Mga anti-aliasing na filter at mga stabilizer ng boltahe

Idinisenyo ang mga smoothing filter upang bawasan ang rectified boltahe ripple. Nasusuri ang ripple smoothing ng smoothing factor q.

Ang mga pangunahing elemento ng smoothing filter ay mga capacitor, inductors at mga transistor na ang resistensya ay naiiba para sa direkta at alternating na alon.

Depende sa uri ng elemento ng filter, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng capacitive, inductive at electronic na mga filter. Ayon sa bilang ng mga link sa pag-filter, nahahati ang mga filter sa single-link at multi-link.

Ang capacitive filter ay isang capacitor na may malaking kapasidad na konektado kahanay sa load resistor Rn. Ang isang kapasitor ay may mataas na DC resistance at mababang AC resistance. Isaalang-alang natin ang pagpapatakbo ng filter sa halimbawa ng isang half-wave rectifier circuit (Larawan 1, a).

Figure 1-Single-phase half-wave rectifier na may capacitive filter: a) circuit b) timing diagram ng operasyon

Kapag ang isang positibong kalahating alon ay dumadaloy sa agwat ng oras t0 - t1 (Larawan 2.63, b), ang kasalukuyang pag-load (kasalukuyang diode) at ang kasalukuyang daloy ng singil ng kapasitor.Ang kapasitor ay sinisingil at sa oras na t1 ang boltahe sa kapasitor ay lumampas sa boltahe drop ng pangalawang paikot-ikot - ang diode ay nagsasara at sa pagitan ng oras t1 - t2 ang kasalukuyang sa load ay ibinibigay ng paglabas ng kapasitor. Si Che. ang kasalukuyang sa load ay patuloy na dumadaloy, na makabuluhang binabawasan ang ripple ng rectified boltahe.

Kung mas malaki ang kapasidad ng kapasitor Cf, mas maliit ang paggulo. Ito ay tinutukoy ng oras ng paglabas ng kapasitor - ang pare-parehong oras ng paglabas τ = СfRн. Sa τ> 10, ang koepisyent ng smoothing ay tinutukoy ng formula q = 2π fc m Cf Rn, kung saan ang fc ay ang dalas ng network, ang m ay ang bilang ng kalahating panahon ng rectified boltahe.

Inirerekomenda na gumamit ng capacitive filter na may mataas na resistensya ng RH load resistor sa mababang kapangyarihan ng pagkarga.

Induktibong filter (choke) ay konektado sa serye na may Rn (Larawan 3, a). Ang inductance ay may mababang DC resistance at mataas na AC resistance. Ang ripple smoothing ay batay sa hindi pangkaraniwang bagay ng self-induction, na sa una ay pinipigilan ang kasalukuyang pagtaas, at pagkatapos ay sinusuportahan ito sa pagbaba nito (Larawan 2, b).

Figure 2-Single-phase half-wave rectifier na may inductive filter: a) circuit, b) timing diagram ng operasyon

Ang mga inductive na filter ay ginagamit sa mga rectifier ng daluyan at mataas na kapangyarihan, iyon ay, sa mga rectifier na tumatakbo na may malalaking alon ng pagkarga.

Ang smoothing coefficient ay tinutukoy ng formula: q = 2π fs m Lf / Rn

Ang pagpapatakbo ng capacitive at inductive filter ay batay sa katotohanan na sa panahon ng daloy ng kasalukuyang natupok ng network, ang kapasitor at ang inductor ay nag-iimbak ng enerhiya, at kapag walang kasalukuyang mula sa network, o bumababa ito, ang mga elemento ay nagbibigay. isang pagsara ng nakaimbak na enerhiya, pinapanatili ang kasalukuyang (ang boltahe ) sa pagkarga.

Ang mga multi-junction filter ay gumagamit ng mga smoothing properties ng parehong capacitors at inductors. Sa mga low-power rectifier, kung saan ang paglaban ng risistor ng pagkarga ay ilang kOhm, sa halip na ang choke Lf, ang risistor Rf ay kasama, na makabuluhang binabawasan ang masa at sukat ng filter.

Ipinapakita ng Figure 3 ang mga uri ng LC at RC ladder filter.

