تحلیل ساده یکسوسازهای نیم موج و تمام موج

[غزال]

درود

تحلیل ساده یکسوسازهای نیم موج و تمام موج
این پست برای علاقمندان مبتدی و پست های آتی برای مطلعین
.
یکسوسازی مبحثی است که منحصر به برق و الکترونیک نیست و در علوم و پدیده های دیگری نیز کاربرد گسترده داره.
و همانطور که از نام یکسوسازی استنباط میشه در مواردی استفاده میشه که رفت و برگشت محتمل باشه و بخواهیم یکطرفه یا یکسویه کنیم

مثلا اگر آب لوله کشی شهری قطع بشه آب موجود در شاه لوله بزودی تخلیه میشه و دراینصورت آب های موجود در منزل شما به شاه لوله برگشت میکنه و لذا مسیر عبور آب برعگس میشه
و به این ترتیب آب آبگرمکن بشکه ای یا مخزنی که با هزینه شما گرم شده از منزل شما بسمت منزل همسایه حرکت میکنه و متضرر میشی .

پس چاره ای اندیشیدند و شیر یکطرفه ساختند بنحوی که برخلاف دیگر شیرها ، آب فقط از یکطرف میتونه وارد بشه و در جهت معگوس ، نمیتونه عبور کنه.
به همین علت تمام آبگرمکن های مخزنی را مجهز به یکسوساز آبی یا شیر یکطرفه میکنند تا فقط آب بتونه از شاه لوله وارد آبگرمکن بشه ولی اجازه نمیده آب آبگرمکن به سمت شاه لوله عبور کنه و دریچه شیر را میبنده

در الکترونیک هم قطعاتی بنام دیود وجود داره که قادر به یکسوسازی است و کاربردهای بسیار جذاب و شیرینی بجز یکسوسازی هم داره

اما اینجا از حیث یکسوسازی تحلیل میکنیم بنحوی که با تسلط حرفه ای قادر به بهره گیری ابتکاری هم باشید .

ازآنجاکه بدلایلی برای انتقال و توزیع برق شهری تابحال نتوانستند راهی پیدا کنند که ولتاژ مستقیم را به منازل و مصرف کننده ها منتقل کنند لذا ناگزیر به انتقال برق ac یا ولتاژ متناوب به مصرف کننده ها و منازل هستند .
و ازآنجاکه کلیه دستگاه های الکترونیکی با ولتاژ dc یا ولتاژ مستقیم کار میکنند لذا باید به نوعی ولتاژ متناوب را تبدیل به ولتاژ مستقیم کنیم

و برای این منظور باید از ماهیت متناوب و مستقیم مطلع باشیم
بطوریکه فعلا در همین اندازه کافی است بدانیم در برق متناوب ولتاژ مثبت و منفی مدام در حال تعویض است و در برق شهری کشور که دارای فرکانس ۵۰ هرتز است در هر سیکل جای مثبت و منفی عوض میشه
مثلا اگه الان سیم فاز مثبت و نول منفی است ، فورا سیم فاز منفی و نول مثبت میشه و مدام تکرار میشه یا خروجی ۱۲ ولت یک ترانس که سیم قرمز و مشکی داره یکبار بار سیم قرمز مثبت و مشکی منفی و فورا قرمز منفی و مشکی مثبت میشه و لذا در ولتاژ متناوب ، مدام مثبت و منفی در دو سیم ولتاژ ، عوض میشه و این عمل ۵۰ بار در ثانیه تکرار میشه که منجر به صدمه دستگاههای الکترونیکی میشه

بنابرین میخواهیم چنین ولتاژی را تبدیل به ولتاژی کنیم که یک سیم برای همیشه مثبت باشه و سیم دیگر برای همیشه منفی باشه

قبل از آغاز تحلیل ، نیاز به تعریف ساده ای از دیود داریم که در همه تحلیل ها از آن استفاده کنیم که در دو جمله زیر خلاصه میکنم
اولا دیود را با علامت فلش یا پیکان نمایش میدهند
ثانیا عبور انرژی مثبت ( فوت کردن ) در جهت فلش میسر است و عبور انرژی منفی ( مک زدن یا مکش ) در جهت عگس فلش مقدوره

بطوریکه اگه تعمیرکار آبگرمکن بخواد شیر یکطرفه را تست کنه در جهت فلش فوت میکنه که باید هوا عبور کنه و بعد در جهت عگس فلش فوت میکنه که نباید هوا عبور کنه در غیراینصورت خراب شده
برخی از تعمیرکارها از ولتاژ منفی یا مک زدن استفاده میکنند لذا یکبار در جهت فلش مک میزنه و زبون را روی روزنه شیر نگهمیداره که باید زبونش به روزنه محکم بچسبه یعنی مک زدن یا منفی در جهت فلش یه ذره هم عبور نکرد
و یکبار عکس فلش یعنی از روزنه دیگر شیر مک میزنه که باید دریچه باز بشه و زبونش به روزنه نچسبه و گویای عبور منفی در جهت معگوس است و یعنی شیر سالمه

ضمنا دلیل عبور مک زدن یا عبور منفی در جهت عکس فلش بدیهی هست
چون وقتی مک میزنی انگار از طرف دیگه یعنی در جهت فلش دارن فوت میکنن پس بازم باید دریچه باز بشه و فرقی نداره


نتیجه : در هر دیودی
۱- مثبت در جهت فلش و منفی در جهت عکس فلش (از نوک دیود) عبور میکنه و در حالت های دیگه بکلی بسته میشه.

۲- دیودی که باز یا روشن شد سمت چپ و راستش یکسان میشه
یعنی اگه یکطرف منفی باشه هر دو طرف منفی میشه
و اگه مثبت باشه هر دو طرف مثبت میشه

مثلا اگه یکطرف ۶ ولته وقتی روشن بشه طرف دیگه هم ۶ ولت ویشه
اگه یکطرف ۱۰۰ ولت باشه وقتی روشن بشه طرف دیگه هم ۱۰۰ ولت میشه ( البته از افت ناچیز دو سر دیود صرفظر میکنیم چون مقداری زور میزنه تا دریچه باز بشه و لذا حدود ۷، ولت و در برخی ۲، ولت برای باز کردن دریچه دیود تلف میکنه که ناچیزه و صرفنظر میکنیم )

بنابرین میتونیم با یکی از دو روش شکل زیر ، یکسوساز نیم موج بسازیم بطوریکه در اولی جهت فلش دیود بگونه ای است که هر زمان سیم بالایی سمت چپ مثبت باشه دیود باز و روشن و مانند سیم میشه و لذا نیم سیکل مثبت به هر صورتی که سمت چپ باشه به سمت راست هدایت میشه یعنی هر وقت دو ولت باشه خروجی دیود هم دو ولته هر وقت ۶ ولت بشه خروجی دیود هم ۶ ولت میشه و وقتی نیم سیکل منفی از راه برسه ازآنجاکه مکش نمیتونه در جهت فلش عبور کنه لذا قطع و بسته و خاموش میشه و ولتاژی به خروجی نمیده بنابرین خروجی ، فقط نیم سیکل های مثبت داریم.

اما شکل پایینی از دیودی در جهت معگوس استفاده کردیم و لذا زمانی روشن و شبیه سیم میشه که سیم سمت چپ بالایی منفی باشه که مک بزنه و در اینحال چون در نیم سیکل منفی ، روشن و شبیه سیم شده نیم سیکل منفی را بهمان صورت به سمت راست منتقل میشه و ولتاژ چپ و راست دیود یکسان میشه لذا همیشه منفی در سیم راست بالایی و مثبت پایینی است ولی یک در میان هیچ ولتاژی نداریم یعنی ولتاژ داریم نداریم داریم نداریم داریم ،......
شبیه اینکه باطری را به رادیو ، تند تند ، متصل کنی و قطع کنی
اگه جایی مفهوم نیست اعلام فرمایید.



ادامه تحلیل یکسوسازی در پست ۴ و ۵ و ۶
و دلیل نیاز دیودهای موازی به مقاومت سری در پست ۱۶۷


تا اینجا برای علاقمندان بسیار مبتدی

سپاس
تصویر شیر یکطرفه آبگرمکن که جهت عبور آب را دقیقا شبیه علامت روی دیود با پیکان یا فلش مشخص کرده.

 

[NICHICON]

به نام خدا
استاد خیلی خیلی شیرین و ساده بیان می کنید. و از مثال های استفاده میکنید که واقعا مطلب قابل درک میشود.
واقعا نمونه ندارید.​

 

[غزال]

به نام خدا
استاد خیلی خیلی شیرین و ساده بیان می کنید. و از مثال های استفاده میکنید که واقعا مطلب قابل درک میشود.
واقعا نمونه ندارید.​

درود بر استاد اسدی عزیز
بینهایت سپاس

برای ابنکه پست ها و سوالات علاقمندان موجب آشفتگی نشه چند پست خالی برای این منظور پیش بینی میکنم تا بعدا کامل کنم

 

[غزال]

درود

تحلیل یکسوسازی نیم موج​

در شکل بالا با یکسوسازی نیم موج قصد داریم ولتاژ متناوب را به مستقیم تبدیل کنیم
بطوریکه دو سیم سمت چپ دارای ولتاژ متناوب است که با علامت کلاه آ نشان میدهند که انتهای چپ تصویر و برای هر کدام از سیم های متناوب مشخص کردم یعنی تکلیف نداره گاهی بالا میره و گاهی پایین میاد ، گاهی سیم بالا مثبته و گاهی منفی البته با ریتم مشخص ۵۰ بار در ثانیه
و خصوصیت برق متناوب شهری اینه که مثلا ولتاژ ۲۲۰ ولت برق شهر همیشه ۲۲۰ ولت نیست بلکه اولا مقدار موثرش ۲۲۰ ولته یعنی

هر جایی دیدید ولتاژ موثر متناوبی اعلام شده باید در 1,41 ضرب کنید تا مقدار ماکزیممش (یعنی اوجش ) مشخص شود که اینجا ۳۱۰ ولت میشه

حالا میتونیم تصور کنیم چه گونه ولتاژی است بطوریکه مثلا سیم بالا مثبت است و بصورت نیم سیکل سمت چپ بنام نیم سیکل مثبت که با قلم مشکی در شکل دوم مشخص کردم از صفر ولت شروع میشه و کم کم بالا میره تا ۳۱۰ ولت که اوج یا ماکزیمم هست و از ۳۱۰ ولت کم کم پایین میاد و هنوز در نیم سیکل مثبت هستیم اما ولتاژ در حال کاهش است تا به صفر ولت میرسه و از این لحظه جای مثبت و منفی عوض میشه و نیم سیکل منفی شروع میشه و بهمان صورت بالا میره تا ۳۱۰ ولت که بتدریج کمتر و کمتر میشه تا به صفر ولت میرسه و دوباره نیم سیکل مثبت و تکرار همان داستان

حالا اگه در سیم قرمز و مشکی ولتاژ متناوب ۱۰ ولتی داشته باشیم چطور تجسم کنیم

ابتدا در 1,41 ضرب میکنیم که تقریبا ۱۴ ولت میشه که اوجش بدست میاد
حالا میدونیم مثلا اگه قرمز مثبت و مشکی منفی باشه این ولتاژ از صفر شروع میشه تا ۱۴ ولت بالا میره و بسمت صفر ولت پایین میاد و هنوز قرمز همچنان مثبته ولی وقتی به صفر برسه قرمز منفی و مشکی مثبت میشه و همون داستان ادامه می یابد فقط جای مثبت و منفی عوض شده یعنی تا ۱۴ ولت زیاد میشه و بعد از ۱۴ ولت بسمت پایین حرکت میکنه تا به صفر ولت برسه و تا اینجا همچنان قرمز منفی و مشکی مثبته و سیکل منفی محسوب میشه و سپس دوباره سیکل مثبت و همینطور مدام ۵۰ بار در هر ثانیه تکرار میشه

این مطالب برای درک عمقی تحلیل ها فوق العاده مهمه و باید حتما یاد بگیری ولتاژ متناوب برق شهری و یا خروجی ترانس های معمولی چه شکلی تغییر میکنه

حالا قصد داریم این ولتاژ را تبدیل به ولتاژی کنیم که همیشه یک سیم مثبت و دیگری منفی باشه .
برای این منظور کافیه همون شیر یکطرفه ای که برای آبگرمگن استفاده کردیم اینجا با جنس الکترونیکی بنام دیود استفاده کنیم .
لذا کافیه مطابق شکل زیر یک دیود در مسیر یکی از دو سیم متناوب بگذاریم و تفاوتی نداره از کدوم سیم استفاده کنیم و دیود را در چه جهتی استفاده کنیم .



حالا ببینیم چه اتفاقی میافته
در نیم سیکل اول که سیم بالایی مثبت و پایینی منفی است که + و -- را با قلم مشکی مشخص کردم ولتاژ مثبت به سمت دیود حرکت میکنه و ازآنجا که مثبته و درواقع فوت میکنه و در جهت فلش است بنابرین براحتی ازش عبور میکنه و سیم سمت راست بالایی مثبت میشه.
و منفی هم مستقیما و بدون مانعی در سمت راست پایینی وجود داره
اما وقتی سیم بالایی متناوب منفی میشه که با -- قرمز مشخص کردم و بمعنی مک زدن یا مکش است به دیود میرسه ولی نمیتونه عبور کنه چون داره مک میزنه و میخواد انرژی را در جهت عکس دیود بطرف خودش بکشه ، بنابرین دریچه دیود بکلی بسته میشه و گویی سیم را قیچی و قطع کردید
و لذا در این نیم سیکل هیچگونه ولتاژی به سمت راست منتقل نمیشه و قطع شده
و لذا باوجودیکه سیم پایینی ولتاژ مثبت را به سمت راست منقل کرده ولی ثمری نداره چون هیچ ولتاژی با یک سیم کاری انجام نمیده و صفر ولت محسوب میشه
بنابرین دو سیم سمت راست در این نیم سیکل صفر ولته.
دوباره نیم سیکل مثبت شبیه نیم سیکل اول شروع میشه و ولتاژ مثبت از دیود عبور میکنه و لذا دو سیم سمت راست ولتاژ داریم و بهمین صورت مدام مدام نیم سیکلی که مثبت بالاست عبور میکنه و وقتی منفی بالاست قطع میکنه و به این ترتیب همیشه ولتاژ مثبت در سیم بالایی سمت راست و منفی را در پایین داریم بطوریکه یکی در میان هیچ ولتاژی نداریم که عیب این یکسوسازه و هرجایی استفاده نمیشه چون نمیتونه نصف انرژی را منتقل کنه

حالا اگه این دیود را در جهت عکس در مسیر ولتاژ متناوب قرار دهیم ببینیم چه اتفاقی میافته


در نیم سیکل مثبت که سیم بالا مثبته وقتی به دیود میرسه و درواقع داره فوت میکنه به نوک دیود یعنی جهت عکس فلش برخورد میکنه و گفتیم از این طرف فقط میتونه با مک زدن دیود را باز کنه لذا مسیر بسته میشه و گویی سیم را قطع کردیم چیزی به سمت راست نمیرسه هرچند سیم پایینی ولتاژ منفی را به سمت راست رسونده ولی با یک سیم فایده ای نداره و فعلا دو سیم سمت راست ، صفر ولته
اما وقتی نیم سیکل بعد شروع میشه و سیم بالایی سمت چپ منفی میشه و درواقع مک میزنه وقتی به دیود میرسه با مک زدن میتونه دریچه دیود را باز کنه و لذا دیود شبیه سیم میشه و هر دو طرف یکسان میشه و بنابرین ولتاژ منفی در سیم بالایی سمت راست و ولتاژ مثبت در سیم پایینی سمت راست حاضر میشه
سپس نیم سیکل بعد شبیه نیم سیکل اول که به در بسته میخوره و همینطور ادامه داره و لذا همیشه سیم بالایی سمت راست دارای ولتاژ منفی و سیم پایینی سمت راست همیشه مثبته .
اما اینجا هم اشکال یکسوسازی نیم موج وجود داره که یکی در میان ولتاژ داریم یعنی نیم سیکل داریم نیم سیکل نداریم .

بنابرین برای دو سیم حاوی واتاژ متناوب که سمت چپ شکل زیر است یک دیود میتونه به ۴ حالت قرار بگیره که د هر صورت مطابق ۴ حالت زیر یکسو میکنه.


البته مطالب ویرایش و اصلاح میشه

سپاس

 

[غزال]

درود
تحلیل یکسوسازی تمام موج

ازآنجاکه در یکسوسازی نیم موج از نصف انرژی استفاده نمیکردیم باید کاری کنیم که اگر هر کدام از دوسیم متناوب ولتاژ مثبت داشت همیشه به یک سیم مثلا به نقطه D منتقل بشه.
و هر کدوم ولتاژ منفی داشت همیشه به سیم یا نقطه C منتقل بشه.
اما چطور ممکنه .
برای رسیدن به این هدف یعنی برای یکسوسازی تمام موج که در فرکانس پایین اهمیت زیادی داره از دو روش استفاده میشه.
۱- دوسیمه
۲- سه سیمه یا سر وسط

یکسو سازی تمام موج دو سیمه
برای تحلیل روش اول ( دو سیمه ) به شکل زیر دقت کنید
قصد داریم با کلکی هر کدام از سیم های متناوب , مثبت شد همیشه به سیم یا یک نقطه منتقل بشه و اگر منفی شد به سیم یا نقطه دیگر منتقل بشه.
دراینصورت اگه موفق بشیم دیگه براش فرقی نداره ولتاژ مثبت در کدام سیم متناوبه و هر جایی باشه باید همیشه به نقطه مثلا D منتقل بشه
و همچنین ولتاژ منفی هر جایی باشه حتما به نقطه مثلا C منتقل بشه
و دراینصورت ولتاژ به هر صورتی در دوسیم متناوب ظاهر بشه از تمام لحظات استفاده میکنیم و لذا از تمام موج استفاده میکنیم نه نصف موج
و به همین علت ، بنام یکسوساز تمام موج نامگذاری شده .
بنابرین در شکل زیر باید بگونه ای مثبت را به نقطه D منتقل کنیم که
چه A دارای ولتاژ مثبت باشه و چه B ، در هر صورت باید ولتاژ مثبت را به نقطه D منتقل کنه


همانطور که پاسخ را در پست اعلام فرمودند با دو دیود قادریم ولتاژ مثبت را به نقطه ثابتی مانند نقطه D منتقل کنیم .
یعنی در هر دو نیم سیکل ، چه سیم A و چه سیم B دارای ولتاژ مثبت باشه هیچ راهی نداره جز اینکه فقط به نقطه D بره

و حالا برای منفی هم چاره مشابهی نیاز داریم که هر کدام از دو سیم متناوب A یا B منفی بشه همیشه به نقطه C منتقل بشه.



ازآنجاکه منفی در شرایطی دیود را روشن میکنه که به نوک فلش یا طرف خط دار دیود متصل بشه لذا نوک دیود d3 را به سیم A و نوک دیود d2 را به سیم B متصل میکنیم و پایه دیگر این دو دیود را به نقطه C متصل میکنیم تا هر وقت هر کدام از سیم های A و B منفی شد بتونه اون دیود را روشن و شبیه سیم کنه تا منفی فقط به نقطه C منتقل بشه
مشاهده فایل‌پیوست 159472

بنابرین به همین سادگی جهت های دیود پل مشخص میشه و هیچوقت در جهت ۴ دیود پل اشتباه نمیکنیم.

اما حالا تحلیل این یکسوساز تمام موج که ببینیم چگونه عمل میکنه .

فرض کنیم سیکل مثبت است و مطابق شکل زیر سیم A دارای ولتاژ مثبت و سیم B ولتاژ منفی است .
در اینصورت ببینیم کدوم دیود روشن و کدوم دیود خاموشه



زمانیکه سیم A مثبت باشه طبق تعریفی که از عملکرد دیود داشتیم دیود d3 را خاموش میکنه زیرا مثبت فقط در جهت فلش عبور میکنه پس d3خاموش و قطع شده
اما d1 روشن میشه چون مثبت در جهت فلش قصد عبور داره و لذا d1 روشن و شبیه سیم میشه و مثبت را منتقل میکنه

حالا سیم B را بررسی کنیم که به d2 و d4 متصله
گفتیم منفی فقط در جهت عکس فلش عبور میکنه بنابرین d2 روشن و d4 خاموشه.
حالا دیودهای خاموش را حذف و خلاصه میکنیم که شکل زیر حاصل میشه .
و در این نیم سیکل ولتاژ مثبت به Dو منفی به C منتقل میشه.
زیرا دیودی که روشن میشه شبیه سیم هر دو طرف دیود را یکسان میکنه و مثبت و منفی به نحوی که مشخص کردم به نقاط D و C منتقل میشه

مشاهده فایل‌پیوست 159478

حالا ببینیم در نیم سیکل بعد چه اتفاقی میافته .
مطابق شکل زیر در نیم سیکل بعد ، سیم A منفی و B مثبت میشه و با همان استدلال اینبار d3 و d4 را روشن و d1 و d2را خاموش میکنه .
بنابرین مطابق شکل زیر باوجودیکه ولتاژ مثبت و منفی در دو سیم ورودی جابجا شده اما بازهم مثبت به D و منفی به C منتقل میشه و این داستان مدام تکرار میشه و به این ترتیب ولتاژ متناوب بصورت تمام موج به ولتاژ مستقیم تبدیل شده .
بعبارتی گویی نیم سیکل منفی هم شبیه نیم سیکل مثبت شده و جای خالی که در یکسوسازی نیم موج داشتیم پر میکنه و شکل موج بصورتی است که در خروجی شکل زیر می بینید.



بنابرین یکی از روش های یکسوسازی تمام موج استفاده از پل شامل ۴ دیود فوق است که بنام بریج هم شناخته شده است.
این روش در مواردی استفاده میشه که ولتاژ متناوب قرینه نداشته باشیم مثلا اگر ترانسی با خروجی دو سیم داشته باشیم و یا قصد یکسوسازی ولتاژی را داشته باشیم که فقط با دو سیم دراختیار داریم باید از بریج استفاده کنیم.
اما اگه دو ولتاژ متناوب مساوی ولی معگوس داشته باشیم یعنی درواقع دو ولتاژ با سه سیم داشته باشیم ، دراینصورت قادریم با استفاده از دو دیود یکسوساز تمام موج بسازیم که نسبت به این شیوه مزایای قابل توجهی داره .

یکسوسازی تمام موج سه سیمه یا سر وسط​

ابتدا مطابق شکل زیر دو باطری سری فرض کنید که هر باطری با یکسوسازی نیم موج یکسو شده تا اگر سر و ته باطری را هم بشرح زیر جابجا کنیم همیشه نقطه D مثبت و نقطه C منفی باشد چگونه ؟

ابتدا نیم سیکل را شبیه شکل ۱ فرض کنید که مثبت دو باطری سری بالا باشد
بنابرین مطابق شکل ۱ چون ولتاژ منفی باطری پایینی در جهت دیود است و نمیتونه عبور کنه لذا D2 را قطع میکنه اما ولتاژ مثبت باطری بالایی در جهت دیود است و میتونه D1 را روشن و عبور کنه و لذا مثبت باطری ۱ در نقطه D ظاهر میشه و ازآنجاکه منفی باطری ۱ هم مستقیما به نقطه C متصله بنابرین نقطه c هم منفی باطری ۱ را داریم
پس در نیم سیکل اول که باطری ها مطابق شکل ۱ هست مثبت باطری ۱ به نقطه D و منفی همین باطری ۱ به نقطه C هدایت میشه.

حالا نیم سیکل دوم را فرض میکنیم که هر دو باطری معگوس میشن و بعبارتی سر و ته آنها جابجا و مانند شکل ۲ میشه.

حالا باز هم هر باطری به همان یک یکسوساز نیم موج قبلی متصله
اما مطابق شکل ۲ اینبار منفی باطری ۱ در جهت دیود به D1 متصل شده
بنابرین D1 را قطع و خاموش میکنه
اما مثبت باطری ۲ در جهت دیود D2 واقع شده
بنابرین D2را روشن و به همان نقطه D میرسه و ازآنجاکه منفی باطری ۲ مستقیما به نقطه C متصله لذا منفی باطری ۲ هم به نقطه C میرسه و لذا د این نیم سیکل هم کماکان نقطه D مثبت و نقطه C منفی میشه

بنابرین اگه بجای یک ولتاژ دو تا ولتاژ سری داشته باشیم با وجود جابجایی مثبت ها و منفی ها همیشه یکی از دو باطری هدایت میکنه و لذا همیشه مثبت در نقطه D و منفی در نقطه C داریم
در هر نیم سیکل یکی از دو ولتاژ به نقطه D و C منتقل میشه




حالا که با جابجا کردن دو باطری سری نحوه یکسوسازی تمام موج را در دو نیم سیکل بررسی کردیم
و با توجه به اینکه ولتاژ متناوب هم شبیه باطری است که مدام سر و ته آنرا جابجا کنیم
و نظر به اینکه اگر دو باطری سری داشته باشیم که مدام سر و ته بشه ( شبیه متناوب )
دراینصورت دیدیم با دو دیود هم میتونیم یکسوساز تمام موج بسازیم که به روش اول ارجعیت و مزیت داره .

و با توجه به اینکه تنها تفاوت ، ولتاژ متناوبی که با باطری میسازیم اینه که ولتاژ باطری در طول هر نیم سیکل ثابته و کم و زیاد نمیشه ولی در هر نیم سیکل متناوب سینوسی ، مقدار ولتاژ هرگز ثابت نمیمونه همواره در حال تغییر است




شکل ۱ و ۲ در سمت چپ تصویر فوق همان دو باطری سری هستند که در فرکانس ۵۰ هرتز در هر ثانیه ۱۰۰ بار سر و ته باطری ها جابجا میشه و سیم مثبت و منفی جابجا میشه یعنی همون کاری که برق متناوب شهر میکنه .

البته با این تفاوت که اگه مثلا باطری ها ۱۲ ولتی باشن میتونیم با سر و ته کردن باطری ها برق متناوب مربعی درست کنیم ولی ۱۲ ولتی که با ترانس از برق شهر تهیه میکنیم برق متناوب سینوسی است ، یعنی چی ؟

متناوب مربعی ۱۲ ولتی یعنی همیشه ۱۲ ولت داریم ولی سیم منفی و مثبت ۵۰ بار در ثانیه عوض میشه ولی هیچوقت ۲ یا ۵ یا ۱۰ ولت نداریم و همیشه فقط ۱۲ ولت داریم
اما متناوب ۱۲ ولتی که از برق شهر و با ترانس تهیه کنیم از نوع سینوسی هست و از صفر ولت شروع میشه و کم کم بالا میره و به اوج میرسه و دوباره کم کم پایین میاد تا به صفر میرسه و دقیقا همینجا جای مثبت و منفی عوش میشه و همون داستان تکرار میشه یعنی علاوه بر اینکه جای مثبت و منفی عوض میشه مقدار ولتاژ هم تغییر میکنه و لذا ۱ ولت و۲ ولت و ... ۵ ولت و ۱۰ ولت هم داریم .
که البته در عملکرد و تحلیل یکسوسازی تفاوتی نداره و لذا چه مربعی رایکسو کنیم و چه سینوسی را یکسو کنیم عملیات یکسوسازی دقیقا مشابه هستند

بنابرین همانطور که متناوب مربعی را با دو باطری سری تجسم کردیم و یکسو کردیم حالا بجای هر باطری ، ولتاژ متناوب سینوسی ۱۲ ولتی که از ترانس تهیه کردیم جایگزین میکنیم که شکل A معادل شکل ۱ و همچنین شکل B معادل شکل ۲ یکسوسازی تمام موج را انجام میده ( دقیقا شبیه دو باطری سری )


بطوریکه در شکل A (سمت راست بالا) دو تا ثانویه ترانس داریم که هر کدام شبیه یک باطری ۱۲ ولتی هستند و با هم سری شده اند و گویای نیم سیکلی هستند که مثبت ها بالا هستند و هر کدام به یک یکسوساز نیم موج متصلند و ازآنجاکه مثبت ثانویه بالایی (شبیه باطری ) در جهت فلش دیود است بنابرین
دیود d1 روشن و سیم میشه و به خروجی میره و منفی هم بدون هیچ مانعی مستقیما به خروجی میره و لذا مادامیکه مثبت و منفی عوض نشده d1 روشن هست و نقطه D ، مثبت و نقطه C هم منفی داریم .

و در مدت این نیم سیکل ازآنجا که منفی در جهت فلش d2 قرار میگیره d2 خاموش و درواقع قطع است. و لذا فقط یکسوساز نیم موج بالایی کار میکنه

اما وقتی این نیم سیکل تمام میشه و نیم سیکل بعدی شروع میشه جای مثبت و منفی در ثانویه های ترانس (مانند باطری های شکل سمت چپ ) عوض میشه که در شکل B (شکل راست پایین ) مشخص کردم
حالا مثبت ثانویه پایینی (شبیه باطری پایینی شکل ۲) در جهت فلش d2 قرار میگیره و از d2 عبور میکنه و به نقطه D میره و منفی هم بدون مانعی ، مستقیما به نقطه C میره .
و در این نیم سیکل که منفی در جهت فلش d1 قرار میگیره d1 را خاموش میکنه و لذا یکسوساز بالایی قطع هست
و به این ترتیب در این نیم سیکل هم ولتاژ مثبت را در نقطه D و منفی را در نقطه C داریم .

بنابرین تونستیم از هر دو نیم سیکل انرژی بگیریم و برخلاف یکسوساز نیم موج که فقط از نصف سیکل استفاده میکردیم و جای نصف سیکل خالی بود اینجا دیگه جای خالی نداریم و نیم سیکل ها یکی پس از دیگری در خروجی وجود داره که سمت راست تصویر بعنوان خروجی یکسوساز تمام موج کشیدم( البته فقط برای یک سیکل کشیدم که بهمین صورت تا بینهایت ادامه داره .

عیب و ضعف این روش
با این روش یکسوسازی نیاز به دو ولتاژ متناوب سری داریم و به این ترتیب نیاز به ترانسی داریم که با نام ۳ سر یا با نام سر وسط معروفه چرا ؟
چون برای تهیه ۱۲ ولت باید ثانویه ترانس ۲۴ ولت داشته باشه و سر وسط هم داشته باشه که به این ترتیب در واقع به دو ولتاژ سری ۱۲ ولتی متناوب دسترسی داریم .

البته اگه ترانسی با دو برابر ولتاژ مورد نیاز داشته باشیم براحتی با روشی که در یک تاپیک جهت تهیه ولتاژ دلخواه بدون باز کردن هسته تقدیم کردم ، میتونیم سر وسط را خودمون اضافه کنیم.

مثلا اگه ترانس دو سیم ۱۲ ولت داشته باشیم میتونیم سر وسط را براحتی اضافه کنیم تا با دو دیود ولتاژ ۶ ولت یکسو دریافت کنیم

اما با خروجی هر یکسوسازی حتی یکسوساز تمام موج که که کاملتر و بهتر از نیم موج است ، درسته که تونستیم مشکل جابجایی مثبت و منفی را حل کنیم و لذا درسته که همیشه ولتاژ مثبت در یک سیم و منفی همیشه در سیم دیگر است و جابجا نمیشه اما یک مشکل بزرگ دیگه داریم که در شکل موج حاصله در تصویر زیر می بینیم .


بطوریکه با یکسوساز تمام موج ، این شکل موجی که در سمت راست تصویر فوق از ولتاژ متناوب سمت چپ بدست آوردیم و جابجایی مثبت و منفی نداریم درسته که صدمه ای به دستگاه های الکترونیکی نمیزنه اما با این وضع هیچ دستگاهی بدرستی کار نمیکنه چون ولتاژ آروم و قرار نداره و مدام کم و زیاد میشه درحالیکه مثلا یک رادیو نیاز به ولتاژ صاف مثلا ۱۲ ولتی داره ، با این ولتاژ نمیتونه بدرستی کار کنه و خرت خرت و قر قر تحویل میده و به دردمون نمیخوره و این ولتاژ متلاطم که از صفر شروع میشه و بالا میره و سپس پایین میاد و مدام بالا پایین میره باید با کلک هایی تبدیل به ولتاژ صاف شبیه باطری درست کنیم تا قابل استفاده بشه .

و تحلیل این کلک ها نیاز به نقل داستان صافی ها داره که کارش صاف کردن ناصافی های ولتاژ است .

سپاس

 

[غزال]

درود

صافی ها



در شکل موج پایین تصویر فوق خروجی یکسوساز تمام موج را می بینید که ولتاژ ثابتی نداریم و دائما از صفر شروع میشه و کم کم بالا میره و به اوج میرسه و دوباره پایین میاد و به صفر میرسه و تکرار میشه
بنابرین ولتاژ همیشه در حال تغییره و به دردمون نمیخوره

در شکل موج بالایی که متعلق به یکسوساز نیم موج است بدتر هم میشه چون خروجی یکسوساز نیم موج در هر سیکل به اندازه زمان AتاB یعنی به مدت نیم سیکل هیچ ولتاژی نداریم یعنی از نصف انرژی متناوب نتونستیم استفاده کنیم و در این لحظات قطعی کامل برق را داریم.

چاره چیست؟
فرض کنید منبع آب شهری به صورت فوق الذکر آب شهری در اختیار شهروندان میگذارد که همیشه فشار آب در حال تغییر است، در چنین شهری بدون تردید کلیه منازل دارای منبع کوچک خانگی هستند تا آب را در منبع خانگی ذخیره کنند که با فشار ثابتی استفاده کنند

بدیهی است هر چقدر منبع بزرگتری داشته باشند میتوانند از جریان بیشتری استفاده کنند وگرنه بسرعت ارتفاع آب منبع خانگی هم کم میشه و لذا جریان آب هم کم و کمتر میشه
یعنی اگر منبع خانگی خالی باشه از لحظه ای که فشار آب شهری ۱ متر هست جریان آب به منبع خانگی داریم چه رسد به فشارهای بالاتر
اما اگه منبع خانگی ۴ متر آب ذخیره داشته باشه تا زمانیکه فشار آب شهری کمتر از ۴ متر است نه تنها هیچگونه جریانی به منبع خانگی نمیده بلکه اگه منبع خانگی به شیر یکطرفه یا دیود مجهز نباشه آب منبع خانگی به شاه لوله سرازیر میشه.
اما زمانیکه فشار آب بالاتر از منبع خانگی باشه مثلا ۵ یا ۷ یا ۹ باشه جریان آب به منبع خانگی میده.
دقیقا همین رفتار در الکترونیک اتفاق میافته
یعنی منبع انرژی الکتریکی بنام خازن داریم که اگه با ولتاژ ۴ ولت از قبل ذخیره داشته باشه تا زمانیکه منبع متناوب کمتر ۴ ولت باشه نه تنها کوچکترین جریانی به خازن نمیده بلکه اگه دیود سر راه خازن نبود انرژی خازن به برق شهری برمیگشت .
اما بمحضی که ولتاژ منبع متناوب بیشتر از ۴ ولت بشه جریان منبع متناوب به خازن جاری میشه و خازن را پرتر و پرتر میکنه .

اینجاست که اگه زرنگی نکنیم بازنده هستیم زیرا اگه منبع خانگی با لوله نازکی (مقاومت بزرگ) به آب شهری متصل باشه بدیهی است که آب شهری کم کم و چکه چکه به منبع خانگی میریزه و هنوز آب منبع نیم متر بالاتر نیومده که آب شهری فشار اوج را هم رد کرده و دوباره کمتر از ۴ شده که هیچ جریانی دریافت نمیکنیم
و به این ترتیب در هر نیم سیکل مثلا نیم متر به آب منبع افزوده میشه

اما کسانی که زرنگ هستند و از لوله گشاد (مقاومت کم ) استفاده میکنند در اولین نیم سیکل ارتفاع آب منبع را کامل میکنند چون با فشار زیادی جریان آب فراوانی به منبع میریزه

این پدیده زمان شارژ در الکترونیک با ثابت زمانی تعریف میشه که هرچقدر بزرگتر باشه آب منبع دیرتر پر میشه و بهمین خاطر در منابع تغذیه مقاومت بین خازن و منبع بسیار ناچیزه تا ثابت زمانی کوچکتر بشه

اما درحالیکه مقاومت صفر اهم یعنی لوله بسیار گشاد موجب پرشدن بسیار سریع منبع خانگی یا خازن میشه چرا مجاز نیستیم از لوله بسیار گشاد یا مقاومت صفر اهم بین خازن و منبع متناوب استفاده کنیم و باید حتما مقاومت ناچیزی داشته باشیم ؟

حالا با نگاه دیگری عملکرد خازن صافی را تحلیل میکنیم.

