Redresör Devre Şeması

Redresör Nedir? Redresör Çalışma Prensibi

 Redresör Nedir ? (Rectifier Nedir?-Doğrultucu Nedir?)

Redresör veya Doğrultucu tanım olarak; kabaca AC işareti DC işarete dönüştüren cihazlar için kullanılır. Redresörler kullanım yerleri, çoğunlukla kullanılan akü şarj işlemlerinin yanı sıra endüstriyel uygulamalarda da kullanılır. Kaplama işlemleri, elektroliz işlemleri, DC aydınlatma üniteleri , kaynak makineleri, DC motor besleme, Telekom sektörlerinde kullanılır.

Akü şarj Redresörü Nasıl Çalışır? Redresör Çalışma Prensibi Nasıldır?

Rectifier olarak da bilinen Redresör, izole bir trafo yardımıyla ile AC işaretin,  istenilen DC işaretin seviyesine düşürülmesi ve ardından diyotlar veya trsitörler ile doğrultulması şeklinde çalışır.  Redresör örnek devre şeması aşağıda verilmiştir.

Akü Şarj Redresörü Kontrol tipleri nelerdir?

Varyak kontrollü, tristör kontrollü, mosfet kontrollü (SMPS tip) veya kontrolsüz olarak sadece diyotla doğrultmalı tipleri vardır.

Varyak Kontrollü Akü Şarj Redresörü Çalışma Prensibi

Bazı uygulamalarda Varyak kontrollü redresörler kullanılmasına rağmen, ağır, büyük boyutlu ve hantal olması nedeniyle nadiren tercih edilirler.

Tristör Kontrollü Redresör Çalışma Prensibi

Tristör kontrollü redresörler, trafo yoluyla düşürülen gerilimlerin tristörlerin kontrol kartıyla uygun açıyla tetiklenmesi suretiyle istenilen çıkış gerilimi ayarlanır. Bu tip redresörler şebeke gerilim değişimi veya yük değişimine rağmen çıkış geriliminde değişim olmaz. Redresör kaynak makinesi de aynı mantıkla çalışmaktadır. Kullanım yerine göre çıkışına konulan L-C filtreler yardımıyla DC işareti kalitesi artırılır. Tristörlü redresörler hakkında daha detaylı bilgiler için tıklayınız. 

Diyotlu Redresör Çalışma Prensibi

Trafo yoluyla düşürülen AC gerilimlerin diyotlar yoluyla DC çevirilmesi mantığı ile çalışır. Kontrolsüz olduğundan, şebeke gerilim değişiminden veya yük değişiminden çıkış gerilimi değişir.

Redresör blok şeması

SMPS Tip Redresör Çalışma Prensibi

SMPS Tip redresörler, diyotlar yardımıyla DC ye dönüştürülen işaretin, ferrit izole trafolar, mosfetler ve kontrol kartları yardımıyla istenilen DC seviyeye dönüştürülmesi mantığı ile çalışır.

Akü şarj etmeye yarayan ve DC güç sağlayan cihazlara denir.
Sabit Voltaj ve Sabit Akım prensibine göre çalışan modelleri özellikle tercih edilmelidir.
Gelişmiş bir Redresör Cihazı ile çıkış gerilimi, çıkış akımı, hızlı şarj gerilimi, hızlı şarj zamanı ayarlanabilmelidir.
Aşırı ısı, kısa devre ve aşırı gerilim korumalarının olması Redresör güvenliği açısından önemlidir. Bu yüzden de mikroişlemci kontrollü redresörler tercih edilmelidir..
Trifaze giriş ve Monofaze Girişli olmak üzere;

12 VDC Redresör
24 VDC Redresör
48 VDC Redresör
110 VDC Redresör
220 VDC Redresör
çıkışlı Redresör modelleri üretilebilmektedir.

Redresörlerin standart çıkış kapasiteleri 10, 25, 50, 100 ve 200 amperdir.

Redresörler, bilgisayarlar içindeki güç kaynaklarından, jeneratörlere kadar pek çok alanda kullanılmaktadır.

Redresörler; yaygın olarak enerji yedeklemesi, güvenlik ve acil aydınlatma sistemlerinde kullanılır. Özellikle şalt tesisi, boru hatları, katodik koruma ve trafo merkezleri gibi kritik uygulamaları vazgeçilmezdir. Buralarda aküler ile birlikte kullanılır. İhtiyaç ve uygulamalara bağlı olarak çok daha farklı çıkış gerilimlerinin uygulandığı alanlar da mevcuttur, örneğin forklift veya temizlik makineleri gibi. Uygulama ve ihtiyaca bağlı olarak farklı teknolojiler ve fonksiyonlar ile çeşitlendirilmiş olup, akü şarj cihazı, akü şarj redresörü, charger, battery charger, rectifier, dc güç kaynağı ve doğrultucu olarak da tanımlanabilir.

Invertörler ile birlikte invertör & redresör olarak da yaygın uygulama alanları mevcuttur.

Redresör Nasıl Çalışır?

Redresör Nasıl Çalışır? Noktasında redresörün diyot aracılığıyla alternatif akımı yani AC’yi doğru akıma çevirme şeklinde çalıştığını belirtmek gerekir. Diyota uygulanan AC akım ya da gerilim ile birlikte pozitif yarı saykıl da diyor akımı geçirmektedir. Ancak gerilim yönünde bir değişiklik olduğunda negatif yarı saykıl da bulunurken diyot da geri yönlü olmakta ve akımın engellenmesini sağlamaktadır. Bu açıdan yalnızca pozitif bir akım geçişi bulunurken akım doğrultmuş olmakta ve DC akım sağlanabilmektedir. Bu devrenin ne şekilde çalıştığını daha iyi anlayabilmek için öncelikli olarak yarım ve tam dalga doğrultucuları ile redresör bağlantı şeması hakkında bilgi edinmek gerekmektedir.

Yarım Dalga Doğrultucu

Yarım Dalga Doğrultucu bütün elektronik cihazların çalışabilmesi adına DC güç kaynağına ihtiyaç duymaktadır. Bu gerilimi sağlamanın en kolay ve ekonomik açıdan en az zorlayıcı yolu şehir şebekesinde yer alan AC gerilimi, DC gerilimine çevirmek olarak bilinmektedir. Redresör ile yani doğrultucu ile bu işlemlerin kolaylıkla gerçekleştirilebilmesi sağlanmaktadır. Doğrultucu ya da DC güç kaynağı, kolaydan karmaşığa yönelik farklı yöntemler aracılığıyla oluşturulabilmektedir.

Redresör nedir ne işe yarar denildiğinde öncelikle tüm elektronik aletlerin, bu radyo, televizyon, teyp gibi pek çok farklı türdeki alet olabilir, düzgün çalışmak için DC enerjiye ihtiyaç duyması söz konusu olmaktadır. Bu DC enerji ise pratik biçimde pil ya da akülerden sağlanabilmektedir. Bu şekilde sağlanan bir enerjinin ise oldukça pahalı olması söz konusudur. DC enerji sağlamanın başka alternatif yolu ise şehir şebekesinden alınan AC gerilimini kullanmaktır. Bu AC gerilimin DC gerilime dönüştürülmesi gerekmektedir. Dönüştürmenin gerçekleştirilmesi için DC güç kaynaklarından faydalanılmaktadır. Sistem girişine girilen AC gerilim, transformatör, doğrultucu devresi, filtre devresi, regülatör devresi ile sistem çıkışına yönelik doğrultulmakta ve DC gerilim olarak geri alınmaktadır. Bu daha detaylı olarak şöyle aktarılabilmektedir:

• Sistem girişine gelen AC gerilim (genel olarak şehir şebeke gerilimi) ilk olarak transformatör aracılığıyla talep edilen gerilim değerine çevrilmektedir.
• Transformatör, burada çevirme işlemini sağlayarak kullanıcıyı şehir şebekesinden yalıtma işlemini gerçekleştirmektedir. Transformatör aracılığıyla talep edilen değere getirilen AC gerilim, doğrultucu devreleri yardımıyla doğrultulmaktadır.
• Doğrultma uygulaması için yarım ve tam dalga redresör devreleri kullanılmaktadır.
• Çevrilen gerilim ideal DC gerilim haline henüz gelmemiştir ve az düzeyde de olsa AC bileşenlere sahiptir.
• Filtre devrelerinde tam olarak DC gerilim sağlayabilmek için AC bileşenleri daha da minimum indirmek gerekmektedir.
• İdeal bir DC gerilime ulaşmak için tercih edilen son aşama ise regülatör düzenekleri olmaktadır.

Bu noktada redresör nedir ne işe yarar sorusunu en iyi şekilde anlayabilmek için yarım dalga doğrultucuyu detaylandırmak gerekmektedir. Şehir şebekesinden getirilen ve bir transformatör ile talep edilen seviyeye değerin getirilmesi sağlanan AC gerilim, DC gerilim haline getirebilmek için en kolay yöntem yarım dalga doğrultucu kullanmak olarak bilinmektedir. Standart bir yardım dalga doğrultucu şehir şebekesinden alınan yüksek değerdeki AC gerilimi minimum düzeydeki değere indirebilmektedir. Yarım dalga doğrultucu gibi bir de tam dalga doğrultucu bulunmaktadır. Redresör nedir ne işe yarar sorusunu daha kapsamlı değerlendirebilmek için tam dalga doğrultucu hakkında da bilgi sahibi olmak önem kazanmaktadır.

Doğrultucu Filtreleri

Doğrultucu Filtreleri değerlendirmesi yapıldığından yarım dalga ile tam dalga doğrultucu devreleri çıkışlarından elde edilen doğrultucu sinyalin ideal bir DC sinyalinden son derece uzak olduğunu belirtmek gerekmektedir. Doğrultucu devrelerin çıkışında elde edilen sinyalin darbeli olması söz konusudur ve bununla beraber pek çok AC bileşen içermektedir. Şehir şebekesinden alından doğrultucu sinyal farklı türde filtre devreleri yardımıyla ideal bir DC gerilim şekline getirilebilmektedir.

Filtreleme seçeneklerine bakıldığında bunlar içerisinde en ideal olan filtreleme elemanlarının kondansatör ile bobin olduğu görülmektedir.

DC güç kaynağı tasarım ile yapımında ortalama olarak 50 Hz frekansı bulunan şehir şebeke gerilimi tercih edilmektedir. Bu gerilimin tam dalga doğrultucu devreleri aracılığıyla doğrultulması işlemi söz konusu olmaktadır. Doğrultucu çıkışından elde edilen gerilim ideal DC gerilimi olmamaktadır. Birtakım farklı darbeler içermesi söz konusudur. Bununla beraber 100 Hz frekansı bulunmaktadır. Doğrultucu çıkışından elde edilen gerilim, son derece büyük bir dalgalanmayı içermektedir. Bu noktada tam DC geriliminden uzak olması söz konusudur. Filtre çıkışında da dalgalanma oranı büyük ölçüde minimuma indirilmiştir. Sağlanan işaretin DC gerilime yakın olması söz konusudur. Filtre çıkışında minimum da olsa belli dalgalanmalar bulunmaktadır. Bunlara rıpıl da denmektedir. Kaliteli doğrultucu devresinde bu faktörün en az değere getirilmesi büyük önem taşımaktadır.

Kondansatör ile Doğrultulan Gerilimin Düzeltilmesi

Kondansatör ile Doğrultulan Gerilimin Düzeltilmesi içinde bulunan enerjiyi yüke boşaltmak yöntemiyle doğrultucu devreler için tercih edilebilmektedir. Gerilimin artması durumunda yüklerin depolanmasını sağlayan kondansatör gerilimin düşmesi ile birlikte depolamakta olduğu elektrik yükünü, yüke yönlendirmeye başlamaktadır. Bu aşamadan başlayarak AC geriliminde bir azalma söz konusu olurken kondansatörün ise bir kaynak gibi davranmaya başlaması ve içinde bulunan yükü önünde yer alan empedans değerine bağlı boşaltması söz konusu olmaktadır.

Redresör Çeşitleri Nelerdir?

Redresör Çeşitleri Nelerdir? noktasında pek çok farklı çeşitten bahsetmek mümkündür. Birçok kolaylık sağlayan redresörlerin çeşitlerini de kullanış türlerine bağlı olarak değerlendirmek söz konusu olabilmektedir. Birbirinden farklı 4 türde redresör bulunmaktadır. Bunlar genel itibariyle şu şekilde sıralanabilmektedir:

• Kuru redresör
• Elektron tüplü (lambalar) redresör
• Cıva buharlı redresör
• Elektrolitik (sıvılı) redresör

Kuru Redresör

Kuru Redresör son derece basit bir yapıya sahip olmasının yanı sıra oldukça güçlü ve ekonomik bir redresör çeşididir. Bu nedenle de en sık tercih edilenlerden bir tanesidir. Kuru redresör yapısında bulunan iletkenliği güçlü olan bir iletken ve ona teması bulunan ve iletkenliği az olan başka bir iletken bulunmaktadır. Pratikte iletkenliği güçlü olan bakır ile iletkenliği az olan bakır oksitin kullanımı söz konusudur. Demir nikel yani iletkenliği iyi olan ile selen yani iletkenliği az olan tür kullanılabilmektedir. Günümüzde başka redresör türleri çok sık tercih edilmemektedir.

Redresör Tercihi Nasıl Yapılır?

Redresör Tercihi Nasıl Yapılır? Noktasında sabit voltaj ile sabit akım prensibine bağlı olarak çalışan modellerin seçilmesi gerekmektedir. Verimli bir şekilde kullanılmak istenen redresör cihazı ile çıkış gerilimi, çıkışı akımı, hızlı şarj zamanı, hızlı şarj gerilimi gibi faktörler düzenlenebilmektedir. Redresörün güvenliğini sağlayabilmek için fazla ısı oluşması, kısa devre ya da yüksek gerilim korumaları mutlaka bulunmalıdır. Bundan kaynaklı olarak mikroişlemci kontrollü redresör tercih edilmesi oldukça önerilmektedir. Redresör modelleri genel itibariyle şu şekilde sıralanabilmektedir:

• 12 VDC redresör
• 24 VDC redresör
• 48 VDC redresör
• 110 VDC redresör
• 220 VDC redresör

Redresör Kullanım Alanları Nelerdir?

Redresör Kullanım Alanları Nelerdir? noktasında sıklıkla akü şarj işlemleri ve bunun yanında endüstriyel uygulamalarda tercih edilen bir elektrik devresinden bahsetmek gerekmektedir. Bunun haricinde de kullanıldığı bazı alanlardan bahsetmek mümkündür. Bunlar şu şekilde sıralanabilmektedir:

• Boru hatları
• Güvenlik ile acil aydınlatma sistemi DC aydınlatma üniteleri
• DC motor besleme
• Elektroliz ile kaplama
• Akü şarjı
• Kaynak makineleri
• Enerji iletim hatları
• Jeneratör
• Bilgisayardaki güç kaynakları
• Şalt tesisi
• Enerji yedeklemesi
• Telekom sektörleri
• Kaynak makineleri
• DC kıyıcılar ve inverterlerin beslenmesi
• Katodik koruma ve trafo merkezleri

Sayılan bu alanlarda redresör akü ile birlikte kullanıma sahiptir. Uygulama çeşidine ve gereksinime bağlı olarak birçok farklı çıkış gerilimlerinin gerçekleştiği alanlar da bulunmaktadır. Bunlar farklı teknoloji ve fonksiyonlar ile çoğaltılarak çeşitlendirilmiştir. Şu şekilde uygulama alanlarıyla beraber sıralanabilmektedir:

• Akü şarj redresörü
• DC güç kaynağı ve doğrultucu
• Şarj cihazı
• İnvertör

Akü Şarj Redresörü Nedir?

Akü Şarj Redresörü nedir? Noktasında lojik ve analog devreler ile sağlanan bir işlemden bahsetmek gerekir. Elektronik kartlar modüler yapıyla gerçekleştirilecek şekilde bir tasarıma sahiptir. Aletlerdeki güç üniteleri tristör/diyot teknoloji ile çalışmaktadır. Burada aşırı sıcaklık, aşırı akım ya da aşırı gerilim gibi durumlardan korunabilmeyi sağlayacak elektronik devre elemanları yer almaktadır. Darbe akımları ve kısa devre gibi durumlara yönelik bir koruma sistemi bulunmaktadır. DC çıkışında stator yer almaktadır. Cihazların tüm giriş ve çıkışları kutunun içerisinde yer almaktadır. Bunlar uygun ergimeli tip sigorta ile herhangi bir tehlikeli durumdan korunmaktadır.

Akü şarj redresörü ön panelleri içerisinde şebeke gerilimi ile çıkış gerilimini görmeyi sağlayan uyarılar yer almaktadır. Bunlar ışıklı uyarı, aşırı ısı uyarısı ya da aşırı yük uyarısı şeklinde olmaktadır. Çıkış gerilimi ile çıkış akımının görülmesini sağlayabilecek analog göstergeler de eklenerek geliştirme sağlanabilmektedir. Bunun yanında akü şarj durumunu ifade eden dört kademeli grafik gösterge de eklenebilmektedir. Kontrolü gerçekleştiren elemanlardan olan tristörlerin tetiklemesi açıları ile kontrol sistemi veya gerilim değeri sabit otomatik biçimde geri besleme ile gerçekleştirilmektedir.

Redresörler ve redresör trafosu 1 ile 3 fazlı biçimde 300 kVA’ya dek üretimi sağlanabilmektedir. Yükün devrede olması durumunda yük akımıyla beraber akü şarj akımı da gerçekleştirilmektedir. Yüksek deşarj akımlarında kısa periyotlar halinde açma kapama işlemine imkân tanınmaktadır. Redresörlerin üretimi talebe bağlı biçimde muhtelif voltaj ile akım değerlerine bağlı olarak yapılmaktadır.

Transformatörler için kullanılan araç silisli sac ya da elektrolikit bakır iletken olmaktadır. Cihazdaki giriş ile çıkışlar w otomatlar ile korunabilmektedir. Ön kısımda dijital çıkış voltmetre ile ampermetre yer almaktadır. Doğrultucu elemanlar silikon diyotlar olmakta ve tam köprü ile bağlanmaları gerçekleştirilmektedir. Redresördeki voltaj kademeleri aküyü tek tek ya da grup şeklinde şarj edebilmesi gibi bir duruma hazırlıklı olacak halde tasarlanmıştır. Akü şarj redresörü nedir? Ve nasıl gerçekleştirilir? noktasında farklı türlerde talebe bağlı olarak primerden trodial transformatör aracılığıyla kumandalı tipinde üretim gerçekleştirilebilmektedir.

Akü Şarj Redresörü Montajı

Akü Şarj Redresörü montajı yüksek gerilim tesisleri için 24, 48 ya da 110 voltluk gerilimler tercih edilmektedir. Bu gerilim ihtiyacını gerçekleştirebilmek için mantolama işlemi esnasında akümülatörlerin seri bağlanması sağlanmaktadır. Bunun yanında akü şarj kapasiteleri yani akımın yükseltilebilmesi için akülerin paralel bağlanması sağlanmaktadır. Akü şarj redresörü bir panel üstüne mantolaması gerçekleştirilmektedir. Şarj redresörünün kutusunda yer alan soğutma kanal delikleri kapanmayacak bir biçimde montelenmiş olmalıdır. Şarj redresörü devamlı enerjili olacağından ısınma gibi sorunların ortadan kaldırılmasına dikkat edilmesi gerekmektedir. Redresörde enerji yer alıyorken montaj ile bağlantıları gerçekleştirilmemelidir.

Devre şemasını büyük görmek için resime tıklayınız...

Devre şemasının pdf dosyasını indirmek içinburaya tıklayınız...

Aşağıda datasheet dosyasından aldığım prensip şema görülüyor.

12 v. bir akü için en düşük kabul edilebilir gerilim 11.5 volttur. En yüksek şarj olma gerilimi ise 14.5 volttur.

p1 trimpotu ile en düşük gerilim ayarı, p2 ile enyüksek gerilim ayarı yapılabilir.

Yeşil lamba yandığı sürece akü voltajı normaldir ve devre şarj yapmaktadır. Ancak kırmızı led yandığında pnp transistör iletime geçer ve şarj durdurulur. Voltaj düştüğünde tekrar devre otomatik olarak çalışmaya başlar ve aküyü şarj eder.

Aşağıda bu devre ile beraber kullanabileceğiniz redresör devresi mevcut.

Redresör devresini büyük görmek için resime tıklayınız...

1N5410'un karşılıkları ve resmi:

BYW88, BYX78, 1N4507