ডায়োড সংশোধন: অর্ধ-তরঙ্গ, পূর্ণ-তরঙ্গ, পিআইভি

ডায়োড সংশোধন: অর্ধ-তরঙ্গ, পূর্ণ-তরঙ্গ, পিআইভি

ইলেক্ট্রনিক্সে, সংশোধন একটি প্রক্রিয়া যেখানে একটি সংশোধনকারী ডায়োড একটি বিকল্প পূর্ণ চক্র এসি ইনপুট সংকেতটিকে অর্ধ চক্রের ডিসি আউটপুট সংকেতে রূপান্তর করে।

একটি একক ডায়োড অর্ধ তরঙ্গ সংশোধন উত্পাদন করে এবং 4 টি ডায়োডের নেটওয়ার্ক একটি সম্পূর্ণ তরঙ্গ সংশোধন করে

এই পোস্টে আমরা সাইন ওয়েভ এবং স্কোয়ার ওয়েভের মতো সময়-পরিবর্তিত ফাংশনগুলির মাধ্যমে অর্ধ তরঙ্গ এবং পূর্ণ তরঙ্গ ডায়োড সংশোধন প্রক্রিয়া এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য উভয় বিশ্লেষণ করব। অর্থ, ভোল্টেজ এবং স্রোতের মাধ্যমে যা সময়ের সাথে তাদের বিশালতা এবং মেরুচক্রতা পরিবর্তন করে।



গণনার ক্ষেত্রে জটিলতা কমাতে, আমরা সিলিকন ডায়োড বা জার্মানিিয়াম কিনা তা উপেক্ষা করে ডায়োডকে একটি আদর্শ ডায়োড হিসাবে বিবেচনা করব। আমরা ডায়োডকে মানক সংশোধন ক্ষমতা সহ একটি স্ট্যান্ডার্ড রেকটিফায়ার ডায়োড হিসাবে বিবেচনা করব।

অর্ধ-তরঙ্গ সংশোধন

ডায়োডে প্রয়োগ করা সময়-বিবিধ সংকেত দেখানো সহজ চিত্রটি নীচের চিত্রটিতে দেখানো হয়েছে:

এখানে আমরা একটি এসি তরঙ্গরূপ দেখতে পাচ্ছি, যেখানে পিরিয়ড টি তরঙ্গরূপের একটি সম্পূর্ণ চক্রকে চিহ্নিত করে, যা গড় মান বা অংশগুলির বীজগণিত যোগ বা কেন্দ্রীয় অক্ষের উপরে এবং নীচের অংশে থাকে is

এই জাতীয় সার্কিট যেখানে একক রেকটিফায়ার ডায়োড সময়-পরিবর্তিত সাইনোসয়েডাল এসি সিগন্যাল ইনপুট দিয়ে প্রয়োগ করা হয় ডিসি আউটপুট তৈরির জন্য ইনপুটটির অর্ধেক মূল্য থাকে অর্ধ তরঙ্গ সংশোধক বলা হয় । এই সার্কিটের ডায়োডকে সংশোধনকারী হিসাবে উল্লেখ করা হয়।

এসি তরঙ্গরূপের টি = 0 → টি / 2 এর মধ্যে সময়কালে, ভোল্টেজ vi এর পোলারিটি নীচের চিত্রটিতে চিত্রিত হিসাবে দিকটিতে একটি 'চাপ' তৈরি করে। এটি ডায়োডটিকে স্যুইচ করতে দেয় এবং ডায়োড প্রতীকের ঠিক উপরে উল্লিখিত পোলারিটির সাথে আচরণ করতে দেয়।

ডায়োড কন্ডাকশন অঞ্চল (0 → টি / 2)।

যেহেতু ডায়োডটি পুরোপুরি পরিচালনা করছে, ডায়োডকে একটি শর্ট সার্কিটের সাথে প্রতিস্থাপন করলে উপরের ডান দিকের চিত্রটিতে প্রদর্শিত আউটপুট তৈরি হবে।

সন্দেহ নেই, উত্পন্ন আউটপুটটি ওয়েভফর্মের কেন্দ্রীয় অক্ষের উপরে প্রয়োগ করা ইনপুট সিগন্যালের একটি সঠিক প্রতিরূপ হিসাবে উপস্থিত বলে মনে হয়।

T / 2 → T পিরিয়ড চলাকালীন ইনপুট সিগন্যাল vi এর মেরুটি নেতিবাচক হয়ে ওঠে, যার ফলে ডায়োড বন্ধ হয়ে যায়, ফলে ডায়োড টার্মিনালগুলি জুড়ে একটি ওপেন সার্কিট সমতুল্য হয়। এ কারণে চার্জটি টি / 2 → টি সময়কালে ডায়োড পাথের ওপারে প্রবাহিত করতে অক্ষম, যার ফলে ভোও হতে পারে:

vo = iR = 0R = 0 V (ওহমের আইন ব্যবহার করে)। প্রতিক্রিয়াটি নিম্নলিখিত চিত্রটিতে দৃশ্যমান করা যেতে পারে:

