Düzeltilmiş voltaj dalgalanması nasıl azaltılır

Doğrultucular tarafından alınan voltaj sabit değil, titreşimlidir. Sabit ve değişken bileşenlerden oluşur. Sabite göre değişken bileşen ne kadar büyük olursa, bozulma o kadar büyük olur ve doğrultulmuş voltajın kalitesi o kadar kötü olur.

Değişken bileşen harmoniklerden oluşur. Harmonik frekanslar eşitlik ile tanımlanır

f(n) =kmf,

burada k harmonik sayısı, k = 1, 2, 3,…, m doğrultulmuş gerilimin darbe sayısı, f şebeke geriliminin frekansıdır.

Doğrultulmuş gerilimin ortalama değerine ve yükteki temel harmoniğin genliğine bağlı olan doğrultulmuş gerilim dalgalanma katsayısı p'nin kalitesi değerlendirilir.

Doğrultulmuş gerilim eğrisinde yer alan harmonik bileşenlerin n = km sırası, yalnızca darbe sayısına bağlıdır ve belirli bir duruma bağlı değildir. doğrultucu devreler... En düşük sayıların harmonikleri en yüksek genliğe sahiptir.

n mertebesindeki harmonik bileşeninin etkin gerilim değeri, ideal bir regüle edilmemiş doğrultucunun doğrultulmuş Ud geriliminin ortalama değerine bağlıdır:

Gerçek devrelerde, bir diyottan diğerine akım geçişi, kesirlerle ölçülen belirli bir sonlu süre içinde gerçekleşir. alternatif gerilim dönemi ve anahtarlama açısı denir... Anahtarlama açılarının varlığı, harmoniklerin genliğini büyük ölçüde artırır. Sonuç olarak, rektifiye dalga heyecanını büyütürsünüz.

Düşük ve yüksek frekanslı harmoniklerden oluşan doğrultulmuş gerilimin AC bileşeni, yükte diğer elektronik cihazlarla girişim yapan bir AC akımı oluşturur.

Doğrultucunun çıkış terminalleri ile yük arasındaki doğrultulmuş voltajın dalgalanmasını azaltmak için, harmonikleri bastırarak doğrultulmuş voltajın dalgalanmasını önemli ölçüde azaltan bir yumuşatma filtresi içerir.

Yumuşatma filtrelerinin ana unsurları şunlardır: indüktörler (kısma) ve kapasitörlerve düşük güçlerde ve transistörlerde.

Pasif filtrelerin çalışması (transistörler ve diğer amplifikatörler olmadan), reaktif elemanların (indüktör ve kapasitör) direnç değerlerinin frekans bağımlılığına dayanır. İndüktör direnci Xl ve kapasitör X° C: Xl = 2πfL, X° C = 1 / 2πfC,

burada f, reaktif elemandan geçen akımın frekansı, L bobinin endüktansı, C kapasitörün kapasitansıdır.

Reaktif elementlerin direnç formüllerinden, akımın frekansındaki artışla bobinin direncinin arttığını takip eder. endüktans (boğulma) artar ve kapasitör azalır. Doğru akım için kondansatörün direnci sonsuzdur ve indüktör sıfırdır.

Bu özellik, indüktörün doğrultulmuş akımın DC bileşenini serbestçe geçmesine ve harmonikleri geciktirmesine izin verir.Ayrıca, harmonik sayısı ne kadar yüksekse (frekansı ne kadar yüksekse), o kadar etkili bir şekilde yavaşlar. Aksine, kondansatör akımın DC bileşenini tamamen bloke eder ve harmonikleri geçer.

Filtrenin etkinliğini karakterize eden ana parametre, yumuşatma (filtreleme) katsayısıdır.

q = p1 / p2,

burada p1 filtresiz bir devrede doğrultucu çıkışının dalgalanma faktörüdür, p2 filtre çıkışının dalgalanma faktörüdür.

Pratikte pasif L şeklinde, U şeklinde ve rezonans filtreler kullanılmaktadır. En yaygın kullanılanlar, şemaları Şekil 1'de gösterilen L-şeklinde ve U-şeklindedir.

Şekil 1. Doğrultulmuş gerilim dalgalanmasını azaltmak için L-biçimli (a) ve U-şekilli (b) filtreleri pasif olarak yumuşatan şemalar

Filtre bobini L'nin endüktansını ve filtre kondansatörü C'nin kapasitansını hesaplamak için ilk veriler, doğrultucunun dalgalanma faktörü, devre varyantı ve filtre çıkışının gerekli dalgalanma faktörüdür.

Filtre parametrelerinin hesaplanması, yumuşatma katsayısının belirlenmesi ile başlar. Ardından, filtre devresini ve içindeki kapasitörün kapasitansını rastgele seçmeniz gerekir. Filtre kondansatörünün kapasitansı aşağıda verilen kapasitans aralığından seçilir.

Uygulamada, aşağıdaki kapasitelere sahip kapasitörler kullanılır: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 uF. Bu serinin yüksek işletme gerilimlerinde daha küçük kapasitans değerleri, düşük gerilimlerde ise büyük kapasitans değerleri kullanılması önerilir.

L şeklindeki filtre devresindeki bobin endüktansı, yaklaşık ifadeden belirlenebilir.

U şeklindeki bir şema için —

Formüllerde kapasitans, mikrofaradlarda ikame edilir ve sonuç henry cinsinden elde edilir.

Voltaj Doğrultmalı Dalgalanma Voltaj Filtreleme