Πώς να μειώσετε τον ανορθωμένο κυματισμό τάσης

Η τάση που λαμβάνουν οι ανορθωτές δεν είναι σταθερή, αλλά παλλόμενη. Αποτελείται από σταθερά και μεταβλητά στοιχεία. Όσο μεγαλύτερη είναι η μεταβλητή συνιστώσα σε σχέση με τη σταθερά, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαταραχή και τόσο χειρότερη είναι η ποιότητα της ανορθωμένης τάσης.

Η μεταβλητή συνιστώσα σχηματίζεται από αρμονικές. Οι αρμονικές συχνότητες ορίζονται από την ισότητα

f (n) =kmf,

όπου k είναι ο αρμονικός αριθμός, k = 1, 2, 3,…, m είναι ο αριθμός των παλμών της ανορθωμένης τάσης, f είναι η συχνότητα της τάσης δικτύου.

Αξιολογείται η ποιότητα του συντελεστή κυμάτωσης ανορθωμένης τάσης p, η οποία εξαρτάται από τη μέση τιμή της ανορθωμένης τάσης και το πλάτος της θεμελιώδους αρμονικής στο φορτίο.

Η σειρά των αρμονικών συνιστωσών n = km που περιέχονται στην ανορθωμένη καμπύλη τάσης εξαρτάται μόνο από τον αριθμό των παλμών και δεν εξαρτάται από τη συγκεκριμένη κυκλώματα ανορθωτή... Οι αρμονικές των χαμηλότερων αριθμών έχουν το μεγαλύτερο πλάτος.

Η πραγματική τιμή τάσης της αρμονικής συνιστώσας της τάξης του n εξαρτάται από τη μέση τιμή της ανορθωμένης τάσης Ud ενός ιδανικού μη ρυθμισμένου ανορθωτή:

Στα πραγματικά κυκλώματα, η μετάβαση του ρεύματος από τη μια δίοδο στην άλλη λαμβάνει χώρα μέσα σε μια ορισμένη πεπερασμένη χρονική περίοδο, μετρούμενη σε κλάσματα περίοδος εναλλασσόμενης έντασης και ονομάζεται γωνία μεταγωγής... Η παρουσία γωνιών μεταγωγής αυξάνει πολύ το πλάτος των αρμονικών. Ως αποτέλεσμα, αυξάνετε τον ενθουσιασμό με διορθωμένο κύμα.

Η συνιστώσα AC της ανορθωμένης τάσης, που αποτελείται από αρμονικές χαμηλής και υψηλής συχνότητας, δημιουργεί ένα ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος στο φορτίο που παρεμβαίνει σε άλλες ηλεκτρονικές συσκευές.

Για να μειώσετε το κυματισμό της ανορθωμένης τάσης μεταξύ των ακροδεκτών εξόδου του ανορθωτή και του φορτίου συμπεριλάβετε ένα φίλτρο εξομάλυνσης, το οποίο μειώνει σημαντικά την κυματοποίηση της ανορθωμένης τάσης καταστέλλοντας τις αρμονικές.

Τα κύρια στοιχεία των φίλτρων εξομάλυνσης είναι επαγωγείς (γκάζια) και πυκνωτές, και σε χαμηλές ισχύς και τρανζίστορ.

Η λειτουργία των παθητικών φίλτρων (χωρίς τρανζίστορ και άλλους ενισχυτές) βασίζεται στην εξάρτηση από τη συχνότητα της τιμής αντίστασης των αντιδρώντων στοιχείων (επαγωγέα και πυκνωτή). Αντοχή πηνίου Xl και πυκνωτής X° C: Xl = 2πfL, X° C = 1 / 2πfC,

όπου f είναι η συχνότητα του ρεύματος που διαρρέει το αντιδραστικό στοιχείο, L είναι η αυτεπαγωγή του τσοκ, C είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή.

Από τους τύπους για την αντίσταση των αντιδρώντων στοιχείων, προκύπτει ότι με αύξηση της συχνότητας του ρεύματος, η αντίσταση του πηνίου επαγωγή (πνιγμός) αυξάνεται και ο πυκνωτής μειώνεται. Για συνεχές ρεύμα, η αντίσταση του πυκνωτή είναι άπειρη και ο επαγωγέας είναι μηδέν.

Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει στον επαγωγέα να περάσει ελεύθερα τη συνιστώσα συνεχούς ρεύματος του ανορθωμένου ρεύματος και τις αρμονικές καθυστέρησης.Επίσης, όσο μεγαλύτερος είναι ο αρμονικός αριθμός (όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητά του), τόσο πιο αποτελεσματικά επιβραδύνεται. Αντίθετα, ο πυκνωτής μπλοκάρει εντελώς τη συνιστώσα DC του ρεύματος και περνά αρμονικές.

Η κύρια παράμετρος που χαρακτηρίζει την αποτελεσματικότητα του φίλτρου είναι ο συντελεστής εξομάλυνσης (φιλτραρίσματος).

q = p1 / p2,

όπου p1 είναι ο συντελεστής κυματισμού της εξόδου του ανορθωτή σε ένα κύκλωμα χωρίς φίλτρο, ο p2 είναι ο συντελεστής κυματισμού της εξόδου του φίλτρου.

Στην πράξη, χρησιμοποιούνται παθητικά φίλτρα σχήματος L, σχήματος U και συντονισμού. Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα είναι σε σχήμα L και U, τα διαγράμματα των οποίων φαίνονται στο σχήμα 1

Σχήμα 1. Σχήματα παθητικής εξομάλυνσης φίλτρων σχήματος L (α) και σχήματος U (β) για τη μείωση του ανορθωμένου κυματισμού τάσης

Τα αρχικά δεδομένα για τον υπολογισμό της αυτεπαγωγής του τσοκ φίλτρου L και της χωρητικότητας του πυκνωτή φίλτρου C είναι ο συντελεστής κυματισμού του ανορθωτή, η παραλλαγή κυκλώματος και ο απαιτούμενος συντελεστής κυματισμού της εξόδου του φίλτρου.

Ο υπολογισμός των παραμέτρων του φίλτρου ξεκινά με τον προσδιορισμό του συντελεστή εξομάλυνσης. Στη συνέχεια, πρέπει να επιλέξετε τυχαία το κύκλωμα φίλτρου και την χωρητικότητα του πυκνωτή σε αυτό. Η χωρητικότητα του πυκνωτή φίλτρου επιλέγεται από το εύρος χωρητικότητας που δίνεται παρακάτω.

Στην πράξη, χρησιμοποιούνται πυκνωτές με τις ακόλουθες χωρητικότητες: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 uF. Συνιστάται η χρήση μικρότερων τιμών χωρητικότητας αυτής της σειράς σε υψηλές τάσεις λειτουργίας και μεγάλες χωρητικότητες σε χαμηλές τάσεις.

Η επαγωγή του τσοκ στο κύκλωμα φίλτρου σχήματος L μπορεί να προσδιοριστεί από την κατά προσέγγιση έκφραση

για ένα σχήμα σε σχήμα U —

Στους τύπους, η χωρητικότητα αντικαθίσταται σε microfarads και το αποτέλεσμα προκύπτει σε henries.

Φιλτράρισμα τάσης ανόρθωσης τάσης