پیش از هرچیز ابتدا باید اشاره ای کوتاه درباره دیود داشته باشیم تا به درک بهتری از مفهوم پل دیودی برسیم.

همانطورکه میدانید دیود قطعه ای الکترونیکی است که اجازه عبور جریان فقط از یک سمت (از آند به سمت کاتد) را می دهد و در صورتی که جریان بخواهد از سمتی دیگر جاری شود جلوی آن را می گیرد.

به همین دلیل نماد شماتیک استفاده شده برای آن نیز بیان گر این موضوع است که مسیر عبور جریان تنها در یک سو می باشد.

حالا اگر چهار دیود را همانند شکل زیر کنارهم قرار دهیم خواهیم توانست مدار یکسو ساز تمام موج درست کنیم که

به وسیله آن می توانیم پلاریته تغذیه ورودی مدار را تغییر دهیم در حالیکه پلاریته خروجی آن تغییری نکند.

از این مدار اکثرا برای یکسوسازی جریان متناوب و به دست آوردن جریان مستقیم تمام موج استفاده می شود.

پل دیود چیست؟

با ترکیب ساده از 4 عدد دیود معمولی، می توان یک مدار یکسو کننده ساخت که قادر است جریان متناوب (AC) را به جریان مستقیم (DC) تبدیل کند.

به این مدار یکسو کننده در اصطلاح یکسوساز پل می گویند.

یک پل دیودی در حقیقت بخش مشترکی از منبع تغذیه الکترونیکی است.

تمامی وسایل الکترونیکی برای تأمین برق اجزای مختلف خود به منبع تغذیه اصلاح شده DC نیاز دارند.

به همین سبب این یکسو کننده را در طیف گسترده ای از دستگاه های الکترونیکی به کار می بریم.

در اصل این المان در پکیج خود چهار دیود جای داده و بجای 8 پایه (هر دیود 2 پایه) 4 پایه جهت اتصال در مدار الکترونیکی دارد و زمان منتاژ و لحیم کاری را در زمان تولید کاهش داده است البته در مدار می توان به جای یک پل دیود از چهار دیود استفاده کرد. گفتیم این المان 4 پایه دارد که در بیشتر موارد از این پایه ها 2 پایه ورودی و معمولا ولتاژ متناوب به آنها متصل می شود و دو پایه خروجی هستند که می توان خروجی مستقیم از آنها گرفت.

نکته :در مدارات خاص استفاده های دیگری از پل دیود علاوه بر تبدیل ولتاژ AC  به DC می شود.

وهمین طور پل دیود یک ماژول دیودی است که 4 تا 6 دیود را در یک بسته به هم متصل می کند و از آن برای اصلاح جریان متناوب به جریان مستقیم یا جریان تپنده استفاده می شود. پل دیود ولتاژ منفی ورودی AC را معکوس می کند و یک جریان تپنده را خروجی می دهد. سمت خروجی روی یک خازن صاف شده و خروجی ولتاژ DC را راه می اندازد.

بسیاری از پل دیودها برای تصحیح فرکانس های تجاری 50/60 هرتز طراحی شده اند و از دیودهای اصلاح کننده عمومی می توان برای جریان ورودی استفاده کرد. هنگامی که از این دیودها برای تصحیح فرکانس های بالا استفاده می شود، مانند تصحیح ثانویه در منبع تغذیه سوئیچینگ، از دیودهای بازیابی سریع یا دیودهای مانع Schottky نیز برای پل دیودها استفاده می شود.

به زبان عامیانه تر پل دیود یکی از انواع یکسو کننده است که برق متناوب (AC) را به برق مستقیم (DC)   تبدیل می کند. این نوع یکسو کننده مقدار متوسط ولتاژ خروجی قابل تغییر نبوده و لذا به آن یکسو کننده غیر قابل کنترل می گویند.پل های دیود چهار سر دارند که دو سر آن برای ورودی AC و دو سر دیگر خروجی DC میباشد.پل دیود یک در ورودی خود یک سینوس کامل ار میگیرد ونیم سیکل مثبت آن را عبور میدهد.و نیم سیکل منفی دیگر را به نیم سیکل مثبت تبدیل میکند. به بیان ساده پل دیود از بی نهایت نیم سیکل مثبت تشکبل شده است.

 نحوه عملکرد یکسوساز پل دیود

این یکسوساز یک موج سینوسی کامل را از پایه ورودی خود گرفته و فقط نیم سیکل مثبت آن را عبور می دهد، هم چنین نیم سیکل منفی آن را نیز تبدیل به یک نیم سیکل مثبت می کند.

به بیان ساده تر خروجی هر پل از بی نهایت نیم سیکل مثبت تشکیل شده است.با توجه به کارکرد پل، این قطعه در قسمت خروجی یک اتوترانس به صورت موازی بسته می شود و زمانی که ولتاژ ورودی تغیر کند در خروجی برق DC را دریافت خواهد کرد و در واقع از خروج جریان به شکل متناوب جلوگیری می کند.