با کمک این تعریف از خازن که :
ولتاژ مستقیم بهیچ عنوان از خازن ها عبور نمیکنه
ولتاژ متناوب از خازن ها عبور میکنه
یعنی در ولتاژ متناوب تبدیل به مقاومت Xc= 1/2πfC میشوند
که Xc یعنی مقاومت خازنی و f یعنی فرکانس و Cیعنی ظرفیت خازن یعنی Xc= 1/6.28fC
یعنی هر چقدر فرکانس و ظرفیت خازن بزرگتر باشه مقاومتش کوچکتر میشه و لذا ولتاژ متناوب راحت تر ازش عبور میکنه

حالا باید ولتاژ مستقیم متغیر را بشناسیم بطوریکه
هر ولتاژ مستقیم متغیری مطابق تصویر زیر دارای دو بخش است.


۱- ولتاژ مستقیم ایده آل که بهیچ عنوان از خازن عبور نمیکنه
۲- ولتاژ متناوب که از خازن عبور میکنه.

یعنی مطابق تصویر فوق اگه ولتاژ متناوبی داشته باشیم که تا ۲ ولت کم و زیاد میشه چنانچه با ولتاژ مستقیم ۱۰ ولت بسیار ایده آل جمع کنیم دراینصورت ولتاژی بدست میاد که اگرچه متثبت و منفی جابجا نمیشه اما ولتاژ از ۸ ولت تا ۱۲ ولت دائما در حال تغییر است و چندان مطلوب نیست.

حالا اگه اگه این ولتاژ مستقیم متغیر ( شامل مستقیم و متناوب ) را با خازنی موازی کنیم دراینصورت به بخش ولتاژ مستقیم کاری نداره اما برای بخش متناوب ، با توجه به فرکانس و ظرفیت خازن ، تبدیل به مقاومتی میشه که هر چقدر مقاومت کوچکتری باشه بخش متناوب را بیشتر نابود میکنه و اگه صفر اهم باشه ولتاژ متناوب را بکلی اتصال کوتاه میکنه و کاملا از بین میبره و فقط ولتاژ مستقیم کاملا صاف و ایده آلی برامون میمونه
و بهمین دلیله که خازن صافی باید با منبع موازی بشه که با توجه به مقاومتش بتونه متناوب را با شاسی اتصال کوتاه کنه.

بنابرین هرچقدر مقاومتش به صفر اهم نزدیکتر باشه ، میتونه متناوب را بهتر و بیشتر نابود کنه.
اما چطور مقاومت خازن صافی را کوچکتر و کوچکتر کنیم ؟
اینجاست که فرمول مقاومت خازنی به دردمون میخوره و طبق فرمول آن که در شرح فوق اشاره کردم ، مقاومت خازن تناسب معگوس با فرکانس و ظرفیت داره یعنی هرچقدر فرکانس و ظرفیت ، بررگتر باشه ، مقاومت خازن کمتر و عالی تر میشه

که فرکانس در اراده ما نیست و منبع تغذیه به ما تحمیل میکنه که اینجا ۵۰ هرتز است و نمیتونیم فرکانس را زیاد کنیم
اما مقدار ظرفیت خازن در اختیار ماست و به این دلیل هرچقدر ظرفیت بزرگتری انتخاب کنیم خیلی بهتر میتونه متناوب را اتصال کوتاه و نابود کنه و لذا ولتاژ مستقیم بهتری خواهیم داشت .

سوال
با استفاده از یک خازن مثلا ۱۰۰۰ میکرو که دراختیار داریم ، بدون افزایش ظرفیت آن ، با چه روشی میتونیم با همین خازن بخش متناوب را بیشتر و بهتر نابود کنیم ؟


سلف
روش دیگر برای حذف یا کاهش بخش متناوب ولتاژهای متغیر ، استفاده از سلف است.
و ازآنجاکه سلف ها اجازه عبور ولتاژ dc را میدهند و در قبال ولتاژ متناوب تبدیل به مقاومتی میشوند که متناسب با فرکانس و ظرفیت سلف است لذا هرچقدر ظرفیت و یا فرکانس بیشتر باشه مقاومت بزرگتری خواهند شد
لذا سلف ها بصورت سری با ولتاژ قرار میگیرند .تا از عبور بخش متناوب و مضر جلوگیری کنند.
اما از سوی دیگر معایب و ضررهایی دارند که سعی میکنند حتی المقدور از سلف استفاده نشه.
از نگاه دیگری میتوان عملکرد سلف را بعنوان صافی توجیه کرد
بطوریکه سلف ها با تغییر جریان مخالفت میکنند و لذا ازآنجاکه تغییر سریع جریان در سلف ها میسر نیست لذا تغییرات جریان و بتبع آن تغییرات ولتاژ را بسیار نرم میسازند و به dc نزدیکتر میکنند اما چگونه ؟

فرض کنید سلفی مطابق شکل زیر با ولتاژ یکسوساز سری شده است .



فرض کنید در لحظه صعودی ولتاژ قرار دارد و لذا جریان نیز در حال افزایش و صعود است که سلف در این لحظه با تغییر جریان مخالفت کرده و شبیه مقاومت موجب افت ولتاژ میشه و لذا پایه ورودی سلف مثبت و خروجی آن منفی میشود.
اما زمانیکه ولتاژ در حال کاهش و نزول است ازانجاکه سلف با تغییر جریان مخالفت میکنه و دوست نداره جریانش کم بشه لذا چاره ای نمی بینه جز اینکه خودش ولتاژی تولید کنه تا با ولتاژ ورودی جمع بشه و بتونه همون جریان قبلی را حفظ کنه
بهمین علت همیشه سلف ها در لحظات نزولی و کاهش جریان ، ولتاژ معگوسی تولید میکنند بطوریکه پایه ورودی سلف منفی و پایه خروجی آن مثبت میشود .
به این ترتیب این ولتاژ القایی با ولتاژ تغذیه که در حال کاهش است جمع میشود تا همان جریان قبلی از سلف عبور کنه که البته بصورت نسبی و نه مطلق قادر به جبران است و فقط میتواند از شدت این ناهنجاری کم کند .
و اینگونه جهش های مضر ولتاژ را تعدیل میکند و به خط مستقیم نردیکتر میسازد

داستان صافی ها ادامه دارد

سپاس

 

[مجید89]