এই চিত্রটিতে আমরা দেখতে পাই যে ডায়োড থেকে ডিসি আউটপুট Vo অক্ষের উপরে একটি নেট গড় ধনাত্মক অঞ্চল তৈরি করে, ইনপুট পূর্ণ চক্রের জন্য, যা সূত্র দ্বারা নির্ধারণ করা যেতে পারে:

ভিডিসি = 0.318 ভিএম (অর্ধ-তরঙ্গ)

ডায়োড অর্ধ-তরঙ্গ সংশোধন প্রক্রিয়া চলাকালীন ইনপুট vi এবং আউটপুট ভিও ভোল্টেজগুলি নিম্নলিখিত চিত্রটিতে উপস্থাপন করা হয়েছে:

উপরের চিত্র এবং ব্যাখ্যা থেকে আমরা অর্ধ-তরঙ্গ সংশোধন একটি প্রক্রিয়া হিসাবে সংজ্ঞায়িত করতে পারি যেখানে ইনপুট চক্রের অর্ধেক অংশ ডায়োড দ্বারা তার আউটপুটটিতে নির্মূল হয়।

একটি সিলিকন ডায়োড ব্যবহার করে

যখন সিলিকন ডায়োডটি রেক্টিফায়ার ডায়োড হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যেহেতু এটিতে ভিটি = 0.7 ভি এর একটি ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ বৈশিষ্ট্য রয়েছে, এটি নীচের চিত্রের মতো দেখায় যেমন একটি ফরোয়ার্ড বায়াস অঞ্চল তৈরি করে:

ভিটি = 0.7 ভি এর অর্থ হ'ল ডায়োড সফলভাবে চালু হয়েছে তা নিশ্চিত করতে এখন ইনপুট সিগন্যালটি কমপক্ষে 0.7 ভি হতে হবে। ইনপুট ভিটি 0.7 ভি এর কম হলে ডায়োডটি স্যুইচ করতে ব্যর্থ হয় এবং ডায়োডটি তার ওপেন সার্কিট মোডে অবিরত থাকবে Vo = 0 V এর সাথে with

ডায়োড সংশোধন প্রক্রিয়া চলাকালীন, এটি একটি ডিসি আউটপুট উত্পন্ন করে যা ভোল্টেজ পার্থক্যের জন্য একটি স্থির ভোল্টেজ স্তর বহন করে vo - vi, উপরের আলোচিত 0.7 ভি ড্রপের সমান। আমরা নিম্নলিখিত সূত্রের সাহায্যে এই স্থির স্তরটি প্রকাশ করতে পারি:

vo = vi - VT

এটি অক্ষের উপরে গড় আউটপুট ভোল্টেজের হ্রাস তৈরি করে, ডায়োড থেকে রেকটিফাইড আউটপুটটির সামান্য নেট হ্রাস ঘটায়।

উপরের চিত্রটি উল্লেখ করে, আমরা যদি ভিএম (পিক সিগন্যাল স্তর) ভিটির তুলনায় পর্যাপ্ত উচ্চ হিসাবে বিবেচনা করি যেমন ভিএম >> ভিটি, আমরা নীচের সূত্রটি ব্যবহার করে ডায়োড থেকে গড় ডিসি আউটপুট মানটি বেশ নির্ভুলভাবে মূল্যায়ন করতে পারি।

ভিডিসি ≅ 0.318 (ভিএম - ভিটি)

আরও স্পষ্টভাবে, যদি ইনপুট এসি শিখরটি ডায়োডের ভিটি (ফরোয়ার্ড ড্রপ) এর চেয়ে পর্যাপ্ত পরিমাণে বেশি থাকে, তবে আমরা ডায়োড থেকে সংশোধিত ডিসি আউটপুট অনুমান করার জন্য কেবল পূর্ব সূত্রটি ব্যবহার করতে পারি:

ভিডিসি = 0.318 ভিএম

হাফ ব্রিজ রেকটিফায়ারের জন্য সমাধান হওয়া উদাহরণ

সমস্যা:

আউটপুট ভিওকে মূল্যায়ন করুন এবং নীচে দেখানো সার্কিট ডিজাইনের জন্য আউটপুটটির ডিসি প্রবণতা সন্ধান করুন:

সমাধান: উপরের সার্কিট নেটওয়ার্কের জন্য, ইনপুট সিগন্যালের নেতিবাচক অংশের জন্য ডায়োড চালু হবে এবং নীচের স্কেচটিতে উল্লিখিত হিসাবে ভো হবে।

