Doğrultmaç Diyotları
Direnç, kapasitör ve indüktörler devrelerimizin pasif elemanlarıdır. Bu pasif elemanlar devrelerde akımı sınırlandırma, gerilimi bölme, zaman gecikmesi gibi bazı işlevleri bulunmaktadır. Bu pasif elemanlardan farklı olarak devrelerde zekice davranan yarı iletkenlerden üretilen devre elemanları da vardır. Bu yarı iletken devre elemanlarından ilki diyotlardır.
Birçok diyot çeşidi vardır. Doğrultucu diyotlar, sinyal diyotları, shotky diyot, LED ışık yayan diyot gibi bir çok amaca uygun diyotlar vardır. 
Solda ilerleyen grafikte AC kaynağın tam bir sinüs dalgası görülürken diyotun tek yönde iletimi ile direnç üzerinden sinüs dalganın sadece yarım dalgası geçmektedir. Böyle bir doğrultma işleminde elde etmek istediğimiz gerilimin yarısı kadar bir gerilim elde ederiz. Bu yarım zamandaki kayıp diyottan sonra eklenecek bir kapasitör ile tam doğrultma elde edilebilir.
Diyot çıkışına eklenen 2200uF kondansatör sayesinde tam doğrultulmuş bir DC akım elde etmiş olacağız. 
Diyotların bilimsel yapısına hiç girmeyeceğim. Diyotların işlevi oldukça basittir. Pozitif ve negatif olmak üzere iki kutupları vardır. Pozitif uçlarına + gerilim, negatif uçlarına - gerilim verildiğinde akım geçirirler. Devrede ters yönde bağlandıklarında ise açık bir anahtar gibi davranarak akım iletmezler. Bu özellikleri nedeniyle ben onları çek valfe benzetiyorum. Şebekeden gelen su akışına izin verirken suların kesildiğinde evimizden geriye su akışını durduran kullanışlı (akıllı) vanadır.
Yeni başlayanlar için doğrultma amaçlı diyotlar olan 1N4000 ile başlayan diyotları ve nasıl doğrultma yaptıklarını inceleyelim. 1N4000 doğrultma diyotları 4001 ile 4007 arasında gerilim değerlerine göre sınıflandırılmıştır. Bütün devre elemanlarında olduğu gibi 1N4001 diyotun datasheet yani veri sayfasına baktığımızda:
1N4001 50v Ters gerilim
1N4002 100v Ters gerilim
1N4003 200v Ters gerilim
1N4004 400v Ters gerilim
1N4005 600v Ters gerilim
1N4006 800v Ters gerilim
1N4007 1000v Ters gerilim değerlerine sahiptir. Ayrıca doğrultulmuş ile maksimum akım değeri 1A olup, dalgalanma akımı 8,3ms sinüs dalgada maksimum 30A sınır akım değerindedir.
Ters gerilim değeri ise ters yönde bağlandıklarında dayanabilecekleri gerilim değeridir. Yani 1N4001 diyotu ile şebeke gerilimini doğrultamayız çünkü diyot ters gerilime dayanamayarak bozulacaktır.
1N4001 Diyotu Beyaz çizgi Katot (-) yönü gösterir.
En basit diyot kullanımı DC devrelerde devremizi ters akımdan korumak amacıyla devre girişine bağlanacak ters yönde bir diyottur. Bu şekilde yanlışlıkla devremize ters akım verirsek akım diyotumuzun üzerinden akacak devremiz korunacaktır. Aşağıdaki devrede bunu görebilirsiniz.
Devrelerimizi ters akımdan koruyacak basit bir yöntem.
Öyle bir devre tasarlayalım ki kullanıcı devreye doğru şekilde güç kaynağını bağladığında devre çalışsın ancak kullanıcı devreye ters akım verdiğinde onu uyaracak bir ışıkla birlikte devreye giden akımı keselim. Bu devrede de işi yapan tabi ki diyot.
Devrede bir diyot, röle ve lamba kullandık. Röleyi normalde kapalı olacak şekilde bağladık. Röle tetikleme bobininin bir ucuna devreye ters diyot bağladık. Diyot ters olduğu için devreye doğru bağlanmış diyot üzerinden akım geçmeyeceği için röle tetiklenmeyecek ve devreye akım gidecektir. Bu arada rölenin normalde açık olan ucunu boş bıraktık. Normalde kapalı, normalde açık size garip gelebilir. Ancak anahtarlama işlemlerinde kapalı olmak iletim halinde olmak, açık olmak iletimi kesmek demektir. Yani ışığı açtığımızda anahtarı kapatmış, ışığı kapattığımızda anahtarı açmış oluyoruz. Gelelim devrenin ters güç verildiğinde çalışma şekline.
