Kuidas vähendada alaldatud pinge pulsatsiooni

Alaldi vastuvõetav pinge ei ole konstantne, vaid pulseeriv. See koosneb konstantsetest ja muutuvatest komponentidest. Mida suurem on muutuv komponent konstandi suhtes, seda suurem on häire ja seda halvem on alaldatud pinge kvaliteet.

Muutuva komponendi moodustavad harmoonilised. Harmoonilised sagedused on määratletud võrdsusega

f (n) =kmf,

kus k on harmooniline arv, k = 1, 2, 3,…, m on alaldatud pinge impulsside arv, f on võrgupinge sagedus.

Hinnatakse alaldatud pinge pulsatsioonikoefitsiendi p kvaliteeti, mis sõltub alaldatud pinge keskmisest väärtusest ja koormuse põhiharmooniku amplituudist.

Alaldatud pingekõveras sisalduvate harmooniliste komponentide järjekord n ​​= km sõltub ainult impulsside arvust ja ei sõltu konkreetsest alaldi ahelad... Väiksemate arvude harmoonilised on suurima amplituudiga.

Harmoonilise komponendi efektiivne pinge väärtus suurusjärgus n sõltub ideaalse reguleerimata alaldi alaldatud pinge Ud keskmisest väärtusest:

Reaalsetes ahelates toimub voolu üleminek ühelt dioodilt teisele teatud piiratud aja jooksul, mõõdetuna murdosades vahelduva pinge periood ja nimetatakse lülitusnurgaks... Lülitusnurkade olemasolu suurendab oluliselt harmooniliste amplituudi. Selle tulemusena kasvab teil alaldatud laine põnevus.

Alaldatud pinge vahelduvkomponent, mis koosneb madal- ja kõrgsagedusharmoonikutest, tekitab koormuses vahelduvvoolu, mis häirib teisi elektroonikaseadmeid.

Alaldi pinge pulsatsiooni vähendamiseks alaldi väljundklemmide ja koormuse vahel sisaldavad silumisfiltrit, mis vähendab oluliselt alaldatud pinge pulsatsiooni, summutades harmoonilisi.

Silumisfiltrite põhielemendid on induktiivpoolid (drosselid) ja kondensaatorid, ning väikese võimsusega ja transistoridega.

Passiivfiltrite (ilma transistoride ja muude võimenditeta) töö põhineb reaktiivelementide (induktiivpooli ja kondensaatori) takistuse väärtuse sagedussõltuvusel. Induktiivpooli takistus Xl ja kondensaator X° C: Xl = 2πfL, X° C = 1 / 2πfC,

kus f on reaktiivelementi läbiva voolu sagedus, L on õhuklapi induktiivsus, C on kondensaatori mahtuvus.

Reaktiivsete elementide takistuse valemitest järeldub, et voolu sageduse suurenemisega suureneb mähise takistus induktiivsus (drossel) suureneb ja kondensaator väheneb. Alalisvoolu korral on kondensaatori takistus lõpmatu ja induktiivpool null.

See omadus võimaldab induktiivpoolil vabalt läbida alaldatud voolu alalisvoolu komponenti ja viivitusharmoonikuid.Samuti, mida suurem on harmooniline arv (seda kõrgem on selle sagedus), seda tõhusamalt see aeglustab. Vastupidi, kondensaator blokeerib täielikult voolu alalisvoolukomponendi ja läbib harmoonilisi.

Peamine filtri efektiivsust iseloomustav parameeter on silumis- (filtreerimis-) koefitsient

q = p1 / p2,

kus p1 on alaldi väljundi pulsatsioonitegur ilma filtrita ahelas, p2 on filtri väljundi pulsatsioonitegur.

Praktikas kasutatakse passiivseid L-kujulisi, U-kujulisi ja resonantsfiltreid. Enim kasutatavad on L- ja U-kujulised, mille diagrammid on toodud joonisel 1

Joonis 1. Passiivselt siluvate L-kujuliste (a) ja U-kujuliste (b) filtrite skeemid alaldatud pinge pulsatsiooni vähendamiseks

Filtri drossel L induktiivsuse ja filtri kondensaatori C mahtuvuse arvutamise lähteandmed on alaldi pulsatsioonitegur, skeemi variandi ja filtri väljundi vajalik pulsatsioonitegur.

Filtri parameetrite arvutamine algab tasanduskoefitsiendi määramisega. Seejärel peate juhuslikult valima filtriahela ja selles oleva kondensaatori mahtuvuse. Filtri kondensaatori mahtuvus valitakse allpool toodud mahtuvusvahemikust.

Praktikas kasutatakse järgmise võimsusega kondensaatoreid: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 uF. Kõrge tööpinge korral on soovitatav kasutada selle seeria väiksemaid mahtuvusi ja madalatel pingetel suuri mahtuvusi.

Drosselinduktiivsust L-kujulises filtriahelas saab määrata ligikaudse avaldise järgi

U-kujulise skeemi jaoks -

Valemites on mahtuvus asendatud mikrofaradidega ja tulemus saadakse henrides.

Pinge alaldatud pulsatsioonipinge filtreerimine