Как да се намали вълната на коригираното напрежение

Напрежението, получено от токоизправителите, не е постоянно, а пулсира. Състои се от постоянни и променливи компоненти. Колкото по -голям е променливият компонент по отношение на константата, толкова по -голямо е вълнението и по -лошо е качеството на коригираното напрежение.

Променливият компонент се формира от хармоници. Хармоничните честоти се определят от равенството

f (n) =кмф,

където k е номерът на хармоника, k = 1, 2, 3,…, m е броят на импулсите на коригираното напрежение, f е честотата на мрежовото напрежение.

Оценява се качеството на коригираното напрежение коефициент на пулсации p, което зависи от средната стойност на коригираното напрежение и амплитудата на основната хармоника в товара.

Редът на хармоничните компоненти n = km, съдържащи се в кривата на коригираното напрежение, зависи само от броя на импулсите и не зависи от специфичния токоизправителни вериги… Хармониците на най -ниските числа имат най -високата амплитуда.

Ефективната стойност на напрежението на хармоничния компонент от порядъка на n зависи от средната стойност на коригираното напрежение Ud на идеален нерегулиран токоизправител:

В реални схеми текущият преход от един диод към друг се осъществява в рамките на определен краен период от време, измерен с дроби период на променливо напрежение и се обади ъгъл на превключване… Наличието на комутационни ъгли значително увеличава амплитудата на хармониците. В резултат на това растете коригирано вълново вълнение.

Променливотоковият компонент на коригираното напрежение, състоящ се от ниско и високочестотни хармоници, създава променлив ток в товара, който пречи на други електронни устройства.

За намаляване на пулсациите на коригираното напрежение между изходните клеми на токоизправителя и натоварването включват изглаждащ филтър, което значително намалява пулсациите на коригираното напрежение чрез потискане на хармониците.

Основните елементи на изглаждащите филтри са индуктори (дросели) и кондензатори, и при ниски мощности и транзистори.

Работата на пасивни филтри (без транзистори и други усилватели) се основава на честотната зависимост на стойността на съпротивлението на реактивните елементи (индуктор и кондензатор). Индукторно съпротивление Xл и кондензатор Х° С: Хл = 2πfL, X° С = 1 / 2πfC,

където f е честотата на тока, протичащ през реактивния елемент, L е индуктивността на дросела, C е капацитетът на кондензатора.

От формулите за съпротивление на реактивните елементи следва, че с увеличаване на честотата на тока, съпротивлението на бобината индуктивност (дросел) се увеличава, а кондензаторът намалява. За постоянен ток съпротивлението на кондензатора е безкрайно, а индукторът е нула.

Тази функция позволява на индуктора свободно да премине DC компонента на коригирания ток и да забави хармониците. Освен това, колкото по -голям е броят на хармониката (колкото по -висока е неговата честота), толкова по -ефективно се забавя. Напротив, кондензаторът напълно блокира DC компонента на тока и преминава хармоници.

Основният параметър, характеризиращ ефективността на филтъра е коефициент на изглаждане (филтриране)

q = p1 / p2,

където p1 е коефициентът на пулсации на изхода на токоизправителя във верига без филтър, p2 е коефициентът на пулсации на изхода на филтъра.

На практика се използват пасивни L-образни, U-образни и резонансни филтри. Най-широко използвани са L-образни и U-образни, диаграмите на които са показани на фигура 1

Фигура 1. Схеми на пасивно изглаждащи се L-образни (а) и U-образни (б) филтри за намаляване на пулсациите на коригираното напрежение

Първоначалните данни за изчисляване на индуктивността на филтърния дросел L и капацитета на филтърния кондензатор С са коефициентът на пулсации на токоизправителя, вариант на схемата и необходимия коефициент на пулсации на изхода на филтъра.

Изчисляването на параметрите на филтъра започва с определяне на коефициента на изглаждане. След това трябва произволно да изберете филтърната верига и капацитета на кондензатора в нея. Капацитетът на филтърния кондензатор се избира от диапазона на капацитета, даден по -долу.

На практика се използват кондензатори със следните мощности: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 uF. Препоръчително е да се използват по -малки стойности на капацитет от тази серия при високи работни напрежения и големи капацитети — при ниско напрежение.

Индуктивността на дросела в L-образната филтърна верига може да се определи от приблизителния израз

за U -образна схема —

Във формулите капацитетът е заместен в микрофарада, а резултатът се получава при хенри.

Филтриране на вълнообразно напрежение с коригирано напрежение