همانطور که در نمودار بالا مشاهده می کنید مدار پل عمل یکسوسازی تمام موج را انجام داده است، یعنی در هر نقطه از زمان، دو دیود از چهار دیود عمل بایاس مستقیم و دو دیود دیگر عملکرد بایاس معکوس داشته اند.در هر دو وضعیت برای نیم سیکل های مثبت و منفی، شکل موج ورودی و خروجی مثبت خواهد شد و در نتیجه جریان مدار همواره در یک سو برقرار می شود.بنابراین، نیم موج منفی منبع، به نیم موج مثبت در بار تبدیل خواهد شد.

پل دیودی ایده آل

برای ساختن یک یکسو کننده کامل ایده آل، باید فاکتور موج دار را به حداقل ممکن برسانیم به همین منظور ما می توانیم از خازن یا سلف برای کاهش موج های موجود در مدار استفاده کنیم.

عملکرد این خازن، که به عنوان یک خازن مخزن (یا خازن هموار کننده) شناخته می شود کاهش تنوع در شکل موج ولتاژ خروجی AC اصلاح شده از پل است.

این خازن مسیر مقاومت امپدانس کم به مولفه AC خروجی را فراهم می کند و باعث کاهش ولتاژ و جریان AC از طریق بار مقاومت می شود.هرگونه کاهش ولتاژ و جریان خروجی پل با هدررفت شارژ در خازن متوقف می شود.

بنابراین تغییر جریان و ولتاژ بار نسبت به آنچه بدون خازن رخ می دهد کاهش می یابد.

به همین ترتیب، افزایش ولتاژ بار اضافی را در خازن ذخیره می کند، بنابراین تغییرات ولتاژ و جریان خروجی را تعدیل می کند.

روش تست پل دیود

هر گاه می خواهیم یک پل دیود را تست کنیم باید مراحل زیر را انجام بدهیم:

پیش از شروع مولتی متر دیجیتال را روی نشانگر تست دیود قرار می دهیم.

1. سیم مشکی را به دو سر علامت C بصورت جداگانه و تک تک وصل می کنیم و سیم قرمز مولتی متر را هم بر روی پایه منفی پل دیود میگذاریم، ولتاژی که مولتی متر نمایش می دهد باید بین 0.5 الی 0.7 ولت باشد.
2. سیم قرمز را به دو سر علامت C بصورت جداگانه و تک تک وصل می کنیم و سیم مشکی مولتی متر را نیز روی قسمت با علامت منفی پل دیود می گذاریم، مولتی متر نشان بینهایت یا مدار باز را باید نمایش دهد.

با این دو عمل انجام شده نتیجه خواهیم گرفت که دیود 1 و 3 سالم می باشند.

1. سیم مشکی را به دو سر علامت C بصورت جداگانه و تک تک وصل می کنیم، در حالیکه سیم قرمز مولتی متر را روی علامت مثبت پل دیود گذاشته ایم، مولتی متر باید نشان بینهایت یا مدار باز را به ما نمایش دهد.
2. سیم قرمز را به دو سر علامت C بصورت جداگانه و تک تک وصل می کنیم حالا سیم مشکی مولتی میتر را نیز روی علامت مثبت پل دیود می گذاریم، ولتاژی که مولتی متر نمایش می دهد باید محدوده 0.5 الی 0.7 ولت باشد.

به این ترتیب نتیجه می گیریم که دیود 2 و 4 نیز سالم می باشند.

مزایای استفاده از پل دیود

یکسو کننده های تمام موج نسبت به یکسو کننده های نیم موج کارایی بالاتری دارند. این بدان معناست که پل های دیودی جریان AC را با کارآیی بیشتری به جریان DC تبدیل می کنند.

پل های دیودی هیچ سیگنال ولتاژی را در روند اصلاح جریان هدر نمی دهند و می توان گفت اتلاف انرژی بسیار کمی دارند.

ولتاژ خروجی یکسو کننده تمام موج دارای اعوجاج کمتری نسبت به یکسو کننده های نیم موج است.

انواع اصلاح کننده پل دیود

یکسو کننده پل که مورد بحث قرار گرفت یک نوع تک فاز است، با این حال ، می توان آن را به یک یکسو کننده سه فاز نیز گسترش داد. این دو نوع را می توان بیشتر به پل دیود با کنترل کامل، نیمه کنترل شده یا کنترل نشده طبقه بندی کرد.

مداری که ما در مورد آن بحث کردیم غیرقابل کنترل است زیرا نمی توانیم بایاس دیود را کنترل کنیم، اما اگر هر چهار دیود با یک تریستور جایگزین شوند، می توان با کنترل زاویه شلیک از طریق سیگنال دروازه آن، جهت گیری آن را کنترل کرد.

