ланцюги фільтрації
Випрямляч видає пульсує напруга постійного струму, яке не годиться для харчування більшості електронних ланцюгів, тому в блоках харчування, як правило, після випрямляча варто фільтр. Фільтр перетворює пульсує напруга в гладке напруга постійного струму.
Найпростішим фільтром є конденсатор. включений паралельно виходу випрямляча. На рісісунке порівнюється вихідна напруга випрямляча без фільтра та з фільтруючим конденсатором.
Конденсатор працює в такому колі наступним чином. Коли на аноді діода позитивний потенціал, по ланцюгу тече струм. В цей час фільтруючий конденсатор заряджається в полярності. За чверть періоду вхідного сигналу конденсатор заряджається до максимального потенціалу ланцюга.
Коли напруга вхідного сигналу починає падати, конденсатор розряджається через навантаження. Швидкість розряду конденсатора залежить від постійної часу RC, а, отже, від опору навантаження. Постійна часу розряду велика в порівнянні з періодом змінного струму. Отже, період закінчується раніше, ніж конденсатор може розрядитися. Тому після першої чверті періоду струм через навантаження підтримується розряджається конденсатором. Як тільки конденсатор починає розряджатися, напруга на ньому зменшується. Однак до того, як конденсатор повністю розрядиться, почнеться наступний період синусоїди. На аноді діода знову з'явиться позитивний потенціал, що дозволить йому проводити струм. Конденсатор зарядиться знову, і цикл повториться. В результаті, пульсації напруги згладяться, і вихідна напруга фактично підвищиться
Чим більше ємність конденсатора, тим більше постійна часу RC. Це призводить до більш повільного розряду конденсатора, що підвищує вихідну напругу. Наявність конденсатора дозволяє диоду в ланцюзі проводити струм протягом короткого періоду часу. Коли діод не проводить, конденсатор забезпечує навантаження струмом. Якщо навантаження споживає великий струм, то повинен використовуватися конденсатор великої ємності.
Ємнісний фільтр в двопівперіодним або мостовому випрямлячі поводиться точно так само, як і описаний ємнісний фільтр в однополуперіодним випрямлячі. На малюнку показано вихідна напруга двухполуперіодного або мостового випрямляча.
Частота пульсацій цієї напруги вдвічі більше, ніж у однополупериодного випрямляча. Коли до виходу випрямляча приєднується ємнісний фільтр, конденсатор не встигає сильно розрядитися до початку наступного імпульсу. Вихідна напруга досить висока. Якщо використовується конденсатор великої ємності, то вихідна напруга дорівнює максимальному напрузі вхідного сигналу. Отже, конденсатор краще фільтрує напругу в двонапівперіодною ланцюга, ніж в однополупе- ріодной.
Призначення фільтруючого конденсатора - згладжування пульсацій постійної напруги випрямляча. Якість роботи фільтра визначається величиною пульсацій, що залишаються в постійній напрузі. Величину пульсацій можна зменшити шляхом використання конденсатора більшої місткості або шляхом збільшення опору навантаження. Зазвичай опір навантаження визначається при розрахунку ланцюга. Отже, ємність фільтруючого конденсатора диктується допустимою величиною пульсацій.
Необхідно відзначити, що фільтрує конденсатор створює додаткове навантаження на діоди. використовувані у випрямлячі. На малюнку зображено однополупері- одний і двонапівперіодний випрямлячі з фільтруючим конденсатором.
Конденсатор заряджається до максимального значення напруги вторинної обмотки і утримує це значення протягом усього циклу вхідного напруги. Коли діод стає зміщеним у зворотному напрузі, він замикається, і максимальне негативне напруга потрапляє на анод діода. Фільтруючий конденсатор утримує максимальне позитивне напруга на катоді діода. Різниця потенціалів на діоді в два рази перевищує максимальне значення напруги вторинної обмотки. Для випрямляча повинен бути обраний діод, що витримує таку напругу.
Максимальна напруга, яке може витримати діод, будучи зміщеним у зворотному напрямку, називається імпульсним зворотним напругою діода. Імпульсна зворотна напруга діода, обраного для випрямляча, має бути вище, ніж подвоєне максимальна напруга вторинної обмотки. В ідеалі діод повинен працювати при 80% номінального значення зворотної напруги для того, щоб витримати зміни вхідного напруги. Це стосується як однополупериодного, так і двухполуперіодного випрямляча. Але це не так для мостового випрямляча.
До диодам в мостовому випрямлячі ніколи не прикладається напруга, більша ніж максимальна напруга вторинної обмотки. На рісісунке до жодного з діодів не доклали напругу, що перевищує максимальне значення вхідного сигналу.
Використання діодів з більш низькими значеннями імпульсного зворотної напруги є ще однією перевагою мостового випрямляча.
Рейтинг: 5 / Голосів: 1