Sådan reduceres den ensrettede spændingsrippel

Spændingen modtaget af ensretterne er ikke konstant, men pulserende. Den består af konstante og variable komponenter. Jo større den variable komponent i forhold til konstanten, jo større forstyrrelse og jo dårligere er kvaliteten af ​​den ensrettede spænding.

Den variable komponent er dannet af harmoniske. De harmoniske frekvenser er defineret af ligheden

f (n) =kmf,

hvor k er det harmoniske tal, k = 1, 2, 3,..., m er antallet af impulser af den ensrettede spænding, f er frekvensen af ​​netspændingen.

Kvaliteten af ​​den ensrettede spændingsrippelkoefficient p evalueres, hvilket afhænger af gennemsnitsværdien af ​​den ensrettede spænding og amplituden af ​​den grundlæggende harmoniske i belastningen.

Rækkefølgen af ​​de harmoniske komponenter n = km indeholdt i den ensrettede spændingskurve afhænger kun af antallet af impulser og afhænger ikke af den specifikke ensretterkredsløb... Overtonerne af de laveste tal har den højeste amplitude.

Den effektive spændingsværdi af den harmoniske komponent af størrelsesordenen n afhænger af gennemsnitsværdien af ​​den ensrettede spænding Ud af en ideel ureguleret ensretter:

I virkelige kredsløb finder strømovergangen fra en diode til en anden sted inden for en vis begrænset tidsperiode, målt i brøker periode med vekslende spændinger og kaldet en koblingsvinkel... Tilstedeværelsen af ​​koblingsvinkler øger amplituden af ​​harmoniske markant. Som et resultat vokser du ophidset bølger.

AC-komponenten af ​​den ensrettede spænding, der består af lav- og højfrekvente harmoniske, skaber en AC-strøm i belastningen, der interfererer med andre elektroniske enheder.

For at reducere krusningen af ​​den ensrettede spænding mellem ensretterens udgangsterminaler og belastningen skal der inkluderes et udjævningsfilter, som signifikant reducerer krusningen af ​​den ensrettede spænding ved at undertrykke harmoniske.

Hovedelementerne i udjævningsfiltre er induktorer (gashåndtag) og kondensatorer, og ved lav effekt og transistorer.

Driften af ​​passive filtre (uden transistorer og andre forstærkere) er baseret på frekvensafhængigheden af ​​modstandsværdien af ​​de reaktive elementer (induktor og kondensator). Induktormodstand Xl og kondensator X° C: Xl = 2πfL, X° C = 1 / 2πfC,

hvor f er frekvensen af ​​strømmen, der strømmer gennem det reaktive element, L er induktansen af ​​chokeren, C er kapacitansen af ​​kondensatoren.

Af formlerne for modstanden af ​​de reaktive elementer følger det, at med en stigning i strømmens frekvens, spolens modstand induktans (choker) stiger og kondensatoren falder. For jævnstrøm er modstanden af ​​kondensatoren uendelig, og induktoren er nul.

Denne funktion gør det muligt for induktoren frit at passere DC-komponenten af ​​den ensrettede strøm- og forsinkelsesharmoniske.Jo højere harmonisk tal (jo højere dets frekvens), jo mere effektivt bremses det. Tværtimod blokerer kondensatoren fuldstændigt DC-komponenten af ​​strømmen og passerer harmoniske.

Hovedparameteren, der karakteriserer filterets effektivitet, er udjævningskoefficienten (filtrering).

q = p1 / p2,

hvor p1 er krusningsfaktoren for ensretterudgangen i et kredsløb uden filter, er p2 krusningsfaktoren for filterudgangen.

I praksis anvendes passive L-formede, U-formede og resonansfiltre. De mest anvendte er L-formede og U-formede, hvis diagrammer er vist i figur 1

Figur 1. Skema af passiv udglatning af L-formede (a) og U-formede (b) filtre for at reducere ensrettet spændingsrippel

De indledende data til beregning af induktansen af ​​filterdrosselspolen L og kapacitansen af ​​filterkondensatoren C er rippelfaktoren for ensretteren, kredsløbsvarianten og den krævede rippelfaktor for filterudgangen.

Beregningen af ​​filterparametrene begynder med bestemmelsen af ​​udjævningskoefficienten. Så skal du tilfældigt vælge filterkredsløbet og kapacitansen af ​​kondensatoren i det. Kapacitansen for filterkondensatoren vælges fra kapacitansområdet nedenfor.

I praksis bruges kondensatorer med følgende kapaciteter: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 uF. Det anbefales at bruge mindre kapacitansværdier af denne serie ved høje driftsspændinger og store kapacitanser ved lave spændinger.

Drosselinduktansen i det L-formede filterkredsløb kan bestemmes ud fra det omtrentlige udtryk

for et U-formet skema -

I formlerne er kapacitansen substitueret i mikrofarader, og resultatet opnås i henries.

Spændingsudjævnet Ripple Spændingsfiltrering