ឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពាន diode គឺជាសៀគ្វីដែលផ្លាស់ប្តូរ AC ទៅជា DC ដោយប្រើ diodes ចំនួនបួនដែលរៀបចំនៅក្នុងស្ពាន។ វាដំណើរការក្នុងអំឡុងពេលទាំងវដ្តវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន ដែលធ្វើឱ្យវាមានប្រសិទ្ធភាពជាងប្រភេទពាក់កណ្តាលរលក។ អត្ថបទនេះពន្យល់ពីមុខងាររបស់វា វ៉ុលទិន្នផល ការជ្រើសរើស ប្រសិទ្ធភាព ការប្រើប្រាស់ transformer ការគ្រប់គ្រង ripple និងកម្មវិធីលម្អិត។
គ១. ឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពាន Diode
គ២. មុខងារចម្បងរបស់ Diode Bridge Rectifier
គ៣. វ៉ុលទិន្នផលស្ពាន Diode
CC4. ការជ្រើសរើស និងការវាយតម្លៃស្ពាន Diode
គ៥. ប្រសិទ្ធភាពស្ពាន Diode និងការគ្រប់គ្រងកំដៅ
គ៦. ស្ពាន Diode និងការប្រើប្រាស់ Transformer
គ៧. ស្ពាន Diode Ripple និងរលោង
គ៨. វ៉ារ្យ៉ង់ Diode Bridge និងកម្មវិធី
គ៩. បញ្ហាស្ពាន Diode ការធ្វើតេស្ត និងការដោះស្រាយបញ្ហា
គ១០. កម្មវិធីស្ពាន Diode
គ ១១. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
គ១២. សំណួរដែលគេសួរញឹកញាប់ [FAQ]
ឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពាន Diode
ឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពាន diode គឺជាសៀគ្វីដែលផ្លាស់ប្តូរចរន្តឆ្លង (AC) ទៅជាចរន្តផ្ទាល់ (DC) ។ វាប្រើ diodes ចំនួនបួនដែលរៀបចំក្នុងរូបរាងពិសេសហៅថាស្ពាន។ គោលបំណងនៃការរៀបចំនេះគឺដើម្បីធ្វើឱ្យប្រាកដថាចរន្តអគ្គិសនីតែងតែផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅមួយតាមរយៈបន្ទុក។
នៅក្នុង AC ចរន្តផ្លាស់ប្តូរទិសដៅជាច្រើនដងក្នុងមួយវិនាទី។ ស្ពាន rectifier ដំណើរការក្នុងអំឡុងពេលទាំងផ្នែកវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាននៃវដ្តនេះ។ នេះធ្វើឱ្យវាមានប្រសិទ្ធភាពជាង half-wave rectifier ដែលដំណើរការតែក្នុងអំឡុងពេលពាក់កណ្តាលនៃវដ្តប៉ុណ្ណោះ។ លទ្ធផលគឺលំហូរថេរនៃ DC ដែលឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចអាចប្រើបាន។
មុខងារចម្បងរបស់ Diode Bridge Rectifier
ក្នុងអំឡុងពេលពាក់កណ្តាលវដ្តវិជ្ជមាននៃការបញ្ចូល AC diodes ពីរធ្វើ និងអនុញ្ញាតឱ្យចរន្តហូរឆ្លងកាត់បន្ទុក។ នៅពេលដែលការបញ្ចូលប្តូរទៅពាក់កណ្តាលវដ្តអវិជ្ជមាន diodes ពីរផ្សេងទៀតបើក និងណែនាំចរន្តក្នុងទិសដៅដូចគ្នាតាមរយៈការផ្ទុក។ ការចរន្តជំនួសនេះធានាថាបន្ទុកតែងតែទទួលបានចរន្តដែលហូរក្នុងទិសដៅតែមួយ ដែលបណ្តាលឱ្យមានទិន្នផល DC ដែលមានជីពចរ។ នៅពេលដែល capacitor ឬតម្រងត្រូវបានបន្ថែមទៅក្នុងសៀគ្វី DC ជីពចរត្រូវបានរលោង បង្កើតវ៉ុល DC ដែលមានស្ថេរភាព និងបន្ត។
វ៉ុលទិន្នផលស្ពាន Diode
ទិន្នផល DC ជាមធ្យម
វ៉ុលទិន្នផល DC ជាមធ្យម តំណាងដោយរូបមន្ត
គឺជាវ៉ុលជាមធ្យមដែលវាស់នៅទូទាំងបន្ទុកបន្ទាប់ពីការកែតម្រូវ។ វាតំណាងឱ្យកម្រិត DC ដែលមានប្រសិទ្ធភាពនៃទិន្នផលជីពចរ និងជួយពិពណ៌នាថាតើចរន្តផ្ទាល់ដែលអាចប្រើបានប៉ុន្មានដែលសៀគ្វីផលិតពីការបញ្ចូលជំនួស។
តម្លៃ RMS
វ៉ុល RMS (Root Mean Square) ត្រូវបានគណនាដោយប្រើរូបមន្ត
RMS គឺជាវិធីសាស្រ្តមួយនៃការកំណត់វ៉ុលថេរសមមូលដែលផ្តល់ថាមពលដូចគ្នាទៅនឹងរលក AC ។ វាផ្តល់នូវការយល់ដឹងប្រាកដនិយមបន្ថែមទៀតអំពីឥទ្ធិពលកំដៅ ឬសមត្ថភាពថាមពលនៃសញ្ញាដែលបានកែតម្រូវ ព្រោះវាឆ្លុះបញ្ចាំងពីថាមពលដែលសញ្ញាអាចផ្តល់ដល់បន្ទុកតាមពេលវេលា។
DC មានប្រសិទ្ធភាពជាមួយ Diode Drops
នៅក្នុងសៀគ្វីជាក់ស្តែង diodes ពិតមិនល្អឥតខ្ចោះទេ ហើយណែនាំការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុង។ ទិន្នផល DC ដែលមានប្រសិទ្ធភាពដោយពិចារណាលើការធ្លាក់ចុះទាំងនេះអាចត្រូវបានបង្ហាញជា
ផ្លូវធ្វើការនីមួយៗនៅក្នុងស្ពានពាក់ព័ន្ធនឹង diodes ពីរ ហើយទាំងពីររួមចំណែកដល់ការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងដែលកាត់បន្ថយទិន្នផល DC ពិតប្រាកដ។
•សម្រាប់ diodes ស៊ីលីកុន Vf ≈ 0.7 V
•សម្រាប់ diodes Schottky, Vf ≈ 0.3 V
នេះកាត់បន្ថយទិន្នផល DC ពិតប្រាកដបើប្រៀបធៀបទៅនឹងករណីល្អ។
ការជ្រើសរើស និងការវាយតម្លៃស្ពាន Diode
កត្តាសម្រាប់ការជ្រើសរើស Diode
• ការវាយតម្លៃចរន្តទៅមុខ (ប្រសិនបើ)៖ ចំណាត់ថ្នាក់ចរន្តបន្តរបស់ diode គួរតែលើសពីចរន្តផ្ទុក DC អតិបរមា។ តែងតែជ្រើសរើសជាមួយនឹងរឹម 25-50% សម្រាប់សុវត្ថិភាព។
• ការវាយតម្លៃចរន្តកើនឡើង (Ifsm): នៅពេលចាប់ផ្តើម ជាពិសេសនៅពេលសាកថ្ម capacitors តម្រងធំ diode ប្រឈមមុខនឹងការកើនឡើង inrush ខ្ពស់ជាងចរន្តថេរជាច្រើនដង។ ការវាយតម្លៃ Ifsm ខ្ពស់ធានាថា diode នឹងមិនបរាជ័យនៅក្រោមជីពចរទាំងនេះ។
• Peak Inverse Voltage (PIV): diode នីមួយៗត្រូវតែទប់ទល់នឹងកំពូល AC អតិបរមានៅពេលបញ្ច្រាសលំអៀង។ ច្បាប់ទូទៅគឺត្រូវជ្រើសរើស PIV យ៉ាងហោចណាស់ 2-3 ដងនៃវ៉ុល AC បញ្ចូល RMS ។
• ការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងទៅមុខ (Vf): Vf ទាបមានន័យថាការបាត់បង់ថាមពល និងកំដៅតិច។ Schottky diodes មាន Vf ទាបណាស់ ប៉ុន្តែជាធម្មតាដែនកំណត់ PIV ទាប ខណៈពេលដែល silicon diodes គឺជាស្តង់ដារសម្រាប់កម្មវិធីតង់ស្យុងខ្ពស់។
Diodes ដែលប្រើជាទូទៅសម្រាប់ឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពាន
| ឌីយ៉ូដ / ម៉ូឌុល | ការវាយតម្លៃបច្ចុប្បន្ន | វ៉ុលកំពូល |
|---|---|---|
| 1N4007 | ១ ក | 1000 រ V |
| 1N5408 | ៣ មួយ | 1000 រ V |
| KBPC3510 | 35 មួយ | 1000 រ V |
| សូតគី (1N5819) | ១ ក | 40 រ V |
ប្រសិទ្ធភាពស្ពាន Diode និងការគ្រប់គ្រងកំដៅ
ប្រភពនៃការខាតបង់
នៅក្នុងស្ពានរលកពេញ ចរន្តហូរឆ្លងកាត់ diodes ពីរក្នុងពេលតែមួយ។ ដំណក់នីមួយៗជាធម្មតា 0.6-0.7 V សម្រាប់ silicon diodes ឬ 0.2-0.4 V សម្រាប់ប្រភេទ Schottky ។ ថាមពលសរុបដែលបាត់បង់ជាកំដៅអាចគណនាបាន៖
ប្រសិនបើកំដៅមិនត្រូវបានគ្រប់គ្រង សីតុណ្ហភាពប្រសព្វកើនឡើង ដែលបង្កើនល្បឿនការពាក់ diode និងអាចនាំឱ្យបរាជ័យមហន្តរាយ។
យុទ្ធសាស្រ្តគ្រប់គ្រងកំដៅ
• ប្រើឧបករណ៍ Vf ទាប៖ Schottky diodes ទាបជាងការបាត់បង់ចរន្តគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ diodes ងើបឡើងវិញលឿនគឺប្រសើរជាងសម្រាប់ឧបករណ៍កែតម្រូវប្រេកង់ខ្ពស់។
• វិធីសាស្រ្តរំសាយកំដៅ៖ ភ្ជាប់ diodes ឬម៉ូឌុលស្ពានទៅឧបករណ៍ផ្ទុកកំដៅ។ ជ្រើសរើសឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពានដែលមានស្រោមដែកដែលមានផ្លូវកំដៅភ្ជាប់មកជាមួយ។ ផ្តល់នូវការចាក់ទង់ដែង PCB គ្រប់គ្រាន់នៅជុំវិញបន្ទះ diode ។
• System-Level Cooling: រចនាសម្រាប់លំហូរខ្យល់ និងខ្យល់ចេញចូលនៅក្នុងឯករភជប់។ ត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការប្រឆាំងនឹងខ្សែកោង derating.
ស្ពាន Diode និងការប្រើប្រាស់ Transformer
ការប្រើប្រាស់ខ្យល់ពេញលេញ
នៅក្នុង rectifier center-tap មានតែពាក់កណ្តាលនៃខ្យល់បន្ទាប់បន្សំប៉ុណ្ណោះដែលធ្វើឡើងក្នុងអំឡុងពេលពាក់កណ្តាលវដ្តនីមួយៗ ទុកឱ្យពាក់កណ្តាលផ្សេងទៀតមិនបានប្រើ។ ផ្ទុយទៅវិញ ស្ពាន diode ប្រើខ្យល់បន្ទាប់បន្សំទាំងមូលក្នុងអំឡុងពេលពាក់កណ្តាលវដ្តទាំងពីរ ដែលធានាបាននូវការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍បំលែងពេញលេញ និងប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។
មិនចាំបាច់ប៉ះកណ្តាលទេ។
អត្ថប្រយោជន៍សំខាន់នៃឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពានគឺថាវាមិនតម្រូវឱ្យមានឧបករណ៍បំលែងកណ្តាលទេ។ នេះសម្រួលដល់ការសាងសង់ឧបករណ៍បំលែង។ កាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ទង់ដែង និងការចំណាយ។ ធ្វើឱ្យ rectifier កាន់តែសមរម្យសម្រាប់ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលតូច។
កត្តាប្រើប្រាស់ឧបករណ៍បំលែង (TUF)
Transformer Utilization Factor (TUF) វាស់ស្ទង់ថាតើការវាយតម្លៃរបស់ឧបករណ៍បំលែងត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពប៉ុណ្ណា៖
| ប្រភេទឧបករណ៍កែតម្រូវ | តម្លៃ TUF |
|---|---|
| Center-Tap រលកពេញ | 0.693 |
| ឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពាន | 0.812 |
ស្ពាន diode ripple និងរលោង
ធម្មជាតិនៃ Ripple
នៅពេលដែល AC ឆ្លងកាត់ bridge rectifier ទាំងពាក់កណ្តាលវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមានត្រូវបានកែតម្រូវ ដែលជាលទ្ធផលនៅក្នុងទិន្នផលបន្ត។ វ៉ុលនៅតែកើនឡើងនិងធ្លាក់ចុះជាមួយនឹងពាក់កណ្តាលវដ្តនីមួយៗ, បង្កើតរលកជាជាងបន្ទាត់ DC រាបស្មើល្អឥតខ្ចោះ. ប្រេកង់ ripple គឺពីរដងនៃប្រេកង់បញ្ចូល AC៖
• មេ 50 Hz → 100 Hz ripple
• មេ 60 Hz → 120 Hz ripple
ការប្រៀបធៀបកត្តា Ripple
| ប្រភេទឧបករណ៍កែតម្រូវ | កត្តា Ripple (γ) | |
|---|---|---|
| ឧបករណ៍កែតម្រូវពាក់កណ្តាលរលក | 1.21 | 1.21 |
| Center-Tap រលកពេញ | 0.482 | |
| ឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពាន | 0.482 |
រលោងជាមួយតម្រង
| ប្រភេទតម្រង | ការពិពណ៌នា | មុខងារ |
|---|---|---|
| តម្រង capacitor | capacitor electrolytic ធំត្រូវបានភ្ជាប់ឆ្លងកាត់បន្ទុក។ | គិតថ្លៃក្នុងអំឡុងពេលកំពូលវ៉ុល និងការឆក់ក្នុងអំឡុងពេលធ្លាក់ចុះ ធ្វើឱ្យរលោងទម្រង់រលកដែលបានកែតម្រូវ។ |
