Gerilim İkileyiciler

Güncelleme 15/06/2020

Gerilim ikileyiciler, Şekil 1(a) ‘da görüldüğü gibi iki diyot ve iki kondansatörden oluşmaktadır.
Kondansatörler birbirine seri ve yük direncine paralel bağlı olduğundan, şarj gerilimleri toplamı AC gerilimin tepe değerinin iki katı olmaktadır.
Kondansatörler ihtiyaca göre 50-500 µF arasında seçilebilmektedir. Kapasite büyüdükçe daha kararlı bir çalışma sağlanmaktadır.

Gerilim İkileyicinin Çalışma Prensibi:

Gerilim ikileyicilerin çalışması üç aşamada tamamlanır:

1. AC gerilimin pozitif ilk alternansında: Şekil 1(b) ‘deki gibi, A girişi (+), B girişi (-) olduğundan, D₁diyotu iletime geçmekte ve devre C₁ kondansatörü üzerinden tamamlanmaktadır. Böylece C₁kondansatörü AC gerilimin tepe değerine eşit gerilimle şarj olur. Kondansatörün (+) ve (-) kutupları şekilde görüldüğü gibidir.
2. AC gerilimin negatif alternansında: Şekil 1(c) ‘de görüldüğü gibi, B girişi (+), A girişi (-) iken D₂ diyotu iletime geçmekte ve C₂ kondansatörü şarj olmaktadır. C₂ kondansatörünün kutupları da şekilde görüldüğü gibidir.
3. AC gerilimin ikinci pozitif alternansının düşüşe geçişi sırasında: Kondansatörler Şekil 1(d) ‘de görüldüğü gibi R_L yük direnci üzerinden deşarj olur.
   Şarj akımını sınırlamak için girişe 50-100 Ohm arasında bir Rs direnci bağlanabilir.

Şekil 1 – Tam dalga gerilim ikileyici (Duplör)

Kondansatörlerin iki ucu arasındaki gerilim:

Bilindiği gibi, AC ölçü aletleri efektif değerleri ölçer.
Örneğin, bir AC ölçü aleti ile ölçülerek 220V ‘un maksimum değeri;
V_m=1,414*Vef  bağıntısına göre,  V_m=1,414*220=311,08V ‘tur.

Kondansatör de tepe değeri ile şarj olduğundan, şehir gerilimi ile şarj olan bir kondansatörün iki ucu arasında 311,08 Volt bulunur.

Böylece gerilim ikileyicinin çıkışında: V_L = 2*311,08 = 622,16Volt olur …

Ancak, kondansatörlerin çabuk deşarj olmaları nedeniyle C kapasitesinin büyüklüğüne göre, AC gerilimin efektif değeri ile ortalama değerinin iki katı arasında değişen bir DC gerilim üretir.

Örneğin; girişte220V AC gerilim varsa, büyük kondansatör ile,
V_DC = 2*V_ef = 2*220 = 440Volt,
kondansatör küçükse,
V_DC = 2*V_or = 2*198 = 396Volt seviyesinde DC çıkış alınır.

R_L yük direnci büyükse de şarj yavaş, R_L küçükse deşarj çabuk olur.

Kondansatörlü gerilim çoklayıcıların dezavantajları:

1. Yukarıda belirtildiği gibi, üretilen DC gerilim ve akım kondansatörlerin kapasitelerine ve R_L direncine bağlı olarak çok değişmektedir.
2. İzolasyon sorunu nedeniyle kaçaklar fazla olmaktadır.
3. Etraftaki statik elektrik yüklerinden etkilenmektedir. Bu nedenle fazla ancak, küçük akım ihtiyacı olan devrelerde yararlı olabilmektedir.

Diğer önemli bir hususta topraklama konusudur. Elektronikte devre elemanlarının ortak noktaları genellikle şaseye bağlıdır. Şase topraklanmışsa, şaseye herhangi bir kaçak halinde hayati tehlike oluşabileceği gibi, gerilim çoklayıcının çalışma düzeni bozulur.