Cum să reduceți ondulația de tensiune redresată

Tensiunea primită de redresoare nu este constantă, ci pulsatorie. Este format din componente constante și variabile. Cu cât componenta variabilă este mai mare în raport cu constanta, cu atât perturbația este mai mare și calitatea tensiunii redresate este mai proastă.

Componenta variabilă este formată din armonici. Frecvențele armonice sunt definite de egalitate

f (n) =kmf,

unde k este numărul armonic, k = 1, 2, 3,..., m este numărul de impulsuri ale tensiunii redresate, f este frecvența tensiunii de rețea.

Se evaluează calitatea coeficientului de ondulare a tensiunii redresate p, care depinde de valoarea medie a tensiunii redresate și de amplitudinea armonicii fundamentale din sarcină.

Ordinea componentelor armonice n = km cuprinse în curba tensiunii redresate depinde numai de numărul de impulsuri și nu depinde de specificul circuite redresoare... Armonicile celor mai mici numere au cea mai mare amplitudine.

Valoarea tensiunii efective a componentei armonice de ordinul lui n depinde de valoarea medie a tensiunii redresate Ud a unui redresor ideal nereglat:

În circuitele reale, trecerea curentului de la o diodă la alta are loc într-o anumită perioadă finită de timp, măsurată în fracții perioadă de tensiune alternativă și numit unghi de comutare... Prezența unghiurilor de comutare crește foarte mult amplitudinea armonicilor. Ca rezultat, creșteți excitarea valului rectificat.

Componenta AC a tensiunii redresate, constând din armonici de joasă și înaltă frecvență, creează un curent alternativ în sarcină care interferează cu alte dispozitive electronice.

Pentru a reduce ondulația tensiunii redresate între bornele de ieșire ale redresorului și sarcină, includeți un filtru de netezire, care reduce semnificativ ondularea tensiunii redresate prin suprimarea armonicilor.

Elementele principale ale filtrelor de netezire sunt inductori (accelerare) și condensatoare, și la puteri mici și tranzistori.

Funcționarea filtrelor pasive (fără tranzistoare și alte amplificatoare) se bazează pe dependența de frecvență a valorii rezistenței elementelor reactive (inductor și condensator). Rezistența inductorului Xl și condensatorul X° C: Xl = 2πfL, X° C = 1 / 2πfC,

unde f este frecvența curentului care curge prin elementul reactiv, L este inductanța bobinei, C este capacitatea condensatorului.

Din formulele de rezistență a elementelor reactive rezultă că odată cu creșterea frecvenței curentului, rezistența bobinei inductanță (choke) crește și condensatorul scade. Pentru curent continuu, rezistența condensatorului este infinită, iar inductorul este zero.

Această caracteristică permite inductorului să treacă liber componenta DC a armonicilor de curent rectificat și de întârziere.De asemenea, cu cât numărul armonic este mai mare (cu cât frecvența acestuia este mai mare), cu atât încetinește mai eficient. Dimpotrivă, condensatorul blochează complet componenta DC a curentului și trece armonici.

Principalul parametru care caracterizează eficacitatea filtrului este coeficientul de netezire (filtrare).

q = p1 / p2,

unde p1 este factorul de ondulare al ieșirii redresorului într-un circuit fără filtru, p2 este factorul de ondulare al ieșirii filtrului.

În practică, se folosesc filtre pasive în formă de L, în formă de U și rezonante. Cele mai utilizate sunt în formă de L și în formă de U, ale căror diagrame sunt prezentate în Figura 1

Figura 1. Scheme de netezire pasivă a filtrelor în formă de L (a) și în formă de U (b) pentru a reduce ondulația de tensiune redresată

Datele inițiale pentru calcularea inductanței inductanței filtrului L și a capacității condensatorului filtrului C sunt factorul de ondulare al redresorului, varianta de circuit și factorul de ondulare necesar al ieșirii filtrului.

Calculul parametrilor filtrului începe cu determinarea coeficientului de netezire. Apoi, trebuie să alegeți la întâmplare circuitul de filtru și capacitatea condensatorului din acesta. Capacitatea condensatorului de filtru este selectată din intervalul de capacitate prezentat mai jos.

În practică, se folosesc condensatoare cu următoarele capacități: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 uF. Se recomandă utilizarea unor capacități mai mici ale acestei serii la tensiuni mari de funcționare și capacități mari la tensiuni joase.

Inductanța de șoc în circuitul de filtru în formă de L poate fi determinată din expresia aproximativă

pentru o schemă în formă de U -

În formule, capacitatea este substituită în microfarade, iar rezultatul se obține în henri.

Tensiune rectificată Ripple Tensiune de filtrare