ইনপুট এসি চক্রের পুরো সময়ের জন্য, ডিসি আউটপুটটি হবে:

ভিডিসি = 0.318Vm = - 0.318 (20 ভি) = - 6.36 ভি

Negativeণাত্মক চিহ্নটি আউটপুট ডিসির মেরুতা নির্দেশ করে যা সমস্যার অধীনে ডায়াগ্রামে প্রদত্ত চিহ্নের বিপরীত।

সমস্যা # 2: ডায়োডকে সিলিকন ডায়োড হিসাবে বিবেচনা করে উপরের সমস্যাটি সমাধান করুন।

সিলিকন ডায়োডের ক্ষেত্রে আউটপুট তরঙ্গরূপটি দেখতে এই রকম হবে:

এবং আউটপুট ডিসি নিচে বর্ণিত হিসাবে গণনা করা যেতে পারে:

ভিডিসি ≅ - 0.318 (ভিএম - 0.7 ভি) = - 0.318 (19.3 ভ) ≅ - 6.14 ভি

0.7 ভি ফ্যাক্টরের কারণে আউটপুট ডিসি ভোল্টেজের ড্রপ প্রায় 0.22 ভি বা প্রায় 3.5% এর কাছাকাছি

পূর্ণ তরঙ্গ সংশোধন

যখন কোনও এসি সাইনোসয়েডাল সিগন্যাল সংশোধন করার জন্য ইনপুট হিসাবে ব্যবহৃত হয়, তখন ডিসি আউটপুট পুরো-তরঙ্গ সংশোধন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে 100% পর্যায়ে উন্নত করা যায়।

এটি অর্জনের জন্য সর্বাধিক পরিচিত এবং সহজ প্রক্রিয়াটি হল 4-ডায়োড নিয়োগ করা emplo সেতু সংশোধনকারী নেটওয়ার্ক নীচে প্রদর্শিত হিসাবে।

4 ডায়োড ব্যবহার করে সম্পূর্ণ ব্রিজ রেকটিফায়ার নেটওয়ার্ক

যখন ধনাত্মক ইনপুট চক্রটি টি = 0 থেকে টি / 2 সময়কালে অগ্রসর হয় তখন ডায়োড জুড়ে ইনপুট এসি সংকেতের মেরুতা এবং ডায়োড থেকে আউটপুট নীচে প্রতিনিধিত্ব করে:

এখানে আমরা দেখতে পাচ্ছি যে সেতুর মধ্যে ডায়োড নেটওয়ার্কের বিশেষ ব্যবস্থার কারণে যখন ডি 2, ডি 3 পরিচালনা করে তখন বিপরীত ডায়োডগুলি ডি 1, ডি 4 বিপরীত হয়ে থাকে এবং সুইচ অফ অবস্থায় থাকে।

ডি 2, ডি 3 এর মাধ্যমে এই সংশোধন প্রক্রিয়া থেকে উত্পন্ন নেট আউটপুট ডিসি উপরের চিত্রটিতে দেখা যাবে। যেহেতু আমরা ডায়োডগুলি আদর্শ বলে কল্পনা করেছি, আউটপুটটি vo = vin।

এখন, একইভাবে ইনপুট সিগন্যাল ডায়োডস ডি 1, ডি 4 কন্ডাক্ট এবং ডায়োডস ডি 2, ডি 3 এর নেতিবাচক অর্ধচক্রের জন্য নীচে চিত্রিত হিসাবে একটি অফ স্টেটে যান:

আমরা পরিষ্কারভাবে দেখতে পারি যে ব্রিজ রেকটিফায়ার থেকে আউটপুট কেন্দ্রীয় অক্ষের উপরে দুটি ডিসি অর্ধ চক্রের ইনপুট এসির ধনাত্মক এবং নেতিবাচক অর্ধচক্র উভয়কে রূপান্তরিত করে।

অক্ষের উপরে এই অঞ্চলটি এখন অর্ধ তরঙ্গ সংশোধনের জন্য প্রাপ্ত অঞ্চলের চেয়ে দ্বিগুণ বেশি, নিম্নলিখিত সূত্রটি ব্যবহার করে গণনা করা হিসাবে আউটপুট ডিসিও দ্বিগুণ হয়ে যাবে:

Vdc = 2 (0.318Vm)

বা

ভিডিসি = 0.636Vm (পূর্ণ-তরঙ্গ)

উপরের চিত্রটিতে যেমন চিত্রিত হয়েছে, আদর্শ ডায়োডের পরিবর্তে যদি সিলিকন ডায়োড ব্যবহার করা হয় তবে চালনা রেখার উপরে কির্ফফের ভোল্টেজ আইন প্রয়োগ করলে আমাদের নিম্নলিখিত ফলাফলটি পেতে পারি:

vi - VT - vo - VT = 0, এবং vo = vi - 2VT,

অতএব, আউটপুট ভোল্টেজ পিক ভিও হবে:

