વોલ્ટેજ રેક્ટિફાયર શું છે અને તે શું માટે છે: લાક્ષણિક રેક્ટિફાયર સર્કિટ

વૈકલ્પિક વોલ્ટેજના રૂપમાં વિદ્યુત ઉર્જા સરળતાથી પરિવહન અને તીવ્રતામાં રૂપાંતરિત થાય છે. તે આ સ્વરૂપમાં છે કે તે અંતિમ ગ્રાહક સુધી પહોંચાડવામાં આવે છે. પરંતુ ઘણા ઉપકરણોને પાવર કરવા માટે, તમારે હજુ પણ સતત વોલ્ટેજની જરૂર છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં આપણને રેક્ટિફાયરની કેમ જરૂર છે

એસી વોલ્ટેજને ડીસીમાં રૂપાંતરિત કરવાનું કાર્ય રેક્ટિફાયર્સને સોંપવામાં આવ્યું છે. આ ઉપકરણનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, અને રેડિયો અને ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં સુધારણા ઉપકરણોના ઉપયોગના મુખ્ય ક્ષેત્રો છે:

• પાવર વિદ્યુત સ્થાપનો (ટ્રેક્શન સબસ્ટેશન, વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પ્લાન્ટ, સિંક્રનસ જનરેટરની ઉત્તેજના પ્રણાલીઓ) અને શક્તિશાળી ડીસી મોટર્સ માટે સીધા પ્રવાહની રચના;
• ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો માટે પાવર સપ્લાય;
• મોડ્યુલેટેડ રેડિયો સિગ્નલોની શોધ;
• સ્વચાલિત ગેઇન કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ બનાવવા માટે ઇનપુટ સિગ્નલના સ્તરના પ્રમાણસર સતત વોલ્ટેજની રચના.

રેક્ટિફાયરનો સંપૂર્ણ અવકાશ વ્યાપક છે, અને તેને એક સમીક્ષાના માળખામાં સૂચિબદ્ધ કરવું અશક્ય છે.

રેક્ટિફાયરની કામગીરીના સિદ્ધાંતો

સુધારણા ઉપકરણોનું સંચાલન તત્વોની એકતરફી વાહકતાની મિલકત પર આધારિત છે. તમે આ અલગ અલગ રીતે કરી શકો છો. ઔદ્યોગિક કાર્યક્રમો માટેની ઘણી રીતો ભૂતકાળ બની ગઈ છે, જેમ કે યાંત્રિક સિંક્રનસ મશીનો અથવા ઇલેક્ટ્રોવેક્યુમ ઉપકરણોનો ઉપયોગ. હવે વાલ્વનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે જે એક દિશામાં પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે. આટલા લાંબા સમય પહેલા, પારા ઉપકરણોનો ઉપયોગ હાઇ-પાવર રેક્ટિફાયર માટે થતો હતો. આ ક્ષણે, તેઓ વ્યવહારીક રીતે સેમિકન્ડક્ટર (સિલિકોન) તત્વો દ્વારા સ્થાનાંતરિત છે.

લાક્ષણિક રેક્ટિફાયર સર્કિટ્સ

સુધારણા ઉપકરણ વિવિધ સિદ્ધાંતો અનુસાર બનાવી શકાય છે. ઉપકરણ સર્કિટનું વિશ્લેષણ કરતી વખતે, તે યાદ રાખવું આવશ્યક છે કે કોઈપણ રેક્ટિફાયરના આઉટપુટ પર સતત વોલ્ટેજ ફક્ત શરતી રીતે કહી શકાય. આ નોડ ધબકતું યુનિડાયરેક્શનલ વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરે છે, જે મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં ફિલ્ટર દ્વારા સુંવાળું હોવું જોઈએ. કેટલાક ગ્રાહકોને સુધારેલા વોલ્ટેજના સ્થિરીકરણની પણ જરૂર છે.

સિંગલ ફેઝ રેક્ટિફાયર

સૌથી સરળ એસી વોલ્ટેજ રેક્ટિફાયર એક ડાયોડ છે.

તે સાઇનસૉઇડના સકારાત્મક અર્ધ-તરંગોને ઉપભોક્તા સુધી પહોંચાડે છે અને નકારાત્મકને "કાપી નાખે છે".

