تعريف دوائر التوحيد

هو جهاز يحول التيار المتردد ثنائي الاتجاه (AC) إلى تيار مباشر أحادي الاتجاه (DC) حيث يمكن أن تتخذ المقومات مجموعة متنوعة من الأشكال الفيزيائية من الثنائيات الأنبوبية المفرغة وأجهزة استقبال الراديو البلورية إلى التصميمات الحديثة القائمة على السيليكون.

أبسط المقومات تسمى مقومات نصف الموجة حيث تعمل عن طريق إزالة جانب واحد من التيار المتردد وبالتالي السماح لاتجاه واحد فقط بالمرور من خلاله نظراً لإن نصف مدخلات طاقة التيار المتردد لا يتم استخدامها فإن مقومات نصف الموجة تنتج تحويلاً غير فعال للغاية وبديل التحويل الأكثر كفاءة هو مقوم الموجة الكاملة والذي يستخدم كلا جانبي شكل موجة التيار المتردد.

وظيفة دوائر التوحيد

تعتبر المقومات أساسية لعدد الأجهزة المختلفة التي تعمل نظراً لأن شبكة التوزيع الكهربائية القياسية تستخدم طاقة التيار المتردد فإن أي جهاز يعمل

بطاقة

التيار المستمر سيتطلب مقوماً ليعمل بشكل صحيح وتحتاج جميع الأجهزة الإلكترونية الحديثة تقريباً إلى طاقة ثابتة وثابتة للتيار المستمر لتعمل بشكل صحيح.

بالإضافة إلى ذلك نستخدم المقومات لتغيير الجهد في أنظمة طاقة التيار المستمر نظراً لأنه من الصعب نسبياً تحويل جهد التيار المستمر مباشرةً في بعض السيناريوهات فقد يكون الحل الأبسط هو العملية التالية:

تحويل DC إلى AC.
تغيير الجهد باستخدام محول.
تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر باستخدام مقوم.

في عدد قليل من التطبيقات يؤدي

المعدل

نفسه وظيفة مباشرة تتجاوز تحويل التيار المتردد إلى التيار المستمر خذ على سبيل المثال أحد أقدم تصميمات الراديو: راديو بلوري واستخدم هذا الجهاز سلكاً دقيقاً مضغوطاً على بلورة (سنشير الآن إلى هذا المكون على أنه الصمام الثنائي) والذي قام بتصحيح إشارة الراديو الحالية المتناوبة مباشرةً وبالتالي استخراج الصوت وإنتاج الصوت في سماعات الأذن ولا تزال مقومات الدقة قيد الاستخدام في بعض أنواع أجهزة الراديو اليوم.

تصحيح اللهب هو مثال آخر على تطبيق التصحيح مباشرةً في هذا التطبيق يعمل اللهب كمقوم بسبب الاختلاف في التنقل بين الإلكترونات والأيونات الموجبة الموجودة في اللهب ونستخدم تأثير تصحيح الحريق على التيار المتردد في أنظمة تسخين الغاز لتوجيه وجود اللهب.

أنواع دوائر التوحيد

دائرة توحيد نصف موجة

المعدل ليس سوى صمام ثنائي بسيط يحول التيار المتردد إلى تيار مباشر والمعدل نصف الموجي هو أحد أنواع المقومات التي تقوم بتحويل الدورة النصف الموجبة لإشارة الإدخال إلى تيار مباشر يسمى إشارة الخرج

أو يمكن تعريفها بإنها كالآتي: تقوم مقومات نصف الموجة بتحويل نصف دورة على مدخل التيار المتردد إلى خرج تيار مستمر نابض حيث يسمح هذا بنصف دورة لمدخل التيار المتردد أثناء حظر نصف الدورة الأخرى حيث يمكن أن تكون نصف الدورة موجبة أو سلبية.

إنه أبسط مقوم حيث يتم استخدام صمام ثنائي واحد فقط مقوماً موجباً بنصف الموجة بينما يُظهر المعدل نصف الموجي السلبي إن الصمام الثنائي متحيزاً عكسياً (يواجه الاتجاه المعاكس) بسبب الطبيعة النابضة للتيار المباشر فإن عامل التموج مرتفع هذا يعني إن مقومات نصف الموجة لا تعتبر فعالة وغالباً ما تحتاج إلى مرشحات لتقليل عامل التموج.

