Ana hat:
Filtre Olarak Kondansatör
Tam Dalga Doğrultucu
Merkezi Kılavuzlu ve Köprü Doğrultucu farkı
Çözüm
Filtre Olarak Kondansatör
Kapasitör, reaktansı uygulanan frekansa göre değişen reaktif bir cihazdır ve bu, kapasitörün sinyal üzerindeki etkisinin frekansa bağlı olacağı anlamına gelir. Filtreler aynı zamanda frekansları da büyük oranda kapsadığından, filtrelerde kapasitör kullanılmasının nedeni budur. Ayrıca kapasitörler çalışması için enerji gerektirmediğinden pasif bileşenlerdir ve bu nedenle pasif filtre devrelerinde kullanılırlar.
Normalde bir kapasitör tamamen şarj olduğunda açık devre haline gelir ve normalde daha yüksek frekanstaki reaktans düşüktür, dolayısıyla kapasitör kısa devre görevi görür ve böylece yüksek frekansın geçmesine izin verir. Öte yandan, frekans düşük olduğunda kapasitörün reaktansı yüksektir ve bu da düşük frekansın geçişini zorlaştırır. Dalgalanmalar ve diğer geçici olaylar çoğu zaman oldukça düşük bir frekansa sahiptir, bu nedenle kapasitör onları engeller.
Tam Dalga Doğrultucu
Yukarıda bahsedildiği gibi doğrultucu, AC beslemesini diyotlar yardımıyla DC'ye dönüştüren bir devredir. Doğrultma devresi iki şekilde tasarlanabilir; biri iki diyot kullanmak, diğeri ise dört diyottan oluşan bir köprü oluşturmaktır.
Merkezi Kılavuzlu Tam Dalga Doğrultucu
İki diyota sahip tam dalga doğrultucu devresi bir transformatör gerektirir, bu nedenle iki diyota sahip tam dalga doğrultucu devresi için devre aşağıdadır:
Diyotlar R yüküne bağlanır L ve A noktası C noktasına göre pozitif polariteye sahip olduğunda, D diyotu 1 ileriye dönük olacak şekilde davranacaktır. Bununla birlikte, B noktası C noktasına göre pozitif potansiyelde olduğunda D diyotu 2 akımın akışına izin verir ve tam dalga doğrultucu bu şekilde çalışır. Bu davranışın bir sonucu olarak, AC kaynağının negatif yarısı kırpılır ve çıkışta saf bir DC dalga formu oluşturulur.
Başka bir deyişle, birinci diyot AC kaynağının pozitif yarı döngüsünde iletir ve ikinci diyot ters polarma durumundadır. Negatif yarı döngüde ise ikinci diyot iletime geçer ve birincisi ters kutuplu kalır.
Kapasitör Filtreli Tam Dalga Doğrultucu
Tam dalga doğrultucudan alınan DC çıkışı hala sinyalin kalitesini etkileyen bazı dalgalanmalar içermektedir. Bu nedenle, bu dalgalanmaları filtrelemek için genellikle bağlı yüke paralel bağlanan bir kapasitör kullanılır. Şimdi güç kaynağı açıldı ve Diyot D bağlandığında kapasitör şarj olmaya başlıyor. 1 pozitif yarı döngüde olan ileri eğilimdedir. Negatif yarı çevrimde kapasitör boşalmaya başlar ancak tamamen boşalmaz.