આવા ઉપકરણનો અવકાશ નાનો છે - મુખ્યત્વે, સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય રેક્ટિફાયરપ્રમાણમાં ઊંચી ફ્રીક્વન્સીઝ પર કામ કરે છે. જો કે તે એક દિશામાં પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે, તેના નોંધપાત્ર ગેરફાયદા છે:

• ઉચ્ચ સ્તરની લહેર - સીધી પ્રવાહને સરળ બનાવવા અને મેળવવા માટે, તમારે મોટા અને વિશાળ કેપેસિટરની જરૂર પડશે;
• સ્ટેપ-ડાઉન (અથવા સ્ટેપ-અપ) ટ્રાન્સફોર્મરની શક્તિનો અપૂર્ણ ઉપયોગ, જે જરૂરી વજન અને કદના સૂચકાંકોમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે;
• આઉટપુટ પર સરેરાશ EMF પૂરા પાડવામાં આવેલ EMF ના અડધા કરતાં પણ ઓછું છે;
• ડાયોડ માટે વધેલી આવશ્યકતાઓ (બીજી તરફ, માત્ર એક વાલ્વની જરૂર છે).

તેથી, વધુ વ્યાપક ફુલ-વેવ (બ્રિજ) સર્કિટ.

અહીં, વર્તમાન લોડમાંથી એક દિશામાં દર સમયગાળામાં બે વાર વહે છે:

• લાલ તીરો દ્વારા દર્શાવેલ પાથ સાથે સકારાત્મક અર્ધ-તરંગ;
• લીલા તીરો દ્વારા દર્શાવેલ પાથ સાથે નકારાત્મક અર્ધ-તરંગ.

નકારાત્મક તરંગ અદૃશ્ય થઈ જતું નથી, પરંતુ તેનો ઉપયોગ પણ થાય છે, તેથી ઇનપુટ ટ્રાન્સફોર્મરની શક્તિ વધુ સંપૂર્ણ રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે. સરેરાશ EMF અડધા-તરંગ સંસ્કરણ કરતા બમણું છે. લહેરિયાં પ્રવાહનો આકાર સીધી રેખાની ખૂબ નજીક છે, પરંતુ સ્મૂથિંગ કેપેસિટર હજુ પણ જરૂરી છે. તેની ક્ષમતા અને પરિમાણો પાછલા કિસ્સામાં કરતાં નાના હશે, કારણ કે લહેરિયાંની આવર્તન મુખ્ય વોલ્ટેજની આવર્તન કરતાં બમણી છે.

જો ત્યાં બે સરખા વિન્ડિંગ્સ ધરાવતું ટ્રાન્સફોર્મર હોય કે જેને શ્રેણીમાં જોડી શકાય અથવા વચ્ચેથી નળ ધરાવતા વિન્ડિંગ સાથે જોડી શકાય, તો ફુલ-વેવ રેક્ટિફાયર એક અલગ સ્કીમ અનુસાર બનાવી શકાય છે.

આ વિકલ્પ વાસ્તવમાં હાફ-વેવ રેક્ટિફાયરનું ડબલ સર્કિટ છે, પરંતુ તેમાં ફુલ-વેવ રેક્ટિફાયરના તમામ ફાયદા છે. ગેરલાભ એ ચોક્કસ ડિઝાઇનના ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ કરવાની જરૂરિયાત છે.

જો ટ્રાન્સફોર્મર કલાપ્રેમી પરિસ્થિતિઓમાં બનાવવામાં આવે તો, સેકન્ડરી વિન્ડિંગને જરૂરિયાત મુજબ વિન્ડિંગ કરવામાં કોઈ અવરોધો નથી, પરંતુ સહેજ મોટા લોખંડનો ઉપયોગ કરવો પડશે. પરંતુ 4 ડાયોડને બદલે, ફક્ત 2 નો ઉપયોગ થાય છે. આનાથી વજન અને કદના સૂચકાંકોમાં થયેલા નુકસાનની ભરપાઈ કરવી શક્ય બનશે અને જીત પણ શક્ય બનશે.