دائرة توحيد موجة كاملة

كما نعلم إن مقوم دوائر التوحيد يمكنه تحويل جهد متناوب (AC) إلى جهد تيار مستمر نابض (DC) باستخدام كل من نصف دورة جهد التيار المتردد المطبق وعندما يتعين علينا استخدام مقوم الموجة الكاملة يستخدم صمامان ثنائيان يتم إجراء أحدهما خلال دورة نصف دورة مع سلوكيات أخرى خلال الدورة النصفية الأخرى لجهد التيار المتردد المطبق.[1]

مميزات وعيوب دوائر التوحيد

مزايا وعيوب مقوم الموجة الكاملة

المزايا

تردد التموج هو ضعف تردد الإدخال.
الكفاءة أعلى.
خرج طاقة DC الكبير.
عامل التموج أقل.
جهد التموج منخفض والتردد الأعلى في حالة مقوم الموجة الكاملة لذا يلزم وجود دائرة ترشيح بسيطة.
جهد الخرج العالي.
عامل استخدام المحولات الأعلى.
يستخدم كلا نصفي شكل موجة التيار المتردد.
أسهل لتوفير تجانس نتيجة استخدام تردد التموج.

العيوب

أكثر انضغاطاً من المعدل نصف الموجي.
يتطلب المزيد من الثنائيات اثنان لمعدل الضغط المركزي وأربعة لمعدل الجسر.
تصنيف PIV للديود أعلى.
تكون ثنائيات PIV الأعلى حجماً أكبر وأكثر تكلفة بكثير.
تكلفة محول الصنبور المركزي عالية.
ربما يكون صوت همهمة

التردد

مرتين في دائرة الصوت أكثر سماعاً.
هذا المعدل يصعب

تحديد

موقع

الصنبور المركزي على

الملف

الثانوي.
يكون خرج التيار المستمر صغيراً لأن استخدام كل من الصمام الثنائي يستخدم نصف الفولتية الثانوية للمحول.
عندما يلزم تصحيح جهد صغير فإن دائرة مقوم الموجة الكاملة غير مناسبة.

مزايا وعيوب مقوم نصف الموجة

مزايا مقوم نصف الموجة

المعدل نصف الموجي هو دائرة بسيطة.
لها تكلفة منخفضة.
يمكننا بسهولة استخدامه.
يمكننا بسهولة البناء.
يحتوي على عدد قليل من المكونات وبالتالي فهو رخيص.

عيوب مقوم نصف الموجة

معامل استخدام المحولات منخفض.
إنها تنتج جهد خرج منخفض.
ينتج عن تشبع التيار المستمر في قلب المحولات مغنطة التيار وكذلك بعض خسائر التباطؤ وتوليد التوافقيات.
خرج الطاقة وبالتالي كفاءة التصحيح منخفضة جداً ويرجع ذلك إلى حقيقة إن الطاقة لا يتم توصيلها إلا خلال دورة نصف الجهد المتردد للإدخال.
عامل التموج مرتفع وبالتالي فإن التصفية المتقنة مطلوبة لإعطاء خرج ثابت للتيار المستمر.
إنها تسمح فقط بدورة نصف لكل موجة جيبية والنصف الآخر من الدورة يضيع هذا يؤدي إلى فقدان الطاقة.

استخدامات مقومات دوائر التوحيد في الاتصالات

تُستخدم المقومات في مجموعة متنوعة من الأجهزة ويمكن تطبيقها لتعديل أنظمة الشبكة حيث يتم تصنيفها بطرق مختلفة تعتمد على عوامل مثل نوع التوريد وتكوين الجسر والمكونات المستخدمة وبشكل عام يمكن تصنيف المقومات إلى نوعين أحادي الطور وثلاثي الطور عند التنقيب في مستوى آخر يمكن فصلها بعد ذلك إلى مقومات نصف موجة وموجة كاملة.

عندما يتعلق الأمر بصناعة الاتصالات فإن المقومات ضرورية لبناء أنظمة الشبكات هذا يعني استخدامها أنك لن تضطر إلى البدء من نقطة الصفر عندما تحتاج الأمور إلى التغيير وتسمح الأنواع المختلفة من المقومات لشركات الاتصالات بتبديل تصميم الأنظمة بسهولة نسبية كما إنها تسمح لشركات الاتصالات بتكييف أنظمتها لتناسب احتياجاتهم عندما يحتاجون إلى التعديل.

تشمل تطبيقات منتجات المقوم شبكة الوصول الثابت وشبكة الوصول اللاسلكي وشبكة النقل وشبكة الاتصالات الخاصة بالمؤسسة حيث يمكن أن توفر المقومات طاقة مستقرة وموثوقة للموردين الرئيسيين وتقليل استهلاك الطاقة بكفاءة لهذا السبب يجب على كل شركة اتصالات أن تأخذ في الاعتبار الأنواع المختلفة من المقومات قبل إنشاء أو إجراء تعديلات على نظامها.[2][3]