Redresör Nedir? Ne İşe Yarar? Özellikleri

Redresör Nedir: Redresör veya Doğrultucu; AC işareti DC işarete dönüştüren cihazlar için kullanılır. Bir veya daha fazla diyottan oluşan alternatif akımı doğru akıma dönüştüren cihazlara redresör denir. Akımın doğrultma işlemini üstlendikleri içi doğrultucu da denir.

AC’ yi doğrultmak için tek bir diyot kullanıldığı zaman doğrultucu AC’ yi DC’ ye çeviren bir diyot olarak tanımlanır. (dalga formunun negatif ya da pozitif tarafını bloklayarak)

Redresör Ne İşe Yarar?

Redresör akü şarj etmeye yarar. DC güç sağlayan cihazlardır. Alternatif akım bir dalgalı akımdır. Bu akımı doğru akıma çevirmek gerekir. Alternatif akımı doğru akıma en pratik ve ekonomik şekilde çevirmeye yarayan aletler redresörlerdir.

Doğrultma işlemi alternatif akımın (AC) doğru akıma (DC) dönüştürülmesine yarar. Tüm doğrultucular, AC’ yi DC’ ye dönüştürürken birden fazla yarı iletken güç elemanının belli bir şekilde birbirine bağlanması ile yapılır.

Redresör Özellikleri

• Tristör ve diyot ile bu devreler kurulur
• DC çıkış gerilimi ayarlanır.
• Redresör kontrolleri, faz kontrol yöntemi ile yapılır.

Redresörler Nasıl Gruplara Ayrılır?

• Faz sayısına göre
• Kontrol durumuna göre
• Dalga sayısına göre

Redresör Faz Sayısına Göre

• Tek fazlı doğrultucu
• Çok fazlı doğrultucu

Doğrultucularda faz sayısı arttıkça elde edilen DC gerilimin kalitesi artar. Harmonikler azalır. 1 fazlı ve 3 fazlı doğrultucular daha yaygındır. Endüstride 2 fazlı doğrultucular da kullanılır. Laboratuvarlarda 6 ve 12 fazlı doğrultucular ile daha düzgün DC gerilim elde edilebilmektedir.

Redresör Kontrol Durumuna Göre 

• Kontrolsüz doğrultucu
• Kontrollü doğrultucu
• Yarı kontrollü doğrultucu

Kontrolsüz doğrultucu sadece diyot ile oluşturulur.
Kontrollü doğrultucu sadece tristör ile oluşturulur.
Yarı kontrollü doğrultucu  tristör ve diyot ile oluşturulur.

Redresör Dalga Sayısına Göre 

• Yarım dalga doğrultucu
• Tam dalga doğrultucu

Redresör Çalışma Prensibi

Diyota AC akım veya gerilim uygulandığında pozitif yarı saykıl da diyot ileri yönlüdür. Akımı geçirir. Ama gerilim yönünü değiştirip negatif yarı saykılda iken diyot geri yönlüdür ve akımı bloke eder. Böylelikle sadece pozitif yönde akım geçişi olduğundan akım doğrultulmuş olur ve DC akım elde edilir.

Redresörün nasıl çalıştığını tam olarak anlamak için yarım ve tam dalga doğrultucuları bilinmelidir.

Yarım Dalga Doğrultucu

Yarım dalga doğrultucu kıyıcı devrelerin özel bir şeklidir. Giriş dalga formunun yalnızca bir yarısı çıkışa ulaştığından, güç transferi için kullanılması oldukça verimsizdir. Yarım dalga doğrultma, tek bir diyot yardımıyla gerçekleştirilebilir.

Kuru redresörden alternatif akım geçince iletkenliği iyi olan levha ile iletkenliği az olan levhanın yüzeyinde ısı doğar. Bu doğan ısının dışarı atılması gerekir. Bunun içindir ki her iletkenin dış yüzeyine soğutucu plaklar konur. Bunların hepsi üzeri yalıtkan hale getirilmiş bir civata ile birbirine sabitlenir.

Alternatif akım ile iletkenliği iyi olan levhalardan iletkenliği az olan levhaya doğru geçer, aksi yönde geçemez. Çünkü iletkenliği az olan levha direnç gösterir, akıma karşı koyar. Böylece alternatif akımın yalnız pozitif alternansları geçer, negatif alternansları geçemez. Bu şekildeki redresörlere yarım dalga redresörleri denir.

Şekilde görüldüğü gibi bir kuru redresör ucunda bir çizgi bulunan bir okla ifade edilir. Ok iletkenliği iyi olan levhayı, çizgi ise iletkenliği az olan levhayı gösterir. Redresörlerin genel olarak transformatörler ile birlikte montajı yapılır. Gerilim transformatör ile yükseltilir veya alçaltılır, ondan sonra doğru akıma çevrilir.

Şekildeki  grafik alternatif akımı % 50’sinden faydalanıldığı, % 50’sininde kayba uğradığını göstermektedir.

Tam Dalga Doğrultucu

Bu sakıncayı önlemek için aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi 2 veya 4 kuru redresör kullanılır. Alternatif akımın hem pozitif hem de negatif alternanslarından faydalanılır ve verim arttırılır. Buna da tam dalga redresör denir. 4 kuru redresörden meydana gelen bu sistemede pratikte “greartz “köprü bağlama adı verilir.

Şekilde tam dalga doğrultma devresinden elde edilen doğru akım grafiği görülmektedir. Bu akım, dinamo, pil ve akümülatörden elde edilen doğru akım kadar düzgün değildir.

AC gerilimi DC gerilime kayıpsız olarak dönüştüren doğrultuculardır. Köprü diyot doğrultucu devresi diye de bilinen bu devre AC’ yi en iyi şekilde DC’ye dönüştüren devre olduğu için sık kullanılır. Günümüzde kullanılan cep telefonu, bilgisayar gibi elektronik cihazların şarjında karşılaşmaktayız.

Dinamo ve aküden elde edilen doğru akım akım elde etmek için redresör devresi çıkışına bir şok bobini veya kondansatör monte edilir. Buna filtre devresi adı verilir.

Redresör Çeşitleri

Dört çeşit redresör kullanılır. Kullanılış sırası şöyledir.

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

Kuru Redresör

Kuru redresörler basit yapılıdır, sağlamdır, ekonomiktir. Onun için çok kullanılır. Kuru redresörün yapısında iletkenliği iyi olan bir iletken ile ona temas eden ve iletkenliği az olan bir iletken yer alır.

Pratikte iletkenliği iyi olan bakır ile iletkenliği az olan bakır oksit (Cu₂O) çifti;

Demir nikel (iletkenliği iyi) ile selen (iletkenliği az) çifti kullanılır. Günümüzde diğer redresör çeşitleri çok kullanılmamaktadır.

Kondansatör İle Doğrultulan Gerilimin Düzeltilmesi

Kondansatörler içlerinde topladıkları enerjiyi yüke boşaltarak doğrultucu devrelerinde kullanılır. Alt grafikte yarım dalga doğrultucuda yüke ulaşan gerilimin grafiği görülmektedir. Ancak DC gerilim ile çalışan bir alet için elde edilen bu gerilim grafiği uygun değildir. Çünkü aletin istediği, bir pilden elde edilebilecek kadar düz ve pürüzsüz bir gerilimdir.

Yukarıdaki şemada yarım dalga doğrultma devresine bağlı bir yüke paralel kondansatör bağlanması görüyoruz. Yarım dalga doğrultucu devresinde gerilim artarken kondansatör yük depolar. Gerilim düşmeye başlayınca, gerilimin türevi negatif değer alınca içindeki elektrik yükünü, yüke iletmeye başlar.

Bu noktadan itibaren AC gerilim azalır. Kondansatör bir kaynak gibi davranır ve içindeki yükü önündeki empedans değerine göre boşaltır. Yüke iletilen gerilimin grafiği üstteki gerilim grafiği haline gelir. İlk duruma göre bu grafik DC gerilime daha yakındır. Bu da DC gerilimle çalışan bir aletin düzgün şekilde çalışması için daha uygundur.

Kararlılığa ulaşan bir kondansatörlü doğrultma devresinde grafikte görüldüğü gibi gerilimin maksimum ve minimum olduğu görülür.  Bu iki değer arasındaki fark dalgacık olarak adlandırılır. Bu dalgacıkların genliği ne kadar düşük olursa o kadar doğru gerilim değerini yakalamış oluruz.

Doğrultucuda kullanılan kondansatörlerin kapasite değerleri de elde edilen gerilim grafiğini etkiler. Kapasiteleri farklı üç kondansatör (X = C < Y = 3C < Z = 6C) aynı doğrultucu devresine bağlandığı zaman grafikteki gibi kapasite değeri arttıkça yük gerilimi DC gerilime yaklaşır. Bunun sebebi ise kondansatörün kapasitesinin arttıkça biriktirdiği yük miktarının artması ve bu elektrik yükünün daha uzun süre yükü beslemesidir. Son olarak, doğrultucu kondansatörlerinin kapasite değerleri arttıkça, DC gerilime yaklaşım sağlanır ve dalgacık genliği düşer.