Figure 3-Multi-junction na mga filter: a) L-shaped na LC, b) U-shaped na LC, c) RC-filter

Ang mga stabilizer ay idinisenyo upang patatagin ang isang pare-parehong boltahe (kasalukuyan) ng pagkarga sa panahon ng mga pagbabago sa boltahe ng mains at mga pagbabago sa kasalukuyang natupok ng pagkarga.

Ang mga stabilizer ay nahahati sa boltahe at kasalukuyang mga stabilizer, pati na rin ang mga parametric at kompensasyon. Ang katatagan ng output boltahe ay sinusuri ng stabilization factor Kst.

Parametric stabilizer batay sa paggamit ng isang elemento na may non-linear na katangian - isang semiconductor zener diode Ang boltahe ng zener diode ay halos pare-pareho na may makabuluhang pagbabago sa reverse current sa pamamagitan ng device.

Ang parametric stabilizer circuit ay ipinapakita sa Figure 4. Ang input boltahe UBX ay ipinamamahagi sa pagitan ng paglilimita ng risistor Rlim at ng parallel-connected zener diode VD at ng load resistor Rn.

Larawan 4 — Parametric stabilizer

Habang tumataas ang boltahe ng input, tataas ang kasalukuyang sa pamamagitan ng zener diode, na nangangahulugan na ang kasalukuyang sa pamamagitan ng paglilimita ng risistor ay tataas at isang mas malaking pagbaba ng boltahe ang magaganap sa kabuuan nito, at ang boltahe ng pagkarga ay mananatiling hindi nagbabago.

Ang parametric stabilizer ay may Kst ng order na 20-50. Ang mga disadvantages ng ganitong uri ng mga stabilizer ay mababa ang stabilization currents at mababang kahusayan.

Ginagamit ang mga parametric stabilizer bilang mga pantulong na mapagkukunan ng boltahe, gayundin kapag maliit ang load current — hindi hihigit sa daan-daang milliamps.

Ang isang compensating stabilizer ay gumagamit ng variable resistance ng transistor bilang isang limiting resistor. Habang tumataas ang boltahe ng input, tumataas din ang paglaban ng transistor, naaayon, habang bumababa ang boltahe, bumababa ang paglaban. Sa kasong ito, ang boltahe sa pagkarga ay nananatiling hindi nagbabago.

Ang stabilizer circuit ng transistors ay ipinapakita sa Figure 5. Ang prinsipyo ng regulasyon ng output boltahe URn ay batay sa isang pagbabago sa kondaktibiti ng regulasyon transistor VT1.

Figure 5 — Schematic ng compensating voltage regulator

Ang isang circuit ng paghahambing ng boltahe at isang DC amplifier ay binuo sa transistor VT2. Ang pagsukat ng circuit na R3, R4, R5 ay kasama sa base circuit nito, at ang reference na mapagkukunan ng boltahe na R1VD ay kasama sa emitter circuit.

Halimbawa, habang tumataas ang input boltahe, tataas din ang output, na hahantong sa pagtaas ng boltahe sa base ng transistor VT2, habang sa parehong oras ang potensyal ng emitter VT2 ay mananatiling pareho.Ito ay hahantong sa isang pagtaas sa kasalukuyang base, at samakatuwid ang kasalukuyang kolektor ng transistor VT2 - ang base potensyal ng transistor VT1 ay bababa, ang transistor ay magsasara at ang isang mas malaking pagbaba ng boltahe ay magaganap dito, at ang output boltahe ay mananatiling hindi nagbabago.

Ngayon, ang mga stabilizer ay ginawa sa anyo ng mga integrated circuit. Ang isang tipikal na pamamaraan para sa pag-on ng integrated stabilizer ay ipinapakita sa Figure 6.

Figure 6 — Karaniwang eskematiko para sa pag-on ng built-in na stabilizer ng boltahe

Ang pagtatalaga ng mga output ng stabilizer microcircuit: «IN» — input, «OUT» — output, «GND» — karaniwan (case). Kung ang stabilizer ay adjustable, pagkatapos ay mayroong isang output «ADJ» — pagsasaayos.

Ang pagpili ng stabilizer ay batay sa halaga ng output boltahe, ang pinakamataas na kasalukuyang load at ang hanay ng pagkakaiba-iba ng input boltahe.