close

Enter

Log in using OpenID

DENEY NO : 4 DĐYOTLARIN DOĞRULTUCU DEVRELERDE

embedDownload
DENEY NO : 4
DĐYOTLARIN DOĞRULTUCU DEVRELERDE
KULLANILMASI
Bu deneyde, diyotun temel kullanım alanlarından biri olan doğrultucu devreleri tanıtmak ve çalışmalarını
pratik olarak anlatmak, birbirlerine olan üstünlüklerinin ve farklarının gösterilmesi amaçlanmıştır.
I- KURAMSAL AÇIKLAMALAR
1. Yarım Dalga Doğrultucu
Doğrultucuların en temeli şekil.1’ de
görülen yarım dalga doğrultucudur. Giriş
sinyalinin sadece pozitif yarım periyotlarını
çıkışa aktarmak amacıyla kullanılır. Giriş
sinyalinde 0-t1 aralığında A ucu B ucuna
göre pozitif, t1-t2 aralığında A ucu B ucuna
göre negatif olur. Vi=VmSinwt
Şekil.1
0-t1 aralığında ; A ucu pozitif olduğu için
diyotun anodu da pozitif olur, B ucu negatif
olduğundan diyotun katodu da negatif olur.
diyotun anodu,
Böylece 0-t1 aralığında
katoduna göre pozitif olduğundan diyot
üzerinden akım geçer ve RL yük direnci
üzerinde giriş sinyalinin aynısı görülür.
a)
b)
Vort
t1-t2 aralığında ; (yani şekil.1’ deki devreye
göre + ve – uçlar yer değiştirdiğinde) A ucu
B ucuna göre daha negatif olduğu için
diyotun anodu da katoduna göre negatif olur
ve diyot üzerinden akım akmaz ve böylece
RL yük direnci üzerinde bir gerilim
oluşmaz.
Şekil.2.b’ deki yarım dalga doğrultucu devre
çıkış işaretinin ortalama değeri aşağıdaki
gibi hesaplanmaktadır.
c)
Şekil.2 a) Giriş işareti
b) Çıkış işareti
c) Diyot üzerine düşen gerilim
T
t
V
1 2
1
Vort= ∫ Vi (t )dt = ∫ Vm Sinwtdt = m
π
T 0
t2 0
Ters kutuplamada diyot üzerine –VmSinwt işareti düştüğü için, yarım dalga doğrultucuda diyot
seçimi yaparken diyotun ters yönde kırılma geriliminin Vm’ dan büyük olmasına dikkat
edilmelidir (Vbr>Vm).
1
2. Tam Dalga Doğrultucu
Tam dalga doğrultucular giriş sinyalinin her
iki yarım periyodu için de doğrultma
işlemini
gerçekleştirirler.
Dikkatli
incelenecek olursa iki tane yarım dalga
doğrultucudan oluştuğu görülebilir. Şekil.3’
deki devrede V1=V2=VmSinwt dir.
0-t1 aralığında ; A ucu pozitif olduğu için D1
diyotu üzerinden akım geçirerek iletime
geçer. Aynı aralıkta B ucu negatif olduğu
için D2 diyotu üzerinden akım geçirmez,
kesimdedir.
Şekil.3
t1-t2 aralığında ; (yani şekil.3’ deki devreye
göre + ve – uçlar yer değiştirdiğinde) A ucu
negatif olduğu için D1 diyotu üzerinden
akım geçirmez, kesimdedir. Aynı aralıkta B
ucu pozitif olduğu için D2 diyotu iletime
geçerek, üzerinden akım geçirir. Böylece 0t1 aralığında D1 diyotu, t1-t2 aralığında D2
diyotu iletimdedir. Bu durumda RL yük
direnci üzerinden her iki aralıkta da aynı
yönde akım aktığından, giriş sinyalinin her
iki yarı periyodu da doğrultulur.
a)
b)
Şekil.3’ deki devrede, çıkış işaretinin
ortalama değeri aşağıdaki gibi hesaplanır.
c)
Vort
Vort =
d)
e)
Şekil.4 a) ve b) Giriş işaretleri
c) Çıkış işareti
d) D2 diyotu üzerine
e) D1 diyotu üzerine düşen gerilim
Vort =
t
t2
T

