සම්පූර්ණ තරංග සෘජුකාරක ක්‍රමය
පෙන්ඩහුලුවන්
ඉලෙක්ට්‍රොනික ලෝකයේ, සෘජුකාරකයක් යනු ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරාව (AC) සෘජු ධාරාව (DC) බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා භාවිතා කරන තීරණාත්මක අංගයකි. පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකයක් යනු මෙම පරිවර්තනය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා වඩාත් කාර්යක්ෂම ක්‍රමවලින් එකකි. මෙම ලිපියෙන් පූර්ණ තරංග සෘජුකාරක ක්‍රමය ගැඹුරින්, එය ක්‍රියා කරන ආකාරය, එහි සැලසුම් වෙනස්කම් සහ එදිනෙදා ජීවිතයේදී එහි යෙදීම් ගවේෂණය කරනු ඇත.
සෘජුකාරකවල මූලික මූලධර්ම
සෘජුකාරකයක් දෝලනය වන AC විද්‍යුත් සංඥාවක් එක් දිශාවකට අඛණ්ඩව ගලා යන DC සංඥාවක් බවට පරිවර්තනය කරයි. සෘජුකාරක ප්‍රධාන වර්ග දෙකක් තිබේ: අර්ධ තරංග සෘජුකාරක සහ පූර්ණ තරංග සෘජුකාරක. අර්ධ තරංග සෘජුකාරක AC චක්‍රයේ එක් පැත්තක් පමණක් භාවිතා කරන අතර එමඟින් කාර්යක්ෂමතාව අඩු වේ. මෙම සන්දර්භය තුළ, වඩාත් ස්ථායී සහ කාර්යක්ෂම DC සංඥාවක් නිපදවීම සඳහා AC චක්‍රයේ දෙපැත්තම භාවිතා කරන බැවින් පූර්ණ තරංග සෘජුකාරක වඩාත් කැමති වේ.
සම්පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකයක ප්‍රධාන සංරචක
සම්පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකයක් ඵලදායී ලෙස ක්‍රියාත්මක වීමට ප්‍රධාන සංරචක කිහිපයක් අවශ්‍ය වේ:
1. ඩයෝඩය: ධාරාව එක් දිශාවකට පමණක් ගලා යාමට ඉඩ සලසන ප්‍රධාන සංරචකය ලෙස.
2. ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් (විකල්ප): පරිපථ අවශ්‍යතාවලට ආදාන වෝල්ටීයතාවය සකස් කිරීමට.
3. පෙරහන (ධාරිත්‍රකය): සම්පූර්ණ තරංග වෝල්ටීයතාවය සුමට DC වෝල්ටීයතාවයක් බවට පත් කිරීමට.
4. භාරය: DC වෝල්ටීයතාවය ලැබෙන පරිපථය හෝ උපාංගය.
සම්පූර්ණ තරංග සෘජුකාරක වර්ග
මධ්‍ය-තට්ටු පූර්ණ-තරංග සෘජුකාරකය
මධ්‍ය ටැප් එකක් සහිත පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකයක් ආදාන වෝල්ටීයතාවය සමමිතික අර්ධ දෙකකට බෙදන මධ්‍ය ටැප් ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයක් භාවිතා කරයි. එය පහත පරිදි ක්‍රියා කරයි:
1. මධ්‍ය-තට්ටු කරන ලද ට්‍රාන්ස්ෆෝමරය: මෙම ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයට මධ්‍ය ටැප් එකක් සහිත ද්විතියික වංගු කිරීමක් ඇත. මෙම මධ්‍ය ටැප් යොමුවක් හෝ බිම් ලෙස සේවය කරයි.
2. ඩයෝඩ දෙකක්: ද්විතියික වංගු කිරීමේ එක් එක් කෙළවරේ ඩයෝඩ දෙකක් තබා ඇත. ධන අර්ධ චක්‍රයේ දී, එක් ඩයෝඩයක් ධාරාව සන්නයනය කරන අතර අනෙක එය අවහිර කරන අතර, සෘණ අර්ධ චක්‍රයේ දී, මෙම තත්ත්වය ආපසු හැරේ.
3. භාරයට ධාරා ප්‍රවාහ: මේ ආකාරයෙන්, ධන සහ සෘණ අර්ධ චක්‍ර දෙකම භාරයට ලබා දෙන අතර, එය DC තරංග ආකාරයක් නිපදවයි.
පාලම් පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකය
පාලම් සෘජුකාරකය වඩාත් ජනප්‍රිය නිර්මාණයක් වන්නේ එයට ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයේ මධ්‍ය ටැප් එකක් අවශ්‍ය නොවන නිසා එය වඩාත් නම්‍යශීලී සහ කාර්යක්ෂම කරයි. අවශ්‍ය එකම සංරචක වන්නේ පාලම් වින්‍යාසයක සකස් කර ඇති ඩයෝඩ හතරක් පමණි. එය ක්‍රියා කරන ආකාරය මෙන්න:
1. ඩයෝඩ හතරක්: සෑම ඩයෝඩ දෙකක්ම ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ වන පරිදි ඩයෝඩ හතර පාලම් හැඩයකින් සකසා ඇත.
2. ධන අර්ධ චක්‍රය: ධන අර්ධ චක්‍රයේදී, ඩයෝඩ දෙකක් එක් දිශාවකට භාරය දෙසට ධාරාව සහ සෘජු ධාරාව සන්නයනය කරයි.
3. සෘණ අර්ධ චක්‍රය: සෘණ අර්ධ චක්‍රයේදී, අනෙක් ඩයෝඩ දෙක භාරය දෙසට එකම දිශාවට ධාරාව ගෙන යනු ඇත.
මේ ආකාරයට, භාරයට ගලා යන ධාරාව සෑම විටම එකම දිශාවකට ගමන් කරන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස වඩාත් ස්ථායී DC වෝල්ටීයතාවයක් ඇති වේ.
වාසි සහ අවාසි
කෙන්ටුන්ගන්
1. ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව: අර්ධ තරංග සෘජුකාරක හා සසඳන විට, පූර්ණ තරංග සෘජුකාරක සමස්ත AC චක්‍රයම භාවිතා කරමින් ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා දෙයි.
2. ඉහළ සාමාන්‍ය වෝල්ටීයතාවය: පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකයක ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවය වැඩි වන්නේ එය AC තරංග ආකෘතියේ අර්ධ චක්‍ර දෙකම භාවිතා කරන බැවිනි.
3. පැටවුම් ධාරිතාව: වඩා හොඳ ධාරා ව්‍යාප්තිය හේතුවෙන් විශාල බරක් හැසිරවීමට වඩා හොඳ හැකියාව.
දුර්වලකම
1. පරිපථ සංකීර්ණතාව: අර්ධ තරංග සෘජුකාරකයකට සාපේක්ෂව පරිපථ ව්‍යුහය වඩාත් සංකීර්ණ වේ.
2. පිරිවැය: ඩයෝඩ සහ විභව ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් වැනි තවත් සංරචක අවශ්‍ය වන අතර එමඟින් පිරිවැය වැඩි විය හැකිය.
3. ඩයෝඩයේ වෝල්ටීයතා පහත වැටීම: ඩයෝඩයේ වෝල්ටීයතා පහත වැටීම වඩාත් වැදගත් වන්නේ ඩයෝඩ වැඩි ප්‍රමාණයක් භාවිතා වන බැවිනි.
සම්පූර්ණ තරංග සෘජුකාරක යෙදුම්
එදිනෙදා ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල සිට විශාල කාර්මික පද්ධති දක්වා විවිධ යෙදුම්වල පූර්ණ තරංග සෘජුකාරක භාවිතා වේ. මෙම යෙදුම් සඳහා උදාහරණ කිහිපයක් මෙන්න:
1. DC බල සැපයුම: ගෘහස්ථ AC බලයෙන් DC බලයට පරිවර්තනය කිරීමට අවශ්‍ය සියලුම බල සැපයුම් පාහේ පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකයක් භාවිතා කරයි.
2. බැටරි චාජර්: කාර්යක්ෂම හා වේගවත් බැටරි ආරෝපණය සහතික කිරීම සඳහා බොහෝ බැටරි චාජර් පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකයක් භාවිතා කරයි.
3. ගුවන්විදුලිය සහ රූපවාහිනිය: ගුවන්විදුලි සහ රූපවාහිනී පිළිගැනීමේ පද්ධති බොහෝ විට AC සංඥා DC බවට පෙරීම සඳහා පූර්ණ තරංග සෘජුකාරක භාවිතා කරයි.
4. වෝල්ටීයතා නියාමනය: ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල ස්ථාවර ක්‍රියාකාරිත්වය සහතික කිරීම සඳහා වෝල්ටීයතා පාලන සහ නියාමන පද්ධතිය තුළ.
සම්පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකය ප්‍රශස්ත කිරීම
සම්පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකයෙන් උපරිම කාර්ය සාධනය ලබා ගැනීම සඳහා, ගැලපීම් සහ ප්‍රශස්තිකරණ කිහිපයක් සිදු කළ හැකිය:
1. ධාරිත්‍රකයක් භාවිතා කිරීම: ධාරිත්‍රකයක් එකතු කිරීම ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවය සුමට DC එකකට සුමට කරයි. මෙම ධාරිත්‍රකය සමඟ වැඩ කරමින් AC තරංග ආකෘතියේ උච්චතම අවස්ථා වලදී ශක්තිය ගබඩා කිරීම සහ අඩු කාල පරිච්ඡේදවලදී එය මුදා හැරීම.
2. ප්‍රේරක ගැලපීම: බර සමඟ ශ්‍රේණිගතව ප්‍රේරකයක් එකතු කිරීම වෝල්ටීයතා උච්චාවචනයන් අඩු කිරීමට උපකාරී වේ.
3. ඩයෝඩයේ තාප සින්ක් භාවිතය: ඩයෝඩවලට තාපය ජනනය කළ හැකි බව සලකන විට, විශේෂයෙන් ඉහළ බරක් සහිත සෘජුකාරකවල, තාප සින්ක් භාවිතා කිරීම අධික උනුසුම් වීම වැළැක්වීමට උපකාරී වේ.
පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකයේ ගණිතමය විශ්ලේෂණය
පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකයක ප්‍රතිදානය මැනීම සහ විශ්ලේෂණය කිරීම ගණිතමය සමීකරණ කිහිපයක් හරහා සිදු කළ හැකිය:
1. සාමාන්‍ය වෝල්ටීයතාවය (V_dc):
\[
V_{dc} = \frac{2V_{උච්ච}}{\pi}
\]
මෙහි \( V_{උච්ච} \) යනු AC සංඥාවේ උච්ච වෝල්ටීයතාවය වේ.
2. RMS ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවය (V_rms):
\[
V_{rms} = \sqrt{\frac{1}{T} \int_0^T [v(t)]^2 dt} = \frac{V_{උච්චය}}{\sqrt{2}}
\]
මෙම සමීකරණය සමඟ, අපට සෘජුකාරකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය වඩාත් නිවැරදිව විශ්ලේෂණය කළ හැකිය.
නිගමනය
පූර්ණ තරංග සෘජුකාරක යනු AC සිට DC දක්වා වඩාත් කාර්යක්ෂම හා ස්ථායී පරිවර්තනයේ ප්‍රධාන අංගයකි. මධ්‍ය-ටැප් සෘජුකාරක සහ පාලම් සෘජුකාරක යන ප්‍රාථමික ප්‍රවේශයන් දෙකක් සමඟ ඒවා සරල බල සැපයුම්වල සිට සංකීර්ණ කාර්මික පද්ධති දක්වා පුළුල් පරාසයක යෙදුම් සඳහා සේවය කරයි. ඒවාට යම් අඩුපාඩු තිබුණද, ඒවා ලබා දෙන වාසි බෙහෙවින් වැදගත් වන අතර, ඒවා බොහෝ ඉලෙක්ට්‍රොනික යෙදුම්වල ප්‍රාථමික තේරීමක් බවට පත් කරයි. ධාරිත්‍රක සහ ප්‍රේරක වැනි අතිරේක සංරචක භාවිතා කිරීම හරහා තවදුරටත් ප්‍රශස්තිකරණය කිරීමෙන් කාර්ය සාධනය තවදුරටත් වැඩි දියුණු කළ හැකි අතර, පූර්ණ තරංග සෘජුකාරක භාවිතා කරන උපාංග උපරිම කාර්යක්ෂමතාවයෙන් සහ ස්ථාවරත්වයෙන් ක්‍රියාත්මක වන බව සහතික කරයි.
