Ємнісний фільтр на виході випрямляча - Студопедія
Завданням фільтра, розміщеного на виході випрямляча, є зменшення пульсації у випрямленій напрузі. Вихідна напруга випрямляча є напівсинусоїдою, миттєве значення якої змінюється від нуля до максимального значення. Така напруга має певну постійну складову, яка, однак, не підходить для живлення транзисторів та ламп через наявність “небажаної” змінної складової. Змінна складова в напрузі живлення викликає нестійкість робочої точки і проникає в корисний сигнал, що проходить через схеми, що живляться цим "небажаним" коливанням. Через використання фільтра на виході випрямляча отримують постійну напругу з відносно невеликою змінною складовою, значення якої може бути настільки малим, що можна використовувати для живлення транзисторів і ламп, тобто. як напруга живлення. Змінна складова в напрузі живлення повинна бути в багато разів менше корисного сигналу, що проходить через дану схему. Тому при живленні випрямленою напругою схем, що працюють при малих сигналах, необхідно застосовувати фільтри з достатньою ефективністю фільтрації.
Типи фільтрів використовувані на виході випрямлячів, це фільтри нижніх частот, що пропускають з малим загасанням постійну складову (з частотою, що дорівнює 0 Гц) і з великим згасанням змінну складову (у разі випрямлячів напруги з частотою 50, 100 Гц і більше), причому ослаблення пульсацій тим більше, що більше частота змінної складової. В однонапівперіодних мережних випрямлячах частота основної складової пульсацій дорівнює 50, у двонапівперіодних - 100 Гц. З цього випливає, що ефективніше придушуються пульсації, що виникають на виходідвонапівперіодного випрямляча. Крім основної частоти у випрямленому коливанні є низка гармонійних частот.
Типи фільтрів, що використовуються на виході випрямлячів, представлені на рисунках 1.9 – 1.14. Вони відрізняються не тільки електричною схемою, а й ефективністю фільтрації та впливом на роботу випрямляча. Використовувані на виході випрямлячів фільтри зазвичай поділяють на дві групи: з ємнісним та індуктивним входами.
Фільтром з ємнісним входом називається фільтр, на вході якого паралельно до схеми включений конденсатор (див. рис. 1.9, а) Існує кілька варіантів такого фільтра. Розглянемо спочатку найпростіший фільтр (див. рис. 1.10 а).
Конденсатор фільтра, включений паралельно як з випрямлячем, і з навантаженням, заряджається тоді, коли діод проводить струм. Вторинна обмотка трансформатора, діод та конденсатор утворюють ланцюг зарядки. Постійна час зарядки мала, оскільки як опір обмотки, так і опір діода у відкритому стані малі. Завдяки цьому конденсатор дуже швидко заряджається до пікового значення напруги, що потрапляє на фільтр. Якщо миттєве значення напруги починає зменшуватися, то конденсатор розряджається через опір навантаження. Постійна часу розряду, яка залежить від заданої ємності конденсатора в основному від опору, відносно велