Kako zmanjšati valovanje popravljene napetosti

Napetost, ki jo prejmejo usmerniki, ni konstantna, ampak pulzirajoča. Sestavljen je iz stalnih in spremenljivih komponent. Večja kot je spremenljiva komponenta glede na konstanto, večja je motnja in slabša je kakovost popravljene napetosti.

Spremenljivo komponento tvorijo harmoniki. Harmonične frekvence so določene z enakostjo

f (n) = kmf,

kjer je k harmonično število, k = 1, 2, 3,…, m je število impulzov usmerjene napetosti, f je frekvenca omrežne napetosti.

Ocenjuje se kakovost koeficienta valovanja popravljene napetosti p, ki je odvisna od povprečne vrednosti popravljene napetosti in amplitude osnovnega harmonika v bremenu.

Vrstni red harmonskih komponent n = km v krivulji popravljene napetosti je odvisen le od števila impulzov in ni odvisen od specifične usmerniška vezja... Harmoniki najnižjih števil imajo največjo amplitudo.

Vrednost efektivne napetosti harmonične komponente reda n je odvisna od povprečne vrednosti popravljene napetosti Ud idealnega nereguliranega usmernika:

V resničnih tokokrogih poteka prehod toka z ene diode na drugo v določenem končnem časovnem obdobju, merjeno v frakcijah obdobje izmenične napetosti in se imenuje preklopni kot... Prisotnost preklopnih kotov močno poveča amplitudo harmonikov. Posledično raste vznemirjenje s popravljenimi valovi.

Izmenična komponenta popravljene napetosti, sestavljena iz nizko- in visokofrekvenčnih harmonikov, ustvarja izmenični tok v bremenu, ki moti druge elektronske naprave.

Za zmanjšanje valovanja popravljene napetosti med izhodnimi sponkami usmernika in obremenitvijo je vključen filter za glajenje, ki znatno zmanjša valovanje popravljene napetosti z zatiranjem harmonikov.

Glavni elementi gladilnih filtrov so induktorji (duši) in kondenzatorji, pri nizkih močeh pa in tranzistorji.

Delovanje pasivnih filtrov (brez tranzistorjev in drugih ojačevalnikov) temelji na frekvenčni odvisnosti vrednosti upora reaktivnih elementov (induktor in kondenzator). Upornost induktorja Xl in kondenzatorja X° C: Xl = 2πfL, X° C = 1 / 2πfC,

kjer je f frekvenca toka, ki teče skozi reaktivni element, L je induktivnost dušilke, C je kapacitivnost kondenzatorja.

Iz formul za upornost reaktivnih elementov sledi, da se s povečanjem frekvence toka upornost tuljave induktivnost (dušilka) poveča in kondenzator zmanjša. Za enosmerni tok je upornost kondenzatorja neskončna, induktor pa nič.

Ta funkcija omogoča, da induktor prosto prepušča enosmerno komponento popravljenega toka in zakasnitvenih harmonikov.Poleg tega višje kot je harmonsko število (višja kot je njegova frekvenca), učinkoviteje se upočasni. Nasprotno, kondenzator popolnoma blokira enosmerno komponento toka in prepušča harmonike.

Glavni parameter, ki označuje učinkovitost filtra, je koeficient glajenja (filtriranja).

q = p1 / p2,

kjer je p1 faktor valovanja izhoda usmernika v vezju brez filtra, p2 je faktor valovanja izhoda filtra.

V praksi se uporabljajo pasivni filtri L, U in resonančni filtri. Najpogosteje uporabljena sta oblika L in U, katerih diagrami so prikazani na sliki 1

Slika 1. Shema pasivno gladilnih filtrov v obliki črke L (a) in oblike U (b) za zmanjšanje valovanja usmerjene napetosti

Začetni podatki za izračun induktivnosti filtrske dušilke L in kapacitivnosti filtrskega kondenzatorja C so faktor valovanja usmernika, varianta vezja in zahtevani faktor valovanja izhoda filtra.

Izračun parametrov filtra se začne z določitvijo koeficienta glajenja. Nato morate naključno izbrati filtrsko vezje in kapacitivnost kondenzatorja v njem. Kapacitivnost kondenzatorja filtra je izbrana iz spodaj navedenega obsega kapacitivnosti.

V praksi se uporabljajo kondenzatorji z naslednjimi zmogljivostmi: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 uF. Priporočljivo je, da uporabite manjše kapacitivnosti te serije pri visokih delovnih napetostih in velike kapacitivnosti pri nizkih napetostih.

Induktivnost dušilke v filtrirnem vezju v obliki črke L je mogoče določiti iz približnega izraza

za shemo v obliki črke U -

V formulah je kapacitivnost zamenjana v mikrofaradih, rezultat pa dobimo v henrijih.

Filtriranje valovite napetosti s popravljeno napetostjo