Redresör Seçimi 

Redresör seçimi yapılırken sabit voltaj ve sabit akım prensibine göre çalışan modelleri tercih edilmelidir. Verimli bir redresör cihazı ile çıkış gerilimi, çıkış akımı, hızlı şarj gerilimi, hızlı şarj zamanı ayarlanabilir. Redresörün güvenliği açısından aşırı ısı, kısa devre ve aşırı gerilim korumalarının olması önemlidir. Bundan dolayı mikroişlemci kontrollü redresörler tercih nedenidir.

Redresör firmaları tarafından imalatı yapılan redresörler trifaze giriş ve monofaze girişli yapılmaktadır. Üretilen bu redresör modelleri;

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

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

Redresörlerin Kullanım Alanları

Çoğunlukla kullanılan akü şarj işlemlerinin yanı sıra endüstriyel uygulamalarda da kullanılır.

Redresörler

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

Redresörler (rectifier) bu alanlarda aküler ile beraber kullanılır. Uygulama ve ihtiyaca göre çok daha farklı çıkış gerilimlerinin uygulandığı alanlar da vardır. Örneğin temizlik makineleri yada forklift gibi. Farklı teknolojiler ve fonksiyonlar ile çeşitlendirilmiştir.

• Akü şarj redresörü,
• Şarj cihazı (battery charger),
• Dc güç kaynağı ve doğrultucu olarak da tanımlanabilir.
• İnvertör ile redresörün bir arada yaygın uygulama alanları vardır.

Akü Şarj Redresörü

Akümülatör şarj redresörleri lojik ve analog devreler ile gerçekleştirilmiştir. Elektronik kartlar modüler yapıda tasarlanmıştır. Cihazların güç ünitelerinde tristör / diyot teknolojisi kullanılmaktadır. Redresörler aşırı akım, aşırı gerilim ve aşırı sıcaklık da kendini koruyabilecek elektronik devre elemanları vardır. Darbe akımlarına ve kısa devre durumuna karşı koruma sistemine sahiptir.  DC çıkışta seri endüktör (stator) bulunmaktadır. Cihazların bütün giriş ve çıkışları kutunun içinde olup uygun ergimeli tip sigorta ile korunmaktadır.

Akü şarj redresörlerinin ön panellerinde şebeke gerilimi ve çıkış gerilimini gösteren uyarılar vardır. Bunlar ışıklı uyarılar, aşırı yük uyarısı ve aşırı ısı uyarısı gibi. Çıkış gerilimi ve çıkış akımının okunabileceği analog göstergeler konulabilir. Aynı zamanda akü şarjının durumunu gösteren dört kademeli grafik gösterge ilave edilebilmektedir. Redresörlerde kontrol, ayar tristörler ve diyot köprüleri ile gerçekleştirilir. Tristörlerin tetikleme açıları, kontrol sistemi akım yada gerilim değeri sabit otomatik olarak geri besleme devreleriyle sağlanır.

Redresörler 1 ve 3 fazlı olarak 300 kVA’ ya kadar üretilmektedir. Kurşun-asit, nikel kadmium, kuru tip akülerin şarjı ve DC besleme sistemleri için imal edilmiştir. Yük devrede iken, yük akımıyla birlikte akü şarj akımını yapar. Yüksek deşarj akımlarında kısa periyotlarda açma – kapama yapılmasına olanak verir. Redresörlerin imalatı isteğe bağlı olarak muhtelif voltaj ve akım değerlerinde yapılır.

Transformatörler de kullanılan malzeme silisli sac ve elektrolitik bakır iletkendir. Cihazın giriş ve çıkışları W otomatlar ile korunmuştur. Ön panelde dijital çıkış voltmetre ve ampermetre vardır. Doğrultucu elemanlar silikon diyotlar olup B (tam köprü) bağlıdır. Redresörün voltaj kademeleri aküyü tek tek veya grup hâlinde şarj edecek şekilde dizayn edilmiştir. İsteğe göre primerden varyak ile (trodial transformatörlerle) kumandalı tipinde imalatı yapılır.

Akü Şarj Redresörü Montajı

Yüksek gerilim tesislerinde 24, 48 veya 110 voltluk doğru gerilimler kullanılmaktadır. Bu gerilimi karşılamak için akü şarj redresörü monte ederken, akümülatörler seri bağlanır. Ayrıca akü kapasitelerinin (akım) arttırılması için aküler paralel bağlanırlar. Akü şarj redresörü bir panel üzerine monte edilmelidir. Şarj redresörünün kutusundaki soğutma kanal delikleri kapanmayacak şekilde montelenmelidir. Şarj redresörü sürekli enerjili olacağı için ısınması önlenmelidir. Redresör enerjili iken montaj ve bağlantıları yapılmamalıdır.

Redresör Fiyatları

Birçok redresör markaları ve redresör firmaları vardır. Redresör fiyatları kapasitesine, amper değerine ve modeline göre değişmektedir