ভোম্যাক্স = ভিএম - 2 ভিটি

ভি >> 2 ভিটি এমন পরিস্থিতিতে, আমরা যুক্তিসঙ্গতভাবে উচ্চতর ডিগ্রি যথাযথতার সাথে গড় মান পেতে আমাদের পূর্বের সমীকরণটি ব্যবহার করতে পারি:

ভিডিসি ≅ - 0.636 (ভিএম - 2 ভিটি),

তবুও, আমাদের কাছে ভিএম 2VT এর তুলনায় উল্লেখযোগ্য পরিমাণে বেশি থাকলে 2VT কেবল উপেক্ষা করা যায়, এবং সমীকরণটি এই হিসাবে সমাধান করা যেতে পারে:

ভিডিসি ≅ - 0.636 (ভিএম)

পিআইভি (পিক ইনভার্স ভোল্টেজ)

পিক ইনভার্স ভোল্টেজ বা (পিআইভি) রেটিং যা কখনও কখনও ডায়োডের পিক রিভার্স ভোল্টেজ (পিআরভি) রেটিংও বলা হয় যা রেকটিফায়ার সার্কিটগুলি ডিজাইনের সময় গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি হয়ে যায়।

এটি মূলত ডায়োডের একটি বিপরীত-পক্ষপাত ভোল্টেজ পরিসীমা যা অতিক্রম করা উচিত নয়, অন্যথায় ডায়োডটি জেনার হিমস্রোত অঞ্চল নামক অঞ্চলে স্থানান্তরিত হয়ে ভেঙে যেতে পারে।

যদি আমরা নীচের মত দেখিয়েছি কিফহফের ভোল্টেজ আইনটিকে অর্ধ তরঙ্গ রেকটিফায়ার সার্কিটে প্রয়োগ করি তবে এটি কেবল ব্যাখ্যা করে যে ডায়োডের পিআইভি রেটিংটি সংশোধনকারী ইনপুটটির জন্য ব্যবহৃত সরবরাহ ইনপুটের শীর্ষ মানের চেয়ে বেশি হওয়া উচিত।

একটি সম্পূর্ণ ব্রিজ সংশোধক জন্য, পিআইভি রেটিং গণনা অর্ধ তরঙ্গ সংশোধক হিসাবে একই, এটি হল:

পিআইভি ≥ ভিএম, যেহেতু ভিএম হ'ল মোট ভোল্টেজ যা সংযুক্ত লোডটিতে প্রয়োগ করা হয় যা নিম্নলিখিত চিত্রটিতে বর্ণিত হয়েছে।

ফুল ব্রিজ রেকটিফায়ার নেটওয়ার্কের জন্য সমাধান সমাধান

নিম্নলিখিত ডায়োড নেটওয়ার্কের জন্য আউটপুট তরঙ্গরূপটি নির্ধারণ করুন, এবং আউটপুট ডিসি স্তর এবং নেটওয়ার্কের প্রতিটি ডায়োডের জন্য নিরাপদ পিআইভি গণনা করুন।

সমাধান: ধনাত্মক অর্ধচক্রের জন্য, সার্কিটটি নিম্নলিখিত চিত্রটিতে বর্ণিত হিসাবে আচরণ করবে:

আরও ভাল বোঝার জন্য আমরা নিম্নলিখিত পদ্ধতিতে এটি পুনরায় আঁকতে পারি:

এখানে, vo = 1 / 2vi = 1 / 2Vi (সর্বাধিক) = 1/2 (10 ভি) = 5 ভি

নেতিবাচক অর্ধচক্রের জন্য, ডায়োডের পরিবাহনের ভূমিকাটি আদান-প্রদান করা যেতে পারে, যা নীচে প্রদর্শিত হিসাবে একটি আউটপুট ভিও উত্পাদন করবে:

সেতুতে দুটি ডায়োডের অনুপস্থিতির ফলে ডিসি আউটপুট একটি মাত্রার সাথে হ্রাস ঘটে:

ভিডিসি = 0.636 (5 ভি) = 3.18 ভি

এটি বেশ একই যে আমরা একই ইনপুট দিয়ে অর্ধ সেতুর সংশোধনকারী থেকে পেয়েছি।

পিআইভি হ'ল আর-এর জুড়ে উত্পন্ন সর্বোচ্চ ভোল্টেজের সমান, যা 5 ভি, বা অর্ধেক তরঙ্গের জন্য প্রয়োজনীয় অর্ধেক একই ইনপুট দিয়ে সংশোধন করা হয়।




পূর্ববর্তী: দ্বি নির্দেশমূলক স্যুইচ পরবর্তী: স্কটকি ডায়োডস - কার্যকরী, বৈশিষ্ট্য, প্রয়োগ