نمایش مبدأ برای یکسوساز

{{مهندسی برق}}
[[پرونده:Brueckengleichrichter IMGP5380.jpg|بندانگشتی|انواع یکسوساز]]
'''یکسوساز'''، '''یکسوکننده''' یا '''رِکتیفایِر''' {{به انگلیسی|Rectifier}} وسیله‌ای است که [[جریان متناوب]] را به [[جریان مستقیم]] تبدیل می‌کند.

یکسوساز، یک [[مدار (برق)|مدار]] است که معمولاً در آن، چهار [[دیود]] ([[پل دیودی]]) به‌کار رفته است. دیود، [[جریان]] را تنها در یک سو عبور می‌دهد. در یکسوسازهای پیش‌رفته، گاهی به جای دیود از [[تریستور]]، [[ماسفت|ماس‌فت]]، یا [[آی‌جی‌بی‌تی]] استفاده می‌شود.

یکسوساز [[برق تک‌فاز|تک‌فاز]]، بسته به کاربرد و اهمیت، معمولاً شامل یک، دو یا چهار [[نیمه‌رسانا|نیم‌رسانا]]ی یکسوساز غیرقابل‌کنترل مانند دیود، یا یکسوساز قابل‌کنترل مانند [[تریستور]] است.

برای کاهش [[تموج (الکترونیک)|تَمَوُج]] {{به انگلیسی|Ripple}} یا نوسانات ناخواسته ولتاژ خروجی مدار، یک [[خازن]] موازی و برای کاهش نوسانات جریان خروجی، یک [[خودالقا|سلف]] سری به مدار اضافه می‌شود.

استفاده از یکسوسازهای [[سه فاز|سه‌فاز]] یکی از راه‌های کاهش ریپل خروجی است. با اضافه شدن تعداد فاز، تعداد یکسوکننده‌های نیم‌رسانای مدار هم اضافه خواهد شد.

در یکسوسازهای قابل‌کنترل پیشرفته، از [[مدار مجتمع]] (آی‌سی) استفاده می‌شود.

یکسوسازهای جدید، به روش [[منبع تغذیه سوئیچینگ|سوئیچینگ]] کار می‌کنند؛ ابتدا با تبدیل ولتاژ متناوب ورودی به ولتاژ مستقیم تنظیم‌نشده با یکسوساز دیودی ساده، و سپس کلیدزنی (سوئیچینگ) این ولتاژ به روش [[مدولاسیون پهنای پالس|پی‌دبلیواِم]] و فیلتر کردن آن، به [[تنظیم‌کننده ولتاژ|ولتاژ مستقیم تنظیم‌شده]] {{به انگلیسی|Regulated}} موردنظر می‌رسند.

یکسوسازها کاربرد فراوان دارند؛ مثلاً به عنوان اجزای [[منبع تغذیه]] جریان مستقیم و سیستم‌های انتقال جریان مستقیم با ولتاژ بالا استفاده می‌شوند.

== انواع یکسوساز ==
=== یکسوساز نیم‌موج ===
در یکسوساز نیم موج نیم سیکل از امواج ورودی عبور می‌کند و نیم سیکل دیگر، کامل حذف می‌شود. به عبارت دیگر، وقتی ولتاژ ورودی بزرگتر از صفر است جریان از دیود عبور می‌کند و در خروجی ظاهر می‌شود و وقتی کوچکتر از صفر می‌شود، جریان از دیود عبور نمی‌کند.
[[File:Halfwave.rectifier.en.svg|600px|thumb|left| یکسوسازی نیم‌موج]]<math>V_{dc}=\frac{V_{peak}}{\pi}</math>

در اینجا:

V<sub>dc</sub> یا V<sub>av</sub> - ولتاژ خروجی DC یا متوسط،

V<sub>peak</sub>، مقدار قله ولتاژهای ورودی فاز،

V<sub>rms</sub>، [[مقدار مؤثر|ریشه میانگین مربع]] (RMS) مقدار ولتاژ خروجی.{{clear}}

=== یکسوساز تمام‌موج ===
در یکسوساز تمام‌موج هیچ‌کدام از سیکل‌های ورودی حذف نمی‌شوند و از راه [[یکسوساز پل|پل دیود]] هر دو نیم‌سیکل {{به انگلیسی|Cycle}} یکسو می‌شوند. به عبارتی دیگر با تغییر [[قطبایی الکتریکی|قطب]] ورودی، [[قطبایی الکتریکی|قطب]] خروجی تغییر نمی‌کند.
[[File:Fullwave.rectifier.en.svg|thumb|left|600px|یکسوسازی تمام‌موج با ترانسفورماتور [[سر وسط|سروسط]] و دو دیود.]]<math>V_{dc}=\frac{2V_{peak}}{\pi}</math>{{clear}}
[[File:Gratz.rectifier.en.svg|پیوند=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Gratz.rectifier.en.svg|چپ|بندانگشتی|600x600پیکسل|یکسوساز پل گریتز: یکسوساز تمام-موج با استفاده از چهار دیود.]]
{{clear}}

== قطعات یکسوساز ==
قبل از توسعه یکسوسازهای نیم‌رسانای سیلیکونی، از [[دیود]]‌های ترمویونیک [[لامپ خلأ|لامپ خلاء]] و پشته‌های یکسوساز فلزی مبتنی بر اکسید مس یا [[سلنیوم]] استفاده می‌شد. با معرفی الکترونیک نیم‌رسانا، یکسوسازهای [[لامپ خلأ|لامپی]] کنار گذاشته‌شدند.

در یکسوسازهای ساده، از دیود استفاده می‌شود. در کاربردهایی که بیش از یکسوسازی ساده لازم است، مثلاً ولتاژ خروجی متغیر، از نیمه‌رساناهای سه‌پایه مانند تریستور یا ماس‌فت، که قابل کنترل هستند، استفاده می‌شود.

یکسوسازهای پرقدرت، مانند آنهایی که در انتقال برق جریان مستقیم با ولتاژ بالا (HVDC) استفاده می‌شوند، از قطعات نیم‌رسانای سیلیکونی، مانند[[تریستور]]<nowiki/>ها یا سایر سوییچ‌های کنترل‌شونده [[الکترونیک حالت-جامد|حالت جامد]]، استفاده می‌شود.

== مدارهای یکسوساز ==
یکسوساز ممکن است تک فاز یا چند فاز باشد. یکسوسازهای کم‌توان برای کاربردهای خانگی تک فاز هستند. از یکسوسازی سه فاز در کاربردهای صنعتی و برای انتقال قدرت به روش HVDC استفاده می‌شود.

== نسبت تبدیل ==
نسبت تبدیل (همچنین "نسبت یکسوسازی" یا ''نسبت دگرش'' نامیده می‌شود، و به‌طور گیج‌کننده، "[[بازدهی الکتریکی|بازدهی]]") η به عنوان نسبت توان خروجی DC به توان ورودی از منبع AC تعریف می‌شود. حتی با یکسوسازهای ایده‌آل، این نسبت کمتر از ۱۰۰٪ است، زیرا بخشی از توان خروجی به جای جریان مستقیم، [[توان متناوب]] است که به صورت [[تموج (الکترونیک)|تموج]]<nowiki/>هایی که روی شکل موج DC قرار می‌گیرند، ظاهر می‌شود.

برای یکسوسازهای نیم-موج این نسبت بسیار کم است.

<math>P_\mathrm {AC} = {V_\mathrm{peak} \over 2} \cdot {I_\mathrm {peak} \over 2}</math>

<math>P_\mathrm {DC} = {V_\mathrm{peak} \over \pi} \cdot {I_\mathrm {peak} \over \pi}</math>

بنابراین حداکثر نسبت تبدیل برای یکسوساز نیم-موج است،

<math>\eta = {P_\mathrm {DC} \over P_\mathrm {AC}} \approx 40.5\% </math>

به‌طور مشابه، برای یکسوساز تمام-موج،

<math>P_\mathrm {AC} = {V_\mathrm{peak} \over \sqrt 2} \cdot {I_\mathrm {peak} \over \sqrt 2}</math>

<math>P_\mathrm {DC} = {2 \cdot V_\mathrm{peak} \over \pi} \cdot {2 \cdot I_\mathrm {peak} \over \pi}</math>

<math>\eta = {P_\mathrm {DC} \over P_\mathrm {AC}} \approx 81.0\% </math>

== منابع ==
{{پانویس}}

== پیوند به بیرون ==
{{ویکی‌انبار-رده|Rectifiers}}
{{ترانسفورماتورهای الکتریکی}}
{{داده‌های کتابخانه‌ای}}

{{مهندسی برق-خرد}}

[[رده:اجزای سامانه‌های نیروی الکتریکی]]
[[رده:تبدیل انرژی الکتریکی]]
[[رده:مقالات نیازمند به پیوند]]
[[رده:یک‌سوسازها]]