Paano bawasan ang rectified boltahe ripple

Ang boltahe na natanggap ng mga rectifier ay hindi pare-pareho, ngunit pulsating. Binubuo ito ng pare-pareho at variable na mga bahagi. Ang mas malaki ang variable na bahagi na may paggalang sa pare-pareho, mas malaki ang kaguluhan at mas masahol pa ang kalidad ng rectified boltahe.

Ang variable na bahagi ay nabuo ng mga harmonika. Ang mga harmonic frequency ay tinutukoy ng pagkakapantay-pantay

f (n) =kmf,

kung saan ang k ay ang maharmonya na numero, k = 1, 2, 3,…, m ay ang bilang ng mga pulso ng rectified boltahe, f ay ang dalas ng boltahe ng mains.

Ang kalidad ng rectified boltahe ripple coefficient p ay sinusuri, na depende sa average na halaga ng rectified boltahe at ang amplitude ng pangunahing harmonic sa pagkarga.

Ang pagkakasunud-sunod ng mga harmonic na bahagi n = km na nakapaloob sa rectified curve ng boltahe ay nakasalalay lamang sa bilang ng mga pulso at hindi nakasalalay sa tiyak rectifier circuits... Ang mga harmonika ng pinakamababang numero ay may pinakamataas na amplitude.

Ang epektibong halaga ng boltahe ng harmonic na bahagi ng pagkakasunud-sunod ng n ay depende sa average na halaga ng rectified boltahe Ud ng isang perpektong unregulated rectifier:

Sa totoong mga circuit, ang kasalukuyang paglipat mula sa isang diode patungo sa isa pa ay nagaganap sa loob ng isang tiyak na takdang panahon, na sinusukat sa mga fraction. panahon ng alternating tensyon at tinatawag na switching angle... Ang pagkakaroon ng mga switching angle ay lubos na nagpapataas ng amplitude ng harmonics. Bilang isang resulta, lumalaki ka ng naayos na kaguluhan ng alon.

Ang AC component ng rectified boltahe, na binubuo ng mababa at mataas na frequency harmonics, ay lumilikha ng AC current sa load na nakakasagabal sa iba pang mga electronic device.

Upang mabawasan ang ripple ng rectified boltahe sa pagitan ng mga terminal ng output ng rectifier at ang load isama ang isang smoothing filter, na makabuluhang binabawasan ang ripple ng rectified boltahe sa pamamagitan ng pagsugpo sa mga harmonika.

Ang mga pangunahing elemento ng smoothing filter ay inductors (throttles) at mga kapasitor, at sa mababang kapangyarihan at transistor.

Ang pagpapatakbo ng mga passive na filter (nang walang transistors at iba pang mga amplifier) ​​ay batay sa dalas ng pag-asa ng halaga ng paglaban ng mga reaktibong elemento (inductor at capacitor). Inductor resistance Xl at capacitor X° C: Xl = 2πfL, X° C = 1 / 2πfC,

kung saan ang f ay ang dalas ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng reaktibong elemento, L ay ang inductance ng choke, C ay ang kapasidad ng kapasitor.

Mula sa mga formula para sa paglaban ng mga reaktibong elemento, sinusunod nito na sa pagtaas ng dalas ng kasalukuyang, ang paglaban ng likid inductance (mabulunan) tumataas at bumababa ang kapasitor. Para sa direktang kasalukuyang, ang paglaban ng kapasitor ay walang katapusan at ang inductor ay zero.

Ang tampok na ito ay nagbibigay-daan sa inductor na malayang pumasa sa DC component ng rectified current at delay harmonics.Gayundin, mas mataas ang harmonic na numero (mas mataas ang dalas nito), mas epektibo itong bumagal. Sa kabaligtaran, ganap na hinaharangan ng kapasitor ang bahagi ng DC ng kasalukuyang at pumasa sa mga harmonika.

Ang pangunahing parameter na nagpapakilala sa pagiging epektibo ng filter ay ang smoothing (filtering) coefficient

q = p1 / p2,

kung saan ang p1 ay ang ripple factor ng rectifier output sa isang circuit na walang filter, ang p2 ay ang ripple factor ng filter output.

Sa pagsasagawa, ginagamit ang mga passive na L-shaped, U-shaped at resonant na mga filter. Ang pinaka-tinatanggap na ginagamit ay hugis-L at hugis-U, na ang mga diagram ay ipinapakita sa Figure 1

Figure 1. Schematics ng passively smoothing na L-shaped (a) at U-shaped (b) na mga filter upang mabawasan ang rectified voltage ripple

Ang paunang data para sa pagkalkula ng inductance ng filter choke L at ang capacitance ng filter capacitor C ay ang ripple factor ng rectifier, circuit variant at ang kinakailangang ripple factor ng filter output.

Ang pagkalkula ng mga parameter ng filter ay nagsisimula sa pagpapasiya ng koepisyent ng smoothing. Pagkatapos ay kailangan mong random na piliin ang filter circuit at ang kapasidad ng kapasitor sa loob nito. Ang capacitance ng filter capacitor ay pinili mula sa capacitance range na ibinigay sa ibaba.

Sa pagsasagawa, ang mga capacitor na may mga sumusunod na kapasidad ay ginagamit: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 uF. Inirerekomenda na gumamit ng mas maliit na mga halaga ng capacitance ng seryeng ito sa mataas na operating voltages at malalaking capacitance sa mababang boltahe.

Ang choke inductance sa L-shaped na filter circuit ay maaaring matukoy mula sa tinatayang expression

para sa isang hugis-U na scheme -

Sa mga formula, ang kapasidad ay pinalitan sa microfarads, at ang resulta ay nakuha sa henries.

Voltage Rectified Ripple Voltage Filtering