به عنوان بار در پل قرار داد ولی در صورتی که در مدارات همچون rectifier قرار میگیرد لازم به مقاومت نیست و بعد از آن صافی خازنی fazal قرار داد.

نمایش نحوه عملکرد پل دیودی:

 نحوه عملکرد یکسوساز پل دیودی

هر پل دیودی چهار پایه دارد، دو پایه از آن متعلق به ورودی AC خود می باشد و
دو پایه دیگر مربوط به خروجی پل می باشد.

پل دیودی یک موج سینوسی کامل را از پایه ورودی خود گرفته و فقط نیم سیکل مثبت آن را عبور می دهد،
هم چنین نیم سیکل منفی آن را نیز تبدیل به یک نیم سیکل مثبت می کند.

به بیان ساده تر خروجی هر پل دیودی از بی نهایت نیم سیکل مثبت تشکیل شده است.

با توجه به کارکرد پل دیودی، این قطعه در قسمت خروجی یک اتوترانس به صورت موازی بسته می شود و
زمانی که ولتاژ ورودی تغیر کند در خروجی برق DC را دریافت خواهد کرد و
در واقع از خروج جریان به شکل متناوب جلوگیری می کند.

خروجی پل دیودی

همانطور که در نمودار بالا مشاهده می کنید پل دیودی عمل یکسوسازی تمام موج را انجام داده است،
یعنی در هر نقطه از زمان، دو دیود از چهار دیود عمل بایاس مستقیم و دو دیود دیگر عملکرد بایاس معکوس داشته اند.

در هر دو وضعیت برای نیم سیکل های مثبت و منفی، شکل موج ورودی و خروجی مثبت خواهد شد و
در نتیجه جریان مدار همواره در یک سو برقرار می شود.

بنابراین، نیم موج منفی منبع، به نیم موج مثبت در بار تبدیل خواهد شد.

پل دیودی ایده آل

برای ساختن یک یکسو کننده کامل ایده آل، باید فاکتور موج دار را به حداقل ممکن برسانیم به همین منظور
ما می توانیم از خازن یا سلف برای کاهش موج های موجود در مدار استفاده کنیم.

عملکرد این خازن، که به عنوان یک خازن مخزن (یا خازن هموار کننده) شناخته می شود کاهش تنوع در شکل موج ولتاژ خروجی AC اصلاح شده از پل است.

این خازن مسیر مقاومت امپدانس کم به مولفه AC خروجی را فراهم می کند و
باعث کاهش ولتاژ و جریان AC از طریق بار مقاومت می شود.

هرگونه کاهش ولتاژ و جریان خروجی پل با هدررفت شارژ در خازن متوقف می شود.

بنابراین تغییر جریان و ولتاژ بار نسبت به آنچه بدون خازن رخ می دهد کاهش می یابد.

به همین ترتیب، افزایش ولتاژ بار اضافی را در خازن ذخیره می کند،
بنابراین تغییرات ولتاژ و جریان خروجی را تعدیل می کند.

یکسوساز با صافی خازنی

 روش تست پل دیود

هر گاه می خواهیم یک پل دیود را تست کنیم باید مراحل زیر را انجام بدهیم:

پیش از شروع مولتی متر دیجیتال را روی نشانگر تست دیود قرار می دهیم.

  1. سیم مشکی را به دو سر علامت C بصورت جداگانه و تک تک وصل می کنیم و
    سیم قرمز مولتی متر را هم بر روی پایه منفی پل دیود میگذاریم،
    ولتاژی که مولتی متر نمایش می دهد باید بین ۰.۵ الی ۰.۷ ولت باشد.
  2. سیم قرمز را به دو سر علامت C بصورت جداگانه و تک تک وصل می کنیم و
    سیم مشکی مولتی متر را نیز روی قسمت با علامت منفی پل دیود می گذاریم،
    مولتی متر نشان بینهایت یا مدار باز را باید نمایش دهد.

با این دو عمل انجام شده نتیجه خواهیم گرفت که دیود ۱ و ۳ سالم می باشند.

  1. سیم مشکی را به دو سر علامت C بصورت جداگانه و تک تک وصل می کنیم،
    در حالیکه سیم قرمز مولتی متر را روی علامت مثبت پل دیود گذاشته ایم،
    مولتی متر باید نشان بینهایت یا مدار باز را به ما نمایش دهد.
  2. سیم قرمز را به دو سر علامت C بصورت جداگانه و تک تک وصل می کنیم حالا
    سیم مشکی مولتی میتر را نیز روی علامت مثبت پل دیود می گذاریم،
    ولتاژی که مولتی متر نمایش می دهد باید محدوده ۰.۵ الی ۰.۷ ولت باشد.

به این ترتیب نتیجه می گیریم که دیود ۲ و ۴ نیز سالم می باشند.

تست پل دیودی

 مزایای استفاده از پل دیودی
  • یکسو کننده های تمام موج نسبت به یکسو کننده های نیم موج کارایی بالاتری دارند.
    این بدان معناست که پل های دیودی جریان AC را با کارآیی بیشتری به جریان DC تبدیل می کنند.
  • پل های دیودی هیچ سیگنال ولتاژی را در روند اصلاح جریان هدر نمی دهند و
    می توان گفت اتلاف انرژی بسیار کمی دارند.
  • ولتاژ خروجی یکسو کننده تمام موج دارای اعوجاج کمتری نسبت به یکسو کننده های نیم موج است.
 انواع پل دیود

پل دیود با توجه به ولتاژی که در مدار جریان پیدا خواهد کرد به طور کلی به دو دسته تک فاز و سه فاز تقسیم می شود و

با توجه به شکل ظاهری موجود در بازار پل های دیودی در انواع زیر موجود هستند:

  • دیود پل شانه ای
  • دیود پل مربع
  • دیود پل طرح آی سی
  • دیود پل گرد

انواع پل دیودی براساس ظاهر