Doğrultucunun çıkışında hem AC hem de DC bileşenler bulunur ve bildiğimiz gibi kapasitörler doğru akımı bloke eder. Böylece doğrultucu çıkışındaki tüm AC bileşenleri kapasitörden geçerek yük için saf bir DC sinyali bırakacaktır:
Kapasitörlü doğrultucu çıkışının son dalga biçimi şöyle olacaktır:
Tam Dalga Köprü Doğrultucu
Tam dalga köprü doğrultucu, köprü şeklinde düzenlenmiş dört diyottan oluşur. Bununla birlikte, merkezi uçlu bir transformatöre ihtiyaç duymaz, bu da onu diğer tipe göre daha az maliyetli kılar. Köprü doğrultucunun çıkışı, merkezden kılavuzlu tam dalga doğrultucu ile hemen hemen aynıdır, tam dalga köprü doğrultucunun devresi aşağıda verilmiştir:
Burada diyotlar birbirleriyle seri halindedir ve iki diyot her yarım döngüde, pozitif yarı döngüde D diyotları iletecektir. 1 ve D 2 ileri eğimli olacak ve diğer ikisi iletken olmayan bir durumda olacaktır. Ancak negatif yarı döngüde diğer iki diyot D 3 ve D 4 ileriye dönük olacaktır.
Tam dalga köprü doğrultucu, merkez uçlu transformatör tam dalga doğrultucuyla karşılaştırıldığında daha yüksek bir voltaj düşüşüne sahiptir çünkü her döngü için iletken durumda iki diyot vardır. Ayrıca köprü doğrultucunun tepe ters gerilimi sekonder taraftaki trafodaki gerilime eşit olduğundan yüksek gerilim uygulamalarında kullanılabilir. Her iki tip doğrultucu devrenin çalışması aynı olduğundan çıkış dalga formu aynı olacaktır.
Kondansatör Filtreli Köprü Doğrultucu
Merkezi uçlu transformatör tam dalga doğrultucu gibi, köprü doğrultucudaki kondansatör de yüke paralel olarak bağlanır. Bu kapasitör aynı zamanda DC'yi bloke ettiği ve sinyalin AC bileşeninin içinden geçmesine izin verdiği için yumuşatma kapasitörü olarak da bilinir:
Bir köprü doğrultucudaki kapasitör filtresinin işlevi, merkezden kılavuzlu tam dalga doğrultucununkiyle aynıdır ve her iki tip için dalgalanma faktörü aynıdır. Bu nedenle yumuşatma kapasitörü köprü doğrultucuya bağlandığında dalga biçimi aynı olacaktır. Daha yüksek kapasitanslı bir kapasitör seçersek dalgalanma faktörünün daha da azaltılacağına ancak deşarj voltajının artacağına dikkat edilmelidir.
Merkezi Kılavuzlu Tam Dalga Doğrultucu ile Köprü Doğrultucu Arasındaki Fark
Her ne kadar her iki devre de aynı şekilde çalışsa ve benzer çıktılar üretse de, ikisi arasında bazı küçük farklar vardır:
| Doğrultucu Parametreleri | Köprü Doğrultucu | Merkezi Musluklu Tam Dalga Doğrultucu |
| Tepe Ters Gerilimi | PIV=V M | PIV = 2V M |
| Trafo Kullanım Faktörü | 0,812 | 0,693 |
| Diyot boyunca voltaj düşer | Yüksek | Düşük |
| Merkeze dokunma | Gerekli değil | Gerekli |
| Trafo KVA derecesi | Düşük | Yüksek |
| Dalgalanma faktörü | 0,48 | 0,48 |
Çözüm
Kondansatörler, çeşitli uygulamalar için kullanılan, devrelerin çıkışındaki herhangi bir geçici akımın filtrelenmesi olan, yük depolama pasif cihazlarıdır. Doğrultucu devrelerde kapasitör, çıkışlarındaki dalgaları yani kısaca AC bileşenlerini filtrelemek için kullanılır. Kapasitörler her zaman DC'yi bloke ettiğinden, yalnızca AC bileşeninin içinden geçmesine izin verecek ve bu daha sonra yere gidecektir.
Tam dalga doğrultucu ayrıca iki türe ayrılır; biri merkez uçlu transformatörlü, diğeri ise dört diyotlu bir köprüye sahiptir. Yani her iki tam dalga doğrultucu devresine sahip kapasitör aynı davranışa sahip olacaktır.