| តម្រង RC ឬ LC | តម្រង RC ប្រើ resistor-capacitor; តម្រង LC ប្រើអាំងឌុចទ័រ-capacitor ។ | RC បន្ថែមការរលោងសាមញ្ញ; LC ដោះស្រាយចរន្តខ្ពស់ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពជាមួយនឹងការកាត់បន្ថយ ripple កាន់តែប្រសើរ។ |
| និយតករ | អាចជាប្រភេទលីនេអ៊ែរ ឬប្តូរ។ | ផ្តល់នូវទិន្នផល DC ដែលមានស្ថេរភាព រក្សាវ៉ុលថេរដោយមិនគិតពីការប្រែប្រួលបន្ទុក។ |
វ៉ារ្យ៉ង់ Diode Bridge និងកម្មវិធី
| ប្រភេទ | គុណសម្បត្តិ | គុណវិបត្តិ |
|---|---|---|
| ស្ពាន Diode ស្តង់ដារ | ការរចនាសាមញ្ញ តម្លៃថោក និងប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយ។ | ការបាត់បង់វ៉ុលទៅមុខខ្ពស់ជាង (\ ~ 1.4 V សរុបជាមួយ silicon diodes) ។ |
| ស្ពាន Schottky | ការធ្លាក់ចុះវ៉ុលទៅមុខទាបខ្លាំង (\~ 0.3-0.5 V ក្នុងមួយ diode) ល្បឿនប្តូរលឿន។ | ចំណាត់ថ្នាក់វ៉ុលបញ្ច្រាសទាប (≤ 100 V) ។ |
| ស្ពានសមកាលកម្ម (ផ្អែកលើ MOSFET) | ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់បំផុតជាមួយនឹងការបាត់បង់ចរន្តតិចតួចបំផុត, សមរម្យសម្រាប់ការរចនាបច្ចុប្បន្នខ្ពស់។ | សៀគ្វីបញ្ជាស្មុគស្មាញកាន់តែច្រើនត្រូវបានទាមទារ និងតម្លៃសមាសធាតុខ្ពស់។ |
| SCR / ស្ពានគ្រប់គ្រង | អនុញ្ញាតឱ្យការគ្រប់គ្រងមុំដំណាក់កាលនៃវ៉ុលទិន្នផល និងគាំទ្រការគ្រប់គ្រងថាមពលធំ។ | ត្រូវការសៀគ្វីកេះខាងក្រៅ និងអាចណែនាំការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយអាម៉ូនិក។ |
បញ្ហាស្ពាន Diode ការធ្វើតេស្ត និងការដោះស្រាយបញ្ហា
គ្រោះថ្នាក់ទូទៅ
• ការតម្រង់ទិស diode ខុស - បណ្តាលឱ្យមិនមានទិន្នផល ឬសូម្បីតែខ្លីដោយផ្ទាល់ទៅកាន់ transformer ។
• តម្រង capacitor undersized - លទ្ធផលនៅក្នុង ripple ខ្ពស់ និងទិន្នផល DC មិនស្ថិតស្ថេរ។
• diodes ក្តៅខ្លាំង - កើតឡើងនៅពេលដែលការវាយតម្លៃបច្ចុប្បន្ន ឬការរំសាយកំដៅមិនគ្រប់គ្រាន់។
• ប្លង់ PCB ក្រីក្រ - ដានវែង និងតំបន់ទង់ដែងមិនគ្រប់គ្រាន់បង្កើនភាពធន់ទ្រាំ និងកំដៅ។
ឧបករណ៍ដោះស្រាយបញ្ហា
• Multimeter (Diode Test Mode): វាស់ការធ្លាក់ចុះទៅមុខ (~ 0.6-0.7 V សម្រាប់ស៊ីលីកុន, ~ 0.3 V សម្រាប់ Schottky) និងបញ្ជាក់ការទប់ស្កាត់បញ្ច្រាស។
• Oscilloscope: មើលឃើញមាតិកា ripple វ៉ុលកំពូល និងការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយទម្រង់រលកនៅបន្ទុក។
• IR Thermometer ឬកាមេរ៉ាកំដៅ៖ រកឃើញកំដៅខ្លាំងនៃ diodes, capacitors ឬដាននៅក្រោមការផ្ទុក។
• LCR Meter: វាស់តម្លៃ capacitor តម្រងដើម្បីពិនិត្យមើលការធ្លាក់ចុះតាមពេលវេលា។
កម្មវិធីស្ពាន Diode
ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល
ប្រើក្នុងការផ្គត់ផ្គង់ AC-to-DC សម្រាប់វិទ្យុ ទូរទស្សន៍ ឧបករណ៍ពង្រីក និងឧបករណ៍ដែលមាន capacitors តម្រង និងនិយតករ។
ឆ្នាំងសាកថ្ម
អនុវត្តនៅក្នុងឆ្នាំងសាករថយន្ត Inverters UPS និងអំពូលសង្គ្រោះបន្ទាន់ ដើម្បីផ្តល់នូវ DC ដែលគ្រប់គ្រងសម្រាប់ថ្ម។
កម្មវិធីបញ្ជា LED
បំប្លែង AC ទៅជា DC សម្រាប់អំពូល LED បន្ទះ និងអំពូលផ្លូវ កាត់បន្ថយការភ្លឹបភ្លែតៗជាមួយ capacitors និងកម្មវិធីបញ្ជា។
ការគ្រប់គ្រងម៉ូទ័រ
ផ្តល់ DC សម្រាប់កង្ហារ ម៉ូទ័រតូច HVAC និងឧបករណ៍បញ្ជាឧស្សាហកម្ម ដើម្បីធានាបាននូវប្រតិបត្តិការរលូន។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពាន diode គឺជាវិធីដែលអាចទុកចិត្តបានក្នុងការបំប្លែង AC ទៅជា DC ។ ដោយប្រើវដ្ត AC ពេញលេញ និងជៀសវាងការចាំបាច់សម្រាប់ការប៉ះកណ្តាល វាផ្តល់នូវថាមពល DC ដែលមានស្ថេរភាព។ ជាមួយនឹងជម្រើស diode ត្រឹមត្រូវ ការគ្រប់គ្រងកំដៅ និងតម្រង វាធានាបាននូវដំណើរការប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពក្នុងការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល ឆ្នាំងសាក ប្រព័ន្ធភ្លើងបំភ្លឺ និងការគ្រប់គ្រងម៉ូទ័រ។
សំណួរដែលគេសួរញឹកញាប់ [FAQ]
តើអ្វីជាភាពខុសគ្នារវាងឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពានតែមួយដំណាក់កាល និងបីដំណាក់កាល?
ដំណាក់កាលតែមួយប្រើ 4 diodes សម្រាប់ការបញ្ចូល AC មួយ; បីដំណាក់កាលប្រើ 6 diodes ជាមួយនឹងធាតុបញ្ចូលបី, ផ្តល់ឱ្យ DC រលូននិងរលកតិច.
តើឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពានអាចដំណើរការដោយគ្មានឧបករណ៍បំលែងបានទេ?
បាទ ប៉ុន្តែវាមិនមានសុវត្ថិភាពទេ ព្រោះទិន្នផល DC មិនត្រូវបានដាច់ដោយឡែកពីមេ។
តើមានអ្វីកើតឡើងប្រសិនបើ diode មួយនៅក្នុងឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពានបរាជ័យ?
diode ខ្លីអាចផ្លុំហ្វុយហ្ស៊ីប ឬខូចខាតឧបករណ៍បំលែង; diode បើកចំហធ្វើឱ្យសៀគ្វីដើរតួជា rectifier ពាក់កណ្តាលរលកដែលមានរលកខ្ពស់។
តើប្រេកង់អតិបរមាដែលស្ពាន diode អាចដោះស្រាយបានគឺជាអ្វី?
diodes ស្តង់ដារដំណើរការរហូតដល់ពីរបី kHz; Schottky ឬ diodes ងើបឡើងវិញលឿនដោះស្រាយរាប់សិបទៅរាប់រយ kHz.
តើឧបករណ៍កែតម្រូវស្ពានអាចត្រូវបានភ្ជាប់ស្របសម្រាប់ចរន្តបន្ថែមទៀតបានទេ?
បាទ ប៉ុន្តែពួកគេត្រូវការវិធីសាស្រ្តតុល្យភាពដូចជា series resistors; បើមិនដូច្នេះទេ ចរន្តអាចហូរមិនស្មើគ្នា និងឡើងកំដៅ diodes ។
