Kaip sumažinti ištaisytos įtampos pulsaciją

Lygintuvų gaunama įtampa nėra pastovi, o pulsuojanti. Jį sudaro pastovūs ir kintami komponentai. Kuo didesnis kintamasis komponentas konstantos atžvilgiu, tuo didesnis trikdis ir tuo prastesnė ištaisytos įtampos kokybė.

Kintamąjį komponentą sudaro harmonikos. Harmonikos dažniai apibrėžiami lygybe

f (n) = kmf,

čia k – harmoninis skaičius, k = 1, 2, 3,…, m – išlygintos įtampos impulsų skaičius, f – tinklo įtampos dažnis.

Įvertinama išlygintos įtampos pulsacijos koeficiento p kokybė, kuri priklauso nuo vidutinės ištaisytos įtampos vertės ir pagrindinės harmonikos amplitudės apkrovoje.

Ištaisytosios įtampos kreivėje esančių harmoninių komponentų tvarka n = km priklauso tik nuo impulsų skaičiaus ir nepriklauso nuo specifinio lygintuvo grandinės... Mažiausių skaičių harmonikos turi didžiausią amplitudę.

n eilės harmoninio komponento efektyvioji įtampos vertė priklauso nuo idealaus nereguliuojamo lygintuvo vidutinės ištaisytos įtampos Ud vertės:

Realiose grandinėse srovės perėjimas iš vieno diodo į kitą vyksta per tam tikrą ribotą laikotarpį, matuojant trupmenomis kintančios įtampos laikotarpis ir vadinamas perjungimo kampu... Perjungimo kampų buvimas labai padidina harmonikų amplitudę. Dėl to jūs auginate ištaisytų bangų susijaudinimą.

Ištaisytos įtampos kintamosios srovės komponentas, susidedantis iš žemo ir aukšto dažnio harmonikų, sukuria apkrovoje kintamąją srovę, kuri trukdo kitiems elektroniniams prietaisams.

Norėdami sumažinti išlygintos įtampos pulsaciją tarp lygintuvo išėjimo gnybtų ir apkrovos, įtraukite išlyginimo filtrą, kuris žymiai sumažina ištaisytos įtampos pulsaciją slopindamas harmonikas.

Pagrindiniai išlyginamųjų filtrų elementai yra induktoriai (droselinės sklendės) ir kondensatoriai, ir esant mažoms galioms bei tranzistoriams.

Pasyviųjų filtrų (be tranzistorių ir kitų stiprintuvų) veikimas pagrįstas reaktyviųjų elementų (induktoriaus ir kondensatoriaus) varžos vertės priklausomybe nuo dažnio. Induktoriaus varža Xl ir kondensatoriaus X° C: Xl = 2πfL, X° C = 1 / 2πfC,

čia f – srovės, tekančios per reaktyvųjį elementą, dažnis, L – droselio induktyvumas, C – kondensatoriaus talpa.

Iš reaktyviųjų elementų varžos formulių matyti, kad padidėjus srovės dažniui, ritės varža induktyvumas (droselis) didėja, o kondensatorius mažėja. Esant nuolatinei srovei, kondensatoriaus varža yra begalinė, o induktoriaus - nulis.

Ši savybė leidžia induktoriui laisvai praleisti nuolatinės srovės ir vėlinimo harmonikų komponentą.Be to, kuo didesnis harmoninis skaičius (kuo didesnis jo dažnis), tuo efektyviau jis sulėtėja. Priešingai, kondensatorius visiškai blokuoja nuolatinės srovės komponentą ir praleidžia harmonikas.

Pagrindinis filtro efektyvumą apibūdinantis parametras yra išlyginimo (filtravimo) koeficientas

q = p1 / p2,

kur p1 yra lygintuvo išėjimo bangos koeficientas grandinėje be filtro, p2 yra filtro išėjimo pulsacijos koeficientas.

Praktikoje naudojami pasyvūs L formos, U formos ir rezonansiniai filtrai. Plačiausiai naudojamos L ir U formos, kurių schemos pateiktos 1 pav

1 pav. Pasyviai išlyginimo L formos (a) ir U formos (b) filtrų schemos, siekiant sumažinti ištaisytos įtampos pulsaciją

Pradiniai filtro droselio L induktyvumo ir filtro kondensatoriaus C talpos skaičiavimo duomenys yra lygintuvo, grandinės varianto pulsacijos koeficientas ir reikalingas filtro išėjimo pulsacijos koeficientas.

Filtro parametrų skaičiavimas pradedamas nuo išlyginimo koeficiento nustatymo. Tada reikia atsitiktinai pasirinkti filtro grandinę ir joje esančio kondensatoriaus talpą. Filtro kondensatoriaus talpa parenkama iš toliau pateikto talpos diapazono.

Praktiškai naudojami kondensatoriai, kurių talpa yra tokia: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 uF. Esant aukštai darbinei įtampai rekomenduojama naudoti mažesnes šios serijos talpos vertes, o esant žemai įtampai – dideles.

Droselio induktyvumą L formos filtro grandinėje galima nustatyti pagal apytikslę išraišką

U formos schemai -

Formulėse talpa pakeičiama mikrofaradais, o rezultatas gaunamas henriais.

Įtampos ištaisytas pulsacijos įtampos filtravimas