برنامه های کاربردی اصلاح کننده پل دیود

• برای تامین ولتاژ DC قطبی و ثابت در جوشکاری
• منبع تغذیه داخلی
• برای شارژر داخلی باتری
• برای داخل توربین های بادی
• برای تشخیص دامنه سیگنالهای تعدیل کننده
• برای تبدیل ولتاژ AC بالا به DC پایین

پل دیود همانطور که در بالا نیز اشاره شد به دو دسته تقسیم می شود که نوع تکاز و نوع سه فاز این دو دسته را تشکیل می دهند. این دو فاز دارای آمپرهایی از نوع متفاوت هستند. می توان از ویژگی های یک پل دیود این را بیان کرد که قطبیت آن همان ورودی است.

انواع پل دیود کدامند؟

پل دیود ها را از نظر تغذیه فاز آن ها به سه دسته تک فاز،سه فاز و n فاز تقسیم میکنند. هرچه توان انتقالی بیشتر باشد تعداد فازها افزایش می یابد.البته نوع دوم در مدارات الکترونیکی صنعتی کاربرد دارد و معمولا نوع اول که می توان آنها را در انواع مدارات الکترونیکی مشاهده کرد را با توجه به نحوه قرار گیری و مقدار جریان کشی آنها در مدل های زیر تولید می کنند.

• دیود پل های تخت شانه ای مربعی (از پر کاربردترین های این مدل میتوان به KBPC-5010 اشاره کرد)
• طرح آی سی DIP چهار پایه گرد

یکسوکننده نیم موج

این یک سو کننده تنها یک دیود دارد. با توجه به اینکه دیود اجازه عبورجریان منفی را نخواهد داد، همانطور که در شکل می بینید، تنها بخش مثبت را عبور داده و بخش منفی را صفر میکند.

پل دیود تمام موج تک فاز

این پل دیود دو ورودی دارد که در شکل با AC  نشان داده شده و ورودی پل دیود است که برق متناوب به آن وصل می شود و خروجی آن با سرهای DC مشخص شده که برق مستقیم را به ما می دهد.

در پل دیود تمام موج تغییر پلاریته ورودی، پلاریته خروجی را تغییر نمی دهد.

موارد استفاده و کاربرد پل های دیودی

• منابع تغذیه
• داخل توربین های بادی
• تبدیل ولتاژ های AC بالا به ولتاژ DC پایین
• داخل شارژ های باتری
• تامین ولتاژ DC در جوشکاری

از مهم ترین کاربرد پل دیود برای واریاک هایی که خروجی AC دارند.هنگامی که پل دیود در خروجی واریاک ها قرار بگیرند. خروجی DC میدهند که برای منابع تغذیه بسیار مناسب است.

پل دیودهای چند فاز

پل‌ دیود را می‌توان برای ورودی‌های چندفاز متناوب مانند ورودی سه‌فاز ساخت. برای نمونه در یک یکسوساز نیم‌موج سه‌فاز از سه دیود و در یک یکسوساز تمام‌موج سه‌فاز از شش دیود برای تشکیل پل دیودی استفاده می‌شود.

کاربرد پل دیود

از این المان الکترونیکی در اکثر مدارات الکترونیکی (منابع تغذیه) در ورودی مدار و جهت یکسوسازی ولتاژ و جریان متناوب به ولتاژ و جریان مستقیم استفاده می شود.

نحوه عملکرد پل دیود یکسوساز

در بالا گفتیم هر پل دیود چهار پایه دارد دو پایه از آن ورودی AC که با ∼  نمایش داده می شوند و دو پایه دیگر خروجی می باشند که یکی با علامت + و دیگری با – نمایش داده می شوند هر پایه ورودی این المان یک موج سینوسی کامل (مثل خروجی انواع ترانسفورماتور، برق پریز شهری و …) را از پایه ورودی خود گرفته و فقط نیم سیکل مثبت آن را به پایه مثبت + خروجی و نیم سیکل منفی آن را نیز به پایه منفی – خروجی متصل می کنند.

مدار یکسو ساز تمام موج پل

پل دیودی عمل یکسوسازی تمام موج را انجام داده است یعنی در هر نقطه از زمان دو دیود از چهار دیود عمل بایاس مستقیم

و دو دیود دیگر عملکرد بایاس معکوس دارند.در هر دو وضعیت برای نیم سیکل های مثبت و منفی شکل موج ورودی و خروجی مثبت خواهد شد

و در نتیجه جریان مدار همواره در یک سو برقرار می شود. بنابراین نیم موج منفی منبع، به نیم موج مثبت در بار تبدیل خواهد شد.

فروشگاه اینترنتی ولد پارت با ارائه انواع پل های دیود با کیفیت، خدمات ارزنده ای به شما مشتریان عزیر هدیه می دهد.

 

پل دیود چیست