วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่น
FULL-WAVE RECTIFICATION

วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์   มีลักษณะเหมือนวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น เพราะแรงดันเอาท์พุทที่ได้เป็นแบบเต็มคลื่น ข้อแตกต่างระหว่างการเรียงกระแสเต็มคลื่น
แบบบริดจ์และแบบเต็มคลื่นธรรมดา ต่างกันตรงการต่อวงจรไดโอด แบบเต็มคลื่นจะใช้ไดโอด 2 ตัว
แบบบริดจ์จะใช้ไดโอด 4 ตัว และหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้ก็แตกต่างกัน
แบบเต็มคลื่นธรรมดาใช้หม้อแปลงมีแท็ปกลาง (Center Trap, CT) มี 3 ขั้ว
แบบบริดจ์ใช้หม้อแปลง 2 ขั้วหรือ 3 ขั้วก็ได้ แสดงดังรูป

วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์

 

การทำงานวงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์  การทำงานของวงจร ไดโอดจะผลัดกันนำกระแสครั้งละ 2 ตัว โดยเมื่อไซเคิลบวกของแรงดันไฟสลับ (Vin) ปรากฎที่ด้านบนของขดทุติยภูมิของหม้อแปลงและด้านล่างจะเป็นลบ จะทำให้ไดโอด D1 และ D2 ได้รับไบอัสตรงจะมีกระแสไหลผ่านไดโอด D1
ผ่านโหลด RL ผ่านไดโอด D2 ครบวงจรที่หม้อแปลงด้านล่าง มีแรงดันตกคร่อมโหลด RL ด้านบนเป็นบวก ด้านล่างเป็นลบ ได้แรงดันไฟช่วงบวกออกทางเอาท์พุท

ไดโอด D1 และ D2 ได้รับไบอัสตรงและรูปคลื่นแรงดันตกคร่อมโหลด (Vout)

ในช่วงเวลาต่อมาไซเคิลลบของแรงดันไฟสลับ (Vin)  ปรากฎที่ด้านบนของขดทุติยภูมิของหม้อแปลง
และด้านล่าง เป็นบวก ดังแสดงในรูป  ในช่วงเวลานี้ไดโอด D1 และ D2 จะได้รับไบอัสกลับแต่ไดโอด D3 และ D4
จะได้รับไบอัสตรง ทำให้มีกระแสไหลผ่านไดโอด D4 ผ่านโหลด RL และผ่านไดโอด D3 ครบวงจรที่หม้อแปลงด้านบน
มีแรงดันตกคร่อมโหลด RL ด้านบนเป็นบวกด้านล่างเป็นลบ
ได้แรงดันไฟช่วงบวกออกทางเอาท์พุททำให้ได้คลื่นไฟตรงรวมกันเต็มคลื่นดังรูป

ไดโอด D3 และ D4 ได้รับไบอัสตรงและรูปคลื่นแรงดันตกคร่อมโหลด (Vout)

 

แรงดันเอาท์พุทของวงจร   วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นทั้งแบบมีแท็ปกลางและแบบบริดจ์จะให้แรงดันเอาท์พุททุกๆ
ครึ่งรอบของแรงดันไฟสลับที่เข้ามาทั้งซีกบวกและซีกลบ ค่าเฉลี่ยของแรงดันเอาท์พุทจึงมีค่าเป็น 2 เท่าของแรงดันไฟตรงที่ได้จากวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น
ค่าแรงดันเอาท์พุทมีค่าเป็น 0.636 เท่า ของแรงดันไฟสูงสุด ดังสมการที่ 1
                          VDC = 0.636 VP       ……………………  (1)

แสดงค่าแรงดันไฟตรงกับค่าแรงดันไฟสูงสุด Vp ของวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น

วงจรกรองแรงดัน  รูป(ก) แสดงแรงดันเอาท์พุตที่เป็นบวกที่ได้จากวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นโดยมีตัวเก็บประจุที่ทำหน้าที่เป็นฟิลเตอร์ให้แก่วงจร
ส่วนรูป(ข) , (ค)และ (ง)แสดงรูปคลื่นสัญญาณเอาท์พุตที่ได้จากการใช้ตัวเก็บประจุที่มีค่าน้อยและค่ามาก เป็นฟิลเตอร์ให้แก่วงจรเรียงกระแสโดยสรุปจะเห็นว่า ความถี่ของแรงดันริปเปิ้ลจากวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นจะเป็น  2  เท่าของวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น ดังนั้น ช่วงเวลาของการคายประจุจึงสั้นจะโดยเกิดขึ้นก่อนที่วงรอบของสัญญาณครึ่งคลื่นบวกลูกต่อไปจะปรากฏขึ้น
ด้วยเหตุผลนี้จึงทำให้แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยที่ได้สูงกว่าวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น และถ้าใช้ตัวเก็บประจุที่มีค่ามากขึ้นก็จะทำให้ริปเปิ้ลเกิดขึ้นน้อยลงไปอีก ทั้งนี้เนื่องจากช่วงเวลาที่ใช้ในการคายประจุนานขึ้นนั่นเอง และมีผลในการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยให้สูงขึ้นด้วย ดังแสดงในรูป (ง)

 

การทดลอง
การทดลองที่ 1 วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์
เครื่องเมือและอุปกรณ์

• มัลติมิเตอร์                           1 เครื่อง
• ออสซิลโลสโคป                    1 เครื่อง                        
• แหล่งจ่ายไฟสำหรับทดลอง    1 เครื่อง
• แผงสำหรับทดลอง                1 ชุด
• ตัวต้านทาน 10 k?                 1 ตัว
• ไดโอดบริดจ์เบอร์ 2KBB80R 1 ตัว

วิธีการทดลอง

1. เตรียมเครื่องมือและอุปกรณ์  ต่อวงจรตามรูป
2. ป้อนไฟ  20V 50 Hz
3. ปรับมัลติมิเตอร์ ไปที่ 50 VDC
4. นำออสซิลโลสโคป มาวัดรูปสัญญาณ
5. บันทึกผลการทดลอง

การทดลองที่ 1วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแบบบริดจ์

 

ผลการทดลองที่ 1  

ผลการทดลองที่ 1 ที่ได้จากสโคป

และวัดดีซีโวลต์ ได้ค่า 16.84 VDC

สรุปผลการทดลองที่ 1
            จากการทดลอง เมื่อป้อนแรงดันให้วงจร 20 VAC ให้ตัวไดโอดบริดจ์ ไดโอดจะนำกระแสทำงานทีละ 2 ตัว จะได้ซีกบวกออกมาตามรูปสโคปที่ทดลองและวัดโวลท์ดีซีได้ 16.84 VDC

 

การทดลองที่ 2 การเรียงกระแสของไดโอดและมีตัวคาปาซิเตอร์เป็นวงจรกรองแรงดัน
เครื่องเมือและอุปกรณ์

• มัลติมิเตอร์                                 1 เครื่อง
• ออสซิลโลสโคป                1 เครื่อง                        
• แหล่งจ่ายไฟสำหรับทดลอง           1 เครื่อง
• แผงสำหรับทดลอง                      1 ชุด
• ตัวต้านทาน 10 k?                       1 ตัว
• ไดโอดบริดจ์ เบอร์ 2KBB80R        1 ตัว
• คาปาซิเตอร์ 2.2 uF                      1 ตัว

วิธีทดลอง

• เตรียมเครื่องมือและอุปกรณ์  ต่อวงจรตามรูป
• ป้อนไฟ  20V 50 Hz
• ปรับมัลติมิเตอร์ ไปที่ 50 VDC
• นำออสซิลโลสโคป มาวัดรูปสัญญาณ
• บันทึกผลการทดลอง
การทดลองที่ 2 การเรียงกระแสของไดโอดและมีตัวคาปาซิเตอร์เป็นวงจรกรองแรงดัน



ผลการทดลองที่ 2

รูปการทดลองที่ 2 ที่ได้จากสโคป



และวัดดีซีโวลต์ ได้ค่า 23.71 VDC

สรุปผลการทดลองที่ 2
            จากการทดลอง เมื่อป้อนแรงดันให้วงจร 20 VAC ให้ตัวไดโอดบริดจ์ ไดโอดจะนำกระแสทำงานทีละ 2 ตัว จะได้ซีกบวกออกมาแต่กราฟของแรงดันยังไม่เป็นเส้นตรงในการที่จะนำเอาไปใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ จะต้องทำให้กราฟของแรงดันตรงมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ จึงนำคาปาซิเตอร์ 2.2 uF มาต่อขนานกับวงจรเพื่อทำหน้าที่กรองแรงดัน ดังนั้นกราฟที่ได้จากการทดลองที่ 2 นี้จะเรียบและมีริบเบิ้ลน้อยกว่าการทดลองที่ 1 และเมื่อนำโวลท์มิเตอร์มาวัดจะได้แรงดันมากกว่าการทดลองที่1 คือแรงดันที่ได้จากการทดลองที่2 เป็น 23.71 โวลท์

 

การทดลองที่ 3 การเรียงกระแสของไดโอดใช้หม้อแปลงแบบเซ็นเตอร์แทป และมีตัวคาปาซิเตอร์เป็นวงจรกรองแรงดัน
เครื่องเมือและอุปกรณ์

• มัลติมิเตอร์                                 1 เครื่อง
• ออสซิลโลสโคป              1 เครื่อง                        
• แหล่งจ่ายไฟสำหรับทดลอง           1 เครื่อง
• แผงสำหรับทดลอง                      1 ชุด
• หม้อแปลงชนิดเซ็นเตอร์แทป        1 ตัว
• ตัวต้านทาน 10 k?                       1 ตัว
• ไดโอด                                       2 ตัว
• คาปาซิเตอร์ 2.2 uF                      1 ตัว

วิธีทดลอง

• เตรียมเครื่องมือและอุปกรณ์  ต่อวงจรตามรูป
• ป้อนไฟ  220V 50 Hz เข้าที่หม้อแปลง
• ปรับมัลติมิเตอร์ ไปที่ 50 VDC
• นำออสซิลโลสโคป มาวัดรูปสัญญาณ
• บันทึกผลการทดลอง

การทดลองที่ 3 การเรียงกระแสของไดโอดใช้หม้อแปลงแบบเซ็นเตอร์แทป และมีตัวคาปาซิเตอร์เป็นวงจรกรองแรงดัน



ผลการทดลองที่ 3

รูปการทดลองที่ 3 ที่ได้จากสโคป



และวัดดีซีโวลต์ ได้ค่า 15.8 VDC

สรุปผลการทดลองที่ 3
            จากการทดลอง เมื่อป้อนแรงดันให้วงจร 220 VAC ผ่านหม้อแปลงแบบเซ็นเตอร์แทป ไฟจะออกจากหม้อแปลง 12-0-12 VAC ลูกคลื่นบวก ลบ จะสลับขั้วกันออกได้โอดจะนำกระแสทีละตัวสลับกันจึงทำให้ลูกคลื่นออกมารวมเป็นบวกและเมื่อผ่านคาปาซิเตอร์กรองแรงดันทำให้เรียบขึ้น และเมื่อนำโวลท์มิเตอร์มาวัดจะได้แรงดัน แรงดันที่ได้จากการทดลองที่3 เป็น 15.8 โวลท์