یکسو کننده و دیود

شرح

یکسو کننده دستگاه الکترونیکی است که برای تبدیل جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) استفاده می شود. این یک جزء ضروری در بسیاری از سیستم های الکتریکی و الکترونیکی است، زیرا امکان تبدیل برق AC به برق DC را فراهم می کند، که برای عملکرد بسیاری از دستگاه های الکترونیکی ضروری است.

یکسو کننده ها از اجزای مختلفی از جمله دیودها، مقاومت ها و خازن ها تشکیل شده اند. دیودها مهمترین جزء هستند، زیرا آنها مسئول تبدیل AC به DC هستند. هنگامی که یک ولتاژ متناوب به یکسو کننده اعمال می شود، دیودها اجازه می دهند جریان در یک جهت جریان یابد، در حالی که مانع از جریان در جهت مخالف می شود. این یک جریان یک طرفه ایجاد می کند که ولتاژ DC است. از مقاومت ها و خازن ها نیز در آنها برای تنظیم جریان و ولتاژ استفاده می شود. مقاومت ها مقدار جریانی را که می تواند از مدار عبور کند محدود می کند، در حالی که خازن ها انرژی را به شکل بار الکتریکی ذخیره می کنند. این انرژی ذخیره شده سپس با عبور جریان از مدار آزاد می شود و ولتاژ ثابتی را فراهم می کند.

انواع

یکسو کننده ها معمولاً از مواد نیمه هادی مانند سیلیکون یا ژرمانیوم ساخته می شوند. ابتدایی ترین نوع آنها دیود است که یک دستگاه دو ترمینال است. هنگامی که دیود بایاس رو به جلو باشد، اجازه می دهد جریان در یک جهت جریان یابد و هنگامی که بایاس معکوس باشد، از جریان جلوگیری می کند.

از انواع آنها می توان به یکسو کننده های پل که از چهار دیود برای تبدیل AC به DC استفاده می کنند و تریستورها که نوعی کلید نیمه هادی هستند، اشاره کرد.

یکسو کننده ها انواع مختلفی دارند. انواع اصلی و مهم که می توان نام برد، بدین شرح است:

1. نیمه موج (Half-Wave Rectifier):  نوعی از یکسو کننده است که فقط به نیمی از شکل موج AC اجازه عبور می دهد و نیمه دیگر را مسدود می کند. این نوع، از یک دیود برای تبدیل ولتاژ AC به ولتاژ DC استفاده می کند.

2.  تمام موج (Full-Wave Rectifier): نوعی یکسو کننده است که به هر دو نیمه شکل موج AC اجازه عبور می دهد و در نتیجه خروجی DC نرم تری دارد. این نوع، از دو دیود برای تبدیل ولتاژ AC به ولتاژ DC استفاده می کند.

3. پل(Bridge Rectifier):  نوعی یکسو کننده است که از چهار دیود مرتب شده در یک پیکربندی پل برای تبدیل ولتاژ AC به ولتاژ DC استفاده می کند. این نوع رکتیفایر کارایی بیشتری نسبت به یکسو کننده های نیمه موج و تمام موج دارد.

4. سوئیچینگ(Switching Rectifier): نوعی رکتیفایر است که از ترانزیستورها برای قطع و وصل کردن جریان استفاده می کند که باعث می شود راندمان بالاتری نسبت به یکسو کننده های سنتی داشته باشد. از این نوع، می توان برای تبدیل ولتاژ AC به ولتاژ DC استفاده کرد.

موارد استفاده

یکسو کننده ها اجزای مهم در مدارهای الکترونیکی هستند و در کاربردهای بسیار متنوعی استفاده می شوند. از جمله در منابع تغذیه که در آن خروجی منبع تغذیه را برای ایجاد ولتاژ DC ثابت صاف می کنند. آنها همچنین در گیرنده های رادیویی برای تبدیل سیگنال رادیویی از AC به DC استفاده می شوند. آنها همچنین در تجهیزات جوشکاری، شارژر باتری، مدارهای کنترل موتور، دستگاه های اشعه ایکس و سایر تجهیزات پزشکی و صنعتی استفاده می شوند.