رکتیفایر(Rectifier) یا یکسوساز نقش مهمی در تبدیل جریان و ولتاژ متناوب(AC) به جریان مستقیم(DC) دارد و توانایی تبدیل شکل ولتاژ متغیر به یک ولتاژ یک جهته و یکسو شده را دارد. در این مقاله به بررسی مفهوم رکتیفایرها، اصول عملکردی آنها و انواع مختلف یکسوسازها می‌پردازیم و در نهایت کاربرد آنها را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
رکتیفایر چیست؟
رکتیفایر یا یکسوساز یک مدار الکتریکی است که به جریان الکتریکی اجازه می‌دهد که تنها در یک جهت عبور کند و بدین ترتیب برق متناوب یا AC را به برق DC تبدیل می‌کند. یکسوکننده، شکل موج ولتاژ متناوب را اصلاح می‌کند و آن را به شکل موج DC ضربانی یا صاف تبدیل می‌کند که دارای جهت مثبت و منفی ثابتی می‌باشد.
انواع رکتیفایر
عمل یکسوسازی می‌تواند به روش‌های مختلفی صورت پذیرد که در ادامه به مهم‌ترین آنها اشاره شده است:
الف) یکسوساز نیم‌موج
در یکسوسازهای نیم‌موج از یک دیود برای یکسوسازی ولتاژ متناوب استفاده می‌شود. در طول نیم سیکل مثبت شکل موج AC، دیود جریان را هدایت می‌کند و اجازه می‌دهد جریان شارش داشته باشد و در نتیجه یک نیم سیکل مثبت خروجی DC ایجاد می‌شود. اما در طول نیم سیکل منفی، دیود جریان را مسدود می‌کند و در نتیجه خروجی ندارد. در نهایت، تنها نیمی از شکل موج AC یکسو می‌شود و خروجی این نوع یکسوساز، دارای ریپل بسیار بزرگ و متوسط ولتاژ کمتری است. در تصویر زیر، مدار و نحوه انجام عمل یکسوسازی در رکتیفایر نیم‌موج را مشاهده می‌فرمایید:
ب) یکسوساز تمام‌موج
یکسوسازهای تمام موج، از یک پل دیودی برای یکسوسازی نیم سیکل مثبت و منفی شکل موج AC استفاده می‌کنند. در یکسوکننده پل دیود از چهار دیود در یک آرایش خاص استفاده می‌شود که امکان معکوس سازی نیم سیکل منفی را هم فراهم می‌کند و در نتیجه خروجی DC صاف‌تر و با ریپل کمتر ایجاد می‌شود. در تصویر زیر، مدار و نحوه انجام عمل یکسوسازی در رکتیفایر تمام‌موج را مشاهده می‌فرمایید:
ج) یکسوساز با ترانس سه‌سر
یکسوساز با ترانس سه‌سر، دارای یک ترانس و دو دیود یکسوساز می‌باشد. خروجی این یکسوساز همانند پل دیودی به صورت تمام‌موج بوده و به علت داشتن ترانسفورماتور، دارای ایزولاسیون نیز می‌باشد. تصویر این یکسوساز به همراه ولتاژ خروجی به صورت شکل زیر می‌باشد:
د) یکسوساز سه‌فاز
از یکسوکننده‌های سه فاز برای ورودی برق سه فاز AC و در کاربردهای صنعتی استفاده می‌شود. رکتیفایر سه فاز دارای 6 عدد دیود یا گاها تریستور بوده و می تواند یک ولتاژ DC با ریپل بسیار پایین را ایجاد کند. شکل این یکسوساز را به همراه ولتاژ خروجی در تصویر زیر مشاهده می‌فرمایید:
کاربرد رکتیفایر
در این بخش از مقاله ، به مهم‌ترین کاربردهای یکسوسازها پرداخته شده است:
1) منابع تغذیه
در تمامی منابع تغذیه DC که ورودی آنها از برق شهری یا برق AC است، حتما از یک یا چند واحد یکسوساز استفاده می‌شود.
2) شارژ باتری
با توجه به اینکه باطری‌ها دارای ولتاژ DC هستند، شارژ آنها بایستی با استفاده از یکسوسازها صورت گیرد. لازم به ذکر است که همواره باید جریان الکتریکی از سمت منبع به سمت باطری شارش یابد که دیودها و یکسوکننده‌ها بهترین انتخاب برای تحقق این امر می‌باشند.
3) تولید ولتاژ بالای دی‌سی (HVDC)
در سیستم‌های انتقال HVDC، از یکسوسازها برای تبدیل برق AC تولیدشده در نیروگاه، به برق DC با ولتاژ بالا برای انتقال با تلفات کم در مسافت‌های طولانی استفاده می شود.
جمع بندی
در این مقاله، ابتدا مفهوم رکتیفایر یا یکسوساز به طور کامل توضیح داده شد. در ادامه، انواع رکتیفایرها و نحوه عملکرد آنها شرح داده شد و در نهایت کاربردهای مهم آنها مورد بحث و بررسی قرار گرفت. تمامی موارد فوق را به صورت عملی همراه با نکات تجربی دیگر در مورد مدارات انواع یکسوسازها و نحوه کارکرد آنها به طور کامل در دوره منبع تغذیه و اینورتر بررسی کرده ایم.
در پایان، ممنون که همراه ما بودید. هر سوال یا ابهامی در مورد مطالب ارائه شده در این مقاله دارید حتما در کامنت ها بنویسید، به تمام سوالات پاسخ داده میشه. اگه انتقاد یا پیشنهادی هم داشتید ممنون میشم با ما در میان بزارید.
منابع: Dynapower Arrow Electronics