Devreye kullanıcı ters akım verdiğinde akım lamba ve diyot üzerinden akarak röleyi tetikleyecek ve röle normalde kapalı durumdan normalde açık konuma geçecek böylece devreye akım gitmeyecektir. Bu koruma yöntemini 12vDC-220vAC oto inverterlarda görebilirsiniz. Akü başlarını ters bağladığınızda inverter çalışmayacak ve kırmızı bir ışıkla sizi uyaracaktır.
Doğrultmaç Devreleri
Yarım Dalga Doğrultmaç
Diyotların asıl kullanım amacı doğrultma yapmaktır. Bir tek diyotla yapılan ve AC bir akımın sadece bir yönde 0,7v üstü kısmını alan doğrultma yöntemidir. Yarım dalga denmesinin sebebi ise bir tam sinüs dalgasının yarısını görmesinden dolayıdır. Sinüs dalgayı ben zamana bağlı bir daire çizmek olarak zihnimde canlandırıyorum. Zamanda geri dönebilseydik sinüs dalga değil bir tam daire çizerdik.
A grafiği zamana bağımlı olmadan AC akımın değişimini gösteriyor. Gördüğünüz gibi tam bir tur atarak daire çiziyor. Ama biz zamana bağımlıyız. B grafiği zamana bağımlı olarak AC akımın bir tam akım ve gerilim değişimini gösteriyor. Tam bir periyodu 4 turda tamamlamakta 1 zaman birimi + yönde tepe noktası, 2 orta noktaya ulaşması 3'üncü zaman birimi - yönde tepe noktası ve 4 tam periyodun tamamlanması. Hatırlarsanız frekansı hesaplarken 1sn'de B grafiğinden kaç kez tekrar ettiği hertz cinsinden frekansı veriyordu. Sinüs dalgayı anladık ise yarım dalga doğrultmaçlara tekrar dönelim.
Tam Dalga Doğrultmaç
Tek diyotla yaptığımız doğrultma işleminde AC akımın bir yönde geçişine izin verdiğimiz için sinüs dalganın yarısını yakalayabilmiştik. AC güç kaynağının iki ucundan gelen akımı doğrultarak tam bir doğrultma işlemi gerçekleştirebiliriz. Bu tür doğrultma işlemine tam doğrultma denir.
Tam doğrultma 4 adet diyotla gerçekleştirir. Birbirine paralel konumlandırılan diyotlar aynı anda uyum içinde çalışır. İlk anda üstten gelen akım sağ üst diyottan ve direnç üzerinden akarak sol alt diyottan kaynağa ulaşır. Daha sonra akım alttan gelerek sağ alt diyot ve direnç üzerinden akarak sol üst diyottan kaynağın üst ucuna ulaşır. Bu şekilde her iki yönde gerilimi yakalayarak tam dalga doğrultma elde ederiz.
Diyotların çalışma düzeni
Birbirine bitişik bu yarım dalgalar tabi ki tam bir DC akım elde ettiğimiz anlamına gelmiyor. Bu şekilde bir doğrultma durmakla durmamak arasında gidip gelen otomobil motoruna benzer, bu nedenle rektifiye edilmelidir. Aşağıdaki devre rektifiye edilmiş tam dalga doğrultmaç devresidir.
Üstteki devrede 4 diyot ile yapılan devreye köprü diyot denilir. Kendiniz yapabileceğiniz gibi hazır satılan köprü diyotları da devrelerinizde kullanabilirsiniz. Aşağıda köprü diyot çeşitlerini görebilirsiniz.
KBPC35 kodla üretilen köprü diyot 35A'e kadar yüksek akım elde edilmek istenen doğrultma devrelerinde kullanılabilir.
KBPC35005 50v Ters gerilim
KBPC3501 100v Ters gerilim
KBPC3502 200v Ters gerilim
KBPC3504 400v Ters gerilim
KBPC3506 600v Ters gerilim
KBPC3508 800v Ters gerilim
KBPC3510 1000v Ters gerilim değerlere sahiptir.
KBPC3510 köprü diyot
1N4001-1N4007 1A max Akım
KBPC35xx 35A max Akım
Yorumlar
Yorum Gönder