Tasasuuntaaja

Tasasuuntaaja on sähkötekniikan ja elektroniikan komponentti tai ratkaisu, joka muuttavat vaihtovirran (sykkiväksi) tasavirraksi. Tasasuuntauskytkennät voidaan jakaa puoli- ja kokoaaltotasasuuntauskytkentöihin. Kokoaaltotasasuuntaaja hyödyntää vaihtojännitteen molemmat puolijaksot, puoliaaltotasasuuntaaja vain toisen.

Nykyaikaisissa elektroniikkalaitteissa tasasuuntaaminen toteutetaan lähes poikkeuksetta diodeilla, jotka voivat komponenttina olla valmiita nelinapaisia kokoaaltotasasuuntaussiltoja, eli diodisiltoja, eli tasasuuntaajia (tasasuuntaussilta, siltatasasuuntaaja).

Tasasuuntaamisen yleisin sovelluskohde on elektroniikkalaitteiden virtalähteessä vaihtojännitteen muuttaminen tasajännitteeksi.

Tasasuunnatun tasavirran sykkimistä voidaan vähentää kondensaattorin ja/tai kelan avulla, sekä jännitteensäätöratkaisuilla.

Historia

Historiallisesti ensimmäinen käyttökelpoinen tasasuuntaaja oli diodiputki.

Jo ennen diodiputkea oli käytettävissä 'kidediodi', eli  kidekoneissakin käytetty lyijyhohdediodi. Lyijyhohdediodi ei kuitenkaan ollut kelvollinen merkittävien virtojen käsittelemiseen ja tasasuuntaajan historia alkoikin vasta diodiputken keksimisestä vuonna 1902; Diodiputken keksijä John Ambrose Fleming loi myös koko elektroniikan käsitteen.

Puoli vuosisataa sitten käyttöjännitteen tasasuuntaus esimerkiksi radiovastaanottimissa toteutettiin seleenitasasuuntaajalla.

Sähköjunien ja raitiovaunujen sähkönsyöttöjärjestelmissä käytettiin vielä 1970-luvulla yleisesti elohopeatasasuuntaajia.

Ensimmäisiä puolijohdediodeja olivat germaniumdiodit.

Nykyään kulutuselektroniikassa käytetään tasasuuntauksessa piidiodeja tai Schottky-diodeja siltakytkettynä.

Suurtehoratkaisuissa käytetään nykyään muun muassa tyristoreja.

Puoliaaltotasasuuntaus

Yksinkertaisin tasasuuntaaja on puoliaaltotasasuuntaaja, joka voidaan rakentaa yksittäisestä diodista, jännitelähteestä sekä kuormasta. Sähkövirta pääsee kulkemaan diodin läpi vain toiseen suuntaan. Piirin huono puoli on, että se voi hyödyntää vaihtovirrasta vain joka toisen pulssin.

Kokoaaltotasasuuntaus

Kokoaaltotasasuuntaus voidaan toteuttaa neljän diodin diodisillalla:

Virta kulkee aina kahden diodin läpi kerrallaan. Neljän diodin siltoja on saatavana valmiiksi paketoituna komponentteina.
Tätä kytkentää kutsutaan myös Graetz-kytkennäksi.

Mikäli käytettävissä on keskiulosotolla varustettu muuntaja, voidaan kokoaaltotasasuuntaus toteuttaa myös kahdella diodilla:

Kytkennän etuna on pienempi jännitehäviö neljän diodin siltaan verrattuna.

Tarkka tasasuuntaaja

Tavallisessa teholähdekäyttöön tarkoitetussa tasasuuntaajassa osa jännitteestä häviää diodi(e)n kynnysjännitteeseen. Mittaussovelluksia varten voidaan diodin ja operaatiovahvistimen avulla toteuttaa myös tarkempi kytkentä, jolla ei ole diodin kynnysjännitteen aiheuttamaa häviötä, kuten tavanomaisilla tasasuuntauskytkennöillä.

Katso myös 

Elohopeatasasuuntaaja
Diodi
Kaskadi (elektroniikka)
Vaihtosuuntaaja

Lähteet

Aiheesta muualla 

Elektroniikka
Seulonnan keskeiset artikkelit