1
1  1
=
+
(
)
V
t
dt
V
Sinwt
Vm Sinwt 
i
m
∫
∫
∫

T0
t 2  0
t1

2Vm
π
D1 diyotu iletimde, D2 diyotu kesimde iken,
D2 diyotunun anodunda –VmSinwt işareti,
katodunda da VmSinwt işareti vardır.
Böylece diyot üzerindeki gerilim farkı
VD2=VA-VK= -2VmSinwt olur. Aynı şekilde
D2 diyotu iletimde, D1 diyotu kesimde iken,
D1 diyotu üzerindeki gerilim VD2=VmSinwt
olur. Bu tip doğrultucularda diyot seçimi
yapılırken ters yönde kırılma geriliminin
2Vm’ den büyük olmasına dikkat edilmelidir
(Vbr>2Vm).
2
3. Köprü Doğrultucu
Şekil.5
Şekil.6 a)0-t1 aralığında D1-D2 iletimde
b)t1-t2 aralığında D3-D4 iletimde
Bu tip doğrultucular tam dalga doğrultucular gibi giriş
sinyalinin her iki yarı periyodu için doğrultma
işlemini gerçekleştirirler. Vi=VmSinwt.
a)
Giriş işaretinin pozitif yarı periyodunda yani 0-t1
aralığında ; D1 ve D2 diyotları iletimde, D3 ve D4
diyotları kesimdedir (şekil.6.a). t1-t2 aralığında ; D1 ve
D2 diyotları kesimde, D3 ve D4 diyotları iletimdedir
(şekil.6.b).
Vort
b)
c)
Tam dalga doğrultucuya göre avantajı tek çıkışlı trafo
kullanılmasıdır. Ayrıca kullanılan diyotlar ters
kutuplamada (kesimde iken) 2Vm’ a değil, Vm’ a
maruz kalacaklardır. Yani diyotları seçerken ters
yönde kırılma gerilimlerinin Vm’ dan büyük olmasına
dikkat edilmelidir (Vbr>Vm). Şekil.5’ deki devrede,
çıkış işaretinin ortalama değeri aşağıdaki gibi
hesaplanır.
V ort
d)
t
t2
T
1
1  1
= ∫ V i (t )dt =
V m Sinwt + ∫ V m Sinwt
T 0
t 2  ∫0
t1
Vort =
Şekil.7 a) Giriş işareti
b) Çıkış işareti
c) D3 ve D4 diyotları üzerine
d) D1 ve D2 diyotları üzerine
düşen gerilim
2Vm
π
3




4. Doğrultucu Kullanarak DC Gerilimin Elde Edilmesi
Şekil.9 a)Giriş işareti
b)Çıkış işareti
Şekil.8
Şekil.8’ de, bir yarım dalga doğrultucunun çıkışına paralel olarak, uygun değerli bir
kondansatör bağlayarak elde edilen doğrultucu tipi gösterilmiştir. Diyottan akım geçtiği
zamanlarda (iletimde iken) yani 0-t1 aralığında akım hem RL yükünü besler, hem de C
kondansatörünü Vm’ a kadar doldurur. Diyotun kesimde olduğu t1-t2 aralığında C
kondansatöründe biriken elektrik yavaş yavaş RL yükü üzerinden deşarj olur. Bu deşarj
süresi kapasitenin ve yük direncinin değerine bağlıdır. Böylece t1-t2 aralığında RL yükünü
kondansatör beslemiş olur. Giriş işareti tekrar + alternansa geldiğinde, diyot iletime
geçtiğinden kondansatör tekrar Vm’ a kadar dolar. Sürekli halde çıkış bu şekilde devam
eder.Yarım dalga doğrultucu çıkışına kondansatör takılarak oluşturulan şekil.8’ deki
devrenin çıkışının ortalama gerilim değeri, şekil.1’ deki devrenin çıkışının ortalama gerilim
değerinden daha büyük bir ortalama değere sahiptir.
Vr : ripple (dalgalanma=Vo çıkış geriliminin
tepeden tepeye dc gerilimi).
r : ripple faktörü
Vr =Vomax −Vomin
Vr = Vm e − ta / RC − Vm e − tb / RC = Vm − Vm e − tb / RC
Vr =
Şekil.10
Vm T
RL C
Vort =Vdc =Vm −
,
r=
Veff
Vdc

VT
Vr
T 

=Vm − m =Vm1−
R
C
2
2RLC
2
L 

Şekil.11’ de, bir tam dalga doğrultucu çıkışına, paralel olarak eklenen bir kondansatör ile elde
edilen, dc gerilimin çıkış işareti görülmektedir.
4
Şekil.11
II- ÖN HAZIRLIK
1. Aşağıda verilen devrenin girişine Vi =VmSinwt V işareti uygulanıyor. Devrenin çıkış gerilimi olan Vo’ ı ,
aşağıdaki diyot modelini göz önünde bulundurarak çiziniz.
2. Doğrultucu devreler nerelerde kullanılır?
3. Teorik bilgilerde verilen köprü doğrultucu devresinde kullanılan diyotların üzerindeki gerilimlerin dalga
şekillerini çiziniz.
4. Doğrultucu çıkışlarında hangi filtreler, ne amaçla kullanılır (en az dört filtreden bahsediniz)?
III- DENEYDE KULLANILAN MALZEMELER
4x1N4001 diyot, 10µF ve 22µF kondansatör, 1KΩ (3 Adet) ve 10KΩ direnç.
5
IV- DENEYĐN YAPILIŞI
1.
Vi ;
T/D=
a. Yandaki devreyi kurunuz. Devrenin girişine 10Sin2π1000t V
Vo dalga şekillerini osiloskopta
işaretini uygulayınız. Vi,
gözlemleyip, çiziniz. (Grafikleri çizerken karşılaştırabilme
açısından V/D ve T/D kademelerinin aynı olmasına dikkat
ediniz).
b. Çıkan grafiklere göre Vi ile Vo şekillerinin tepe değerlerini
nedenlerini belirterek karşılaştırınız.
c. Diyotun ters yönde kırılma gerilimi neden Vbr>Vm olmalı?
d. DC ve AC kademede çıkış işaretinde ne gibi farklılıklar var?
, V/D=
V0 ;
T/D=
, V/D=
2.
V0 ;
a. Yandaki devreyi kurup, devrenin girişine
10Sin2π1000t V işaretini uygulayınız Vo, VD1,
VD2 dalga şekillerini osiloskopta gözlemleyip,
grafik kağıdına çiziniz.
b. Çıkan grafiklere göre VD1 ve VD2 şekillerinin
minimum tepe değerlerini, birbirleriyle nedenlerini
belirterek karşılaştırınız.
c. Laboratuarda orta uçlu trafo kullanmak yerine
sinyal jeneratöründen nasıl yararlandık? Bunun
dezavantajları olabilir mi?
T/D=
, V/D=
T/D=
VD1 ;
6
, V/D=
VD2 ; T/D=
, V/D=
3.
a. Yandaki devreyi kurup, devrenin girişine
10Sin2π1000t V işaretini uygulayınız. Vo
dalga şeklini osiloskopta gözlemleyip grafik
kağıdına çiziniz.
V0 ;
T/D=
, V/D=
b. RL direncine paralel 10µF’ lık bir kondansatör bağlayarak, Vo dalga şeklini tekrar çiziniz.
Đşaretin ripple değerini ve ortalama değerini hesaplayınız.
V0 ;
7
T/D=
, V/D=
c. RL direnci yerine daha büyük değerli (10KΩ olabilir) bir direnç bağlayarak Vo dalga
şeklini tekrar çiziniz. Đşaretin ripple değerini ve ortalama değerini hesaplayınız.
V0 ;
T/D=
, V/D=
d. R=1KΩ iken çıkan Vo grafiğine göre ne tür bir değişiklik oldu yorumlayınız.
e. Vr ripple gerilimini küçültmek için neler yapılabilir?
4. Bazı elektronik devreleri hem pozitif hem de negatif gerilim gerektirirler. Bir tane orta uçlu trafo
kullanarak, çıkışından hem pozitif hem de negatif DC gerilim elde edebileceğimiz devreyi çiziniz ve
çalışmasını anlatınız.
8
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
171 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content