જો રેક્ટિફાયર ઉચ્ચ પ્રવાહ માટે રચાયેલ છે અને રેડિએટર્સ પર વાલ્વ ઇન્સ્ટોલ કરવા આવશ્યક છે, તો પછી અડધા ડાયોડ્સની સંખ્યા સ્થાપિત કરવાથી નોંધપાત્ર બચત થાય છે. તે પણ ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ કે આવા રેક્ટિફાયરમાં બ્રિજ સર્કિટમાં એસેમ્બલ કરાયેલી સરખામણીમાં બમણું આંતરિક પ્રતિકાર હોય છે, તેથી ટ્રાન્સફોર્મર વિન્ડિંગ્સની ગરમી અને સંબંધિત નુકસાન પણ વધુ હશે.

થ્રી-ફેઝ રેક્ટિફાયર

અગાઉના સર્કિટમાંથી, સમાન સિદ્ધાંત અનુસાર એસેમ્બલ કરાયેલ ત્રણ-તબક્કાના વોલ્ટેજ રેક્ટિફાયર તરફ આગળ વધવું તાર્કિક છે.

આઉટપુટ વોલ્ટેજનો આકાર સીધી રેખાની ખૂબ નજીક છે, લહેરનું સ્તર માત્ર 14% છે, અને આવર્તન મુખ્ય વોલ્ટેજની આવર્તન કરતાં ત્રણ ગણી બરાબર છે.

અને હજુ સુધી આ સર્કિટનો સ્ત્રોત અર્ધ-તરંગ સુધારક છે, તેથી ત્રણ-તબક્કાના વોલ્ટેજ સ્ત્રોત સાથે પણ ઘણી ખામીઓ દૂર કરી શકાતી નથી. મુખ્ય એક ટ્રાન્સફોર્મર પાવરનો અપૂર્ણ ઉપયોગ છે, અને સરેરાશ EMF 1.17⋅E છે_2eff (ટ્રાન્સફોર્મરના ગૌણ વિન્ડિંગના EMF નું અસરકારક મૂલ્ય).

શ્રેષ્ઠ પરિમાણોમાં ત્રણ તબક્કાના પુલ સર્કિટ છે.

અહીં, આઉટપુટ વોલ્ટેજ રિપલનું કંપનવિસ્તાર સમાન 14% છે, પરંતુ આવર્તન ઇનપુટ એસી વોલ્ટેજની ષટ્કોણ આવર્તન સમાન છે, તેથી ફિલ્ટર કેપેસિટરની કેપેસિટેન્સ પ્રસ્તુત તમામ વિકલ્પોમાં સૌથી નાની હશે. અને આઉટપુટ EMF અગાઉના સર્કિટ કરતાં બમણું ઊંચું હશે.

આ રેક્ટિફાયરનો ઉપયોગ સ્ટાર સેકન્ડરી વિન્ડિંગ ધરાવતા આઉટપુટ ટ્રાન્સફોર્મર સાથે થાય છે, પરંતુ તે જ વાલ્વ એસેમ્બલી જ્યારે ડેલ્ટામાં આઉટપુટ જોડાયેલ હોય તેવા ટ્રાન્સફોર્મર સાથે જોડાણમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવે ત્યારે તે ઘણી ઓછી કાર્યક્ષમ હશે.

અહીં પલ્સેશનની કંપનવિસ્તાર અને આવર્તન અગાઉના સર્કિટની જેમ જ છે. પરંતુ એવરેજ EMF અગાઉની સ્કીમ કરતાં ઘણી વખત ઓછી છે. તેથી, આ સમાવેશનો ભાગ્યે જ ઉપયોગ થાય છે.

વોલ્ટેજ ગુણક રેક્ટિફાયર

એક રેક્ટિફાયર બનાવવું શક્ય છે જેનું આઉટપુટ વોલ્ટેજ ઇનપુટ વોલ્ટેજના બહુવિધ હશે. ઉદાહરણ તરીકે, વોલ્ટેજ ડબલિંગ સાથે સર્કિટ છે:

