Kā samazināt rektificētā sprieguma pulsāciju

Spriegums, ko saņem taisngrieži, nav nemainīgs, bet pulsējošs. Tas sastāv no nemainīgām un mainīgām sastāvdaļām. Jo lielāka ir mainīgā komponente attiecībā pret konstanti, jo lielāks ir traucējums un sliktāka rektificētā sprieguma kvalitāte.

Mainīgo komponentu veido harmonikas. Harmoniskās frekvences nosaka vienādība

f (n) = kmf,

kur k ir harmoniskais skaitlis, k = 1, 2, 3,…, m ir rektificētā sprieguma impulsu skaits, f ir tīkla sprieguma frekvence.

Tiek novērtēta rektificētā sprieguma pulsācijas koeficienta p kvalitāte, kas ir atkarīga no rektificētā sprieguma vidējās vērtības un pamatharmonikas amplitūdas slodzē.

Rektificētajā sprieguma līknē ietverto harmonisko komponentu secība n = km ir atkarīga tikai no impulsu skaita un nav atkarīga no konkrētā taisngriežu ķēdes... Vislielākā amplitūda ir zemāko skaitļu harmonikām.

Harmoniskās komponentes efektīvā sprieguma vērtība n kārtībā ir atkarīga no ideāla neregulēta taisngrieža rektificētā sprieguma Ud vidējās vērtības:

Reālās ķēdēs strāvas pāreja no vienas diodes uz otru notiek noteiktā ierobežotā laika periodā, ko mēra daļās mainīgas spriedzes periods un sauc par pārslēgšanas leņķi... Pārslēgšanas leņķu klātbūtne ievērojami palielina harmoniku amplitūdu. Tā rezultātā jūs audzējat rektificētu viļņu uztraukumu.

Rektificētā sprieguma maiņstrāvas komponente, kas sastāv no zemas un augstas frekvences harmonikām, rada slodzē maiņstrāvu, kas traucē citām elektroniskām ierīcēm.

Lai samazinātu rektificētā sprieguma pulsāciju starp taisngrieža izejas spailēm un slodzi, iekļauj izlīdzinošo filtru, kas ievērojami samazina rektificētā sprieguma pulsāciju, nomācot harmonikas.

Izlīdzināšanas filtru galvenie elementi ir induktori (droseles) un kondensatori, un ar zemu jaudu un tranzistoriem.

Pasīvo filtru (bez tranzistoriem un citiem pastiprinātājiem) darbība balstās uz reaktīvo elementu (induktora un kondensatora) pretestības vērtības atkarību no frekvences. Induktora pretestība Xl un kondensators X° C: Xl = 2πfL, X° C = 1 / 2πfC,

kur f ir strāvas frekvence, kas plūst caur reaktīvo elementu, L ir droseles induktivitāte, C ir kondensatora kapacitāte.

No reaktīvo elementu pretestības formulām izriet, ka, palielinoties strāvas frekvencei, spoles pretestība induktivitāte (drosele) palielinās un kondensators samazinās. Līdzstrāvai kondensatora pretestība ir bezgalīga, un induktors ir nulle.

Šī funkcija ļauj induktoram brīvi izlaist taisnās strāvas un aiztures harmonikas līdzstrāvas komponenti.Turklāt, jo augstāks ir harmoniskais skaitlis (jo augstāka tā frekvence), jo efektīvāk tas palēninās. Gluži pretēji, kondensators pilnībā bloķē strāvas līdzstrāvas komponentu un iziet harmonikas.

Galvenais filtra efektivitāti raksturojošais parametrs ir izlīdzināšanas (filtrēšanas) koeficients

q = p1/p2,

kur p1 ir taisngrieža izejas pulsācijas koeficients ķēdē bez filtra, p2 ir filtra izejas pulsācijas koeficients.

Praksē tiek izmantoti pasīvie L-veida, U-veida un rezonanses filtri. Visplašāk tiek izmantotas L-veida un U-veida, kuru diagrammas parādītas 1.attēlā

1. attēls. Pasīvās izlīdzināšanas L formas (a) un U formas (b) filtru shēmas, lai samazinātu rektificēta sprieguma pulsāciju

Sākotnējie dati filtra droseles L induktivitātes un filtra kondensatora C kapacitātes aprēķināšanai ir taisngrieža, ķēdes varianta pulsācijas koeficients un filtra izejas nepieciešamais pulsācijas koeficients.

Filtra parametru aprēķins sākas ar izlīdzināšanas koeficienta noteikšanu. Tad jums nejauši jāizvēlas filtra ķēde un tajā esošā kondensatora kapacitāte. Filtra kondensatora kapacitāte tiek izvēlēta no zemāk norādītā kapacitātes diapazona.

Praksē tiek izmantoti kondensatori ar šādu jaudu: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 uF. Ieteicams izmantot mazākas šīs sērijas kapacitātes vērtības pie augsta darba sprieguma un lielas kapacitātes pie zema sprieguma.

Droseles induktivitāti L-veida filtra ķēdē var noteikt pēc aptuvenās izteiksmes

U veida shēmai —

Formulās kapacitāte ir aizstāta ar mikrofarādi, un rezultāts tiek iegūts henrī.

Sprieguma rektificēta pulsācijas sprieguma filtrēšana