به نظر میاد کلاس استاد غزال عزیز به صورت غیررسمی داره شروع میشه :87000000:

 

[غزال]

به نظر میاد کلاس استاد غزال عزیز به صورت غیررسمی داره شروع میشه :87000000:

درود بر شما

من به جناب habbib عزیز از خیلی جهات مدیونم و حریف محبتش نیستم و کم آوردم.
لذا سوالی در تاپیک ترانس مطرح کرد که گفتم در تاپیک مجزایی پاسخ مبسوط بدم که بعدا هم قابل استفاده و ارجاع باشه

سپاس

 

[مجید89]

درود بر شما

من به جناب habbib عزیز از خیلی جهان مدیونم و حریف محبتش نیستم و کم آوردم.
لذا سوالی در تاپیک ترانس مطرح کرد که گفتم در تاپیک مجزایی پاسخ مبسوط بدم که بعدا هم قابل استفاده و ارجاع باشه

سپاس

بله استاد میدونم و اون تاپیک رو پیگیری کردم. البته من هم ممنون محبتهای جناب habbib هستم .
ولی خب سبک این تاپیک حالتی داره که به کلاسهای آموزشی شباهت داره و من از این بابت ابراز خوشحالی کردم.
ضمن اینکه استاد عزیز، همونطور که میدونید من تعمیرگاه ندارم و عمده دانسته هام در حوزه الکترونیک به صورت تئوری و البته تا حدی ( حدود 5 سال) تجربه عملی در تعمیر دستگاههای خاص هست و در واقع تجربه خاصی در حوزه تعمیرات عام و بازار تعمیرات ندارم - بغیر از کارگاه کوچیکی که توی خونه برای خودم درست کردم-.
با مشورتهای بعمل اومده با جناب habbib ، امروز با یکی از دوستانم که تعمیرات لوازم خانگی داره صحبت کردم و قراره ان شاءالله برای کسب تجربه و کمک بهش از چند روز دیگه برم پیشش و توی تعمیرات الکترونیک کمکش کنم. اتفاقاً خیلی هم استقبال کرد و از اینکه کسی رو در قسمت تعمیرات الکترونیک داشته باشه خوشحال شد. اینا رو گفتم تا در جریان باشید و بدونید که توی این مسیر روی کمک شما خیلی حساب میکنم. احتمالاً من بعد مزاحمتهای بیشتری براتون داشته باشم. پیشاپیش عذرم رو بپذیرید

 

[غزال]

بله استاد میدونم و اون تاپیک رو پیگیری کردم. البته من هم ممنون محبتهای جناب habbib هستم .
ولی خب سبک این تاپیک حالتی داره که به کلاسهای آموزشی شباهت داره و من از این بابت ابراز خوشحالی کردم.
ضمن اینکه استاد عزیز، همونطور که میدونید من تعمیرگاه ندارم و عمده دانسته هام در حوزه الکترونیک به صورت تئوری و البته تا حدی ( حدود 5 سال) تجربه عملی در تعمیر دستگاههای خاص هست و در واقع تجربه خاصی در حوزه تعمیرات عام و بازار تعمیرات ندارم - بغیر از کارگاه کوچیکی که توی خونه برای خودم درست کردم-.
با مشورتهای بعمل اومده با جناب habbib ، امروز با یکی از دوستانم که تعمیرات لوازم خانگی داره صحبت کردم و قراره ان شاءالله برای کسب تجربه و کمک بهش از چند روز دیگه برم پیشش و توی تعمیرات الکترونیک کمکش کنم. اتفاقاً خیلی هم استقبال کرد و از اینکه کسی رو در قسمت تعمیرات الکترونیک داشته باشه خوشحال شد. اینا رو گفتم تا در جریان باشید و بدونید که توی این مسیر روی کمک شما خیلی حساب میکنم. احتمالاً من بعد مزاحمتهای بیشتری براتون داشته باشم. پیشاپیش عذرم رو بپذیرید

درود بر شما

شما لطف دارید و از دوستانی هستید که قاپ من برای شما اسب نشسته و نمیدونم چرا گاهی ابنجوری میشه و چجوری منو بزرگ می بینن که متاسفانه تعداد کم و قابل تحمل هم نیست و به نحوی شماره منو تهیه میکنن و مایه شرمندگی فوق العاده میشن.
بسیاری از این دوستان بشکلی با من برخورد میکنن و از من تصویری در ذهن میسازن که با تمام وجودم همیشه نگرانم که اگه بفهمن اون تصویری که ساختن نیستم چی میشه ؟

بله دورانی در جوانی واقعا قلب پاکی داشتم اما الان زغال را سیاه تر میکنه و حقیقتا چیزی نیستم نه از نظر اخلاقی و نه علمی
البته بی تفاوت نیستم ولی خیلی ناچیزه که از نظرعلمی بواسطه تلاش بیش از حد و شرایطی بوده که چاره ای جز رفاقت و سرگرمی با کتاب نداشتم .
و از نظر اخلاقی هم همینطور در محیطی بزرگ شدم که غالبا لوطی و جوانمرد و ایثارگرند ، محیطی که تبعیدگاه بوده و اجداد ما یا سیاسی و طاغی و عاصی بودند که برای مادیات ارزشی قائل نبودند و یا طرار و سارق و خلافکار سنگین که بازم تارک دنیا و خوشگذران بودند و دم را غنیمت می شمردند و از مادیات مازاد بر نیاز احتراز میکردند
لذا در چنین محیطی ، تخطی از جوانمردی بسیار دشواره و هر گسی ناخواسته با فشار محیط ناگزیر به رعایت اصول اخلاقی است .

بنابرین اگر اندک تفاوت علمی و اخلاقی باشه به این دلایل هست و ارزشی نداره .
ولی برخی از دوستان که غالبا بسیار بیصدا و بی هیاهو هستند و بتبع آن بسیار عاطفی ، لقب هاو نسبت هایی بمن میدن که به مقدساتم وحشت میکنم بازگو کنم و نمیدونم با چه زبونی بگم به جون تنها فرزندم اشتباه میکنند و هیچ نیستم و چقدر میترسم خطاهای من ، سرمشق دوستانی شده باشه.

به هر روی اینم عذاب ویژه ای است که همگان ندارند و باید تحمل کنم و فقط امیدوارم خدا خیر کنه.

سپاس و تقدیر