અહીં, કેપેસિટર C1 નકારાત્મક અર્ધ-ચક્ર દરમિયાન ચાર્જ કરે છે અને ઇનપુટ સાઈન વેવના હકારાત્મક તરંગ સાથે શ્રેણીમાં સ્વિચ થાય છે. આ બાંધકામનો ગેરલાભ એ રેક્ટિફાયરની ઓછી લોડ ક્ષમતા છે, તેમજ એ હકીકત છે કે કેપેસિટર C2 વોલ્ટેજ મૂલ્ય કરતાં બમણું છે. તેથી, આવા સર્કિટનો ઉપયોગ રેડિયો એન્જિનિયરિંગમાં કંપનવિસ્તાર ડિટેક્ટર્સ માટે ઓછા-પાવર સિગ્નલોના બમણા સુધારણા માટે, ઓટોમેટિક ગેઇન કંટ્રોલ સર્કિટ વગેરેમાં માપન તત્વ તરીકે થાય છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ અને પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, ડબલિંગ સ્કીમનું બીજું સંસ્કરણ વપરાય છે.

લેટોર સ્કીમ મુજબ એસેમ્બલ કરાયેલ ડબલરમાં લોડ ક્ષમતા મોટી છે. દરેક કેપેસિટર્સ ઇનપુટ વોલ્ટેજ હેઠળ છે, તેથી, વજન અને કદના સંદર્ભમાં, આ વિકલ્પ પણ પાછલા એક કરતાં વધુ પ્રદર્શન કરે છે. હકારાત્મક અર્ધ-ચક્ર દરમિયાન, કેપેસિટર C1 ચાર્જ થાય છે, નકારાત્મક દરમિયાન - C2. કેપેસિટર્સ શ્રેણીમાં જોડાયેલા છે, અને લોડના સંબંધમાં - સમાંતરમાં, તેથી સમગ્ર લોડમાં વોલ્ટેજ સરવાળો સમાન છે ચાર્જ કરેલ કેપેસિટર્સનું વોલ્ટેજ. લહેરિયાંની આવર્તન મુખ્ય વોલ્ટેજની બમણી આવર્તન જેટલી છે, અને મૂલ્ય નિર્ભર છે ક્ષમતાના મૂલ્યમાંથી. તેઓ જેટલા મોટા છે, ઓછા લહેર છે. અને અહીં વાજબી સમાધાન શોધવું જરૂરી છે.

સર્કિટનો ગેરલાભ એ લોડ ટર્મિનલ્સમાંથી એકને ગ્રાઉન્ડ કરવા પર પ્રતિબંધ છે - આ કિસ્સામાં ડાયોડ અથવા કેપેસિટરમાંથી એક ટૂંકા કરવામાં આવશે.

આ સર્કિટ ગમે તેટલી વખત કાસ્કેડ કરી શકાય છે. તેથી, સમાવેશના સિદ્ધાંતને બે વાર પુનરાવર્તિત કરીને, તમે ચારગણું વોલ્ટેજ વગેરે સાથે સર્કિટ મેળવી શકો છો.

સર્કિટમાં પ્રથમ કેપેસિટર પાવર સપ્લાયના વોલ્ટેજનો સામનો કરવો જ જોઇએ, બાકીના - સપ્લાય વોલ્ટેજ કરતાં બમણું. બધા વાલ્વ ડબલ રિવર્સ વોલ્ટેજ માટે રેટ કરેલા હોવા જોઈએ. અલબત્ત, સર્કિટના વિશ્વસનીય સંચાલન માટે, તમામ પરિમાણોમાં ઓછામાં ઓછા 20% નું માર્જિન હોવું આવશ્યક છે.

જો ત્યાં કોઈ યોગ્ય ડાયોડ્સ ન હોય, તો તેઓ શ્રેણીમાં કનેક્ટ થઈ શકે છે - આ કિસ્સામાં, મહત્તમ સ્વીકાર્ય વોલ્ટેજ 1 ના પરિબળ દ્વારા વધશે. પરંતુ દરેક ડાયોડ સાથે સમાંતર, સમાનતા પ્રતિરોધકો જોડાયેલા હોવા જોઈએ. આ કરવું આવશ્યક છે, કારણ કે અન્યથા, વાલ્વના પરિમાણોના પ્રસારને કારણે, વિપરીત વોલ્ટેજ ડાયોડ્સ વચ્ચે અસમાન રીતે વિતરિત થઈ શકે છે. પરિણામ એ ડાયોડ્સમાંના એક માટેના સૌથી મોટા મૂલ્યથી વધુ હોઈ શકે છે. અને જો સાંકળના દરેક તત્વને રેઝિસ્ટર વડે શંટ કરવામાં આવે છે (તેમની કિંમત સમાન હોવી જોઈએ), તો રિવર્સ વોલ્ટેજ બરાબર સમાન વિતરિત કરવામાં આવશે. દરેક રેઝિસ્ટરનો પ્રતિકાર ડાયોડના વિપરીત પ્રતિકાર કરતા લગભગ 10 ગણો ઓછો હોવો જોઈએ. આ કિસ્સામાં, સર્કિટના સંચાલન પર વધારાના તત્વોની અસર ઘટાડવામાં આવશે.

આ સર્કિટમાં ડાયોડ્સના સમાંતર જોડાણની આવશ્યકતા અસંભવિત છે, અહીં પ્રવાહો નાના છે. પરંતુ તે અન્ય રેક્ટિફાયર સર્કિટમાં ઉપયોગી થઈ શકે છે જ્યાં ભાર ગંભીર શક્તિનો ઉપયોગ કરે છે. સમાંતર જોડાણ વાલ્વ દ્વારા સ્વીકાર્ય પ્રવાહને ગુણાકાર કરે છે, પરંતુ બધું પરિમાણોના વિચલનને બગાડે છે. પરિણામે, એક ડાયોડ સૌથી વધુ વર્તમાન લઈ શકે છે અને તેનો સામનો કરી શકતો નથી. આને અવગણવા માટે, દરેક ડાયોડ સાથે શ્રેણીમાં રેઝિસ્ટર મૂકવામાં આવે છે.

પ્રતિકાર મૂલ્ય પસંદ કરવામાં આવે છે જેથી મહત્તમ વર્તમાન પર વોલ્ટેજ ડ્રોપ 1 વોલ્ટ હોય. તેથી, 1 A ના પ્રવાહ પર, પ્રતિકાર 1 ઓહ્મ હોવો જોઈએ. આ કિસ્સામાં પાવર ઓછામાં ઓછો 1 વોટ હોવો જોઈએ.

સિદ્ધાંતમાં, વોલ્ટેજ ગુણાકાર અનિશ્ચિત રૂપે વધારી શકાય છે. વ્યવહારમાં, તે યાદ રાખવું જોઈએ કે આવા રેક્ટિફાયર્સની લોડ ક્ષમતા દરેક વધારાના તબક્કા સાથે ઝડપથી ઘટી જાય છે. પરિણામે, તમે એવી પરિસ્થિતિમાં આવી શકો છો કે જ્યાં લોડમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપ ગુણાકાર પરિબળ કરતાં વધી જાય અને રેક્ટિફાયરની કામગીરીને અર્થહીન બનાવે છે. આવી તમામ યોજનાઓમાં આ ગેરલાભ સહજ છે.

ઘણીવાર આવા વોલ્ટેજ મલ્ટિપ્લાયર્સ સારા ઇન્સ્યુલેશનમાં એક મોડ્યુલ તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે. સમાન ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, ઉદાહરણ તરીકે, મોનિટર તરીકે કેથોડ રે ટ્યુબ સાથે ટેલિવિઝન અથવા ઓસિલોસ્કોપ્સમાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ બનાવવા માટે. ચોક્સનો ઉપયોગ કરીને બમણી કરવાની યોજનાઓ પણ જાણીતી છે, પરંતુ તેમને વિતરણ પ્રાપ્ત થયું નથી - વિન્ડિંગ ભાગોનું ઉત્પાદન કરવું મુશ્કેલ છે અને ઓપરેશનમાં ખૂબ વિશ્વસનીય નથી.

ત્યાં ઘણા બધા રેક્ટિફાયર સર્કિટ છે. આ નોડના વિશાળ અવકાશને જોતાં, સર્કિટની પસંદગી અને તત્વોની ગણતરી સભાનપણે સંપર્ક કરવો મહત્વપૂર્ણ છે. ફક્ત આ કિસ્સામાં લાંબી અને વિશ્વસનીય કામગીરીની ખાતરી આપવામાં આવે છે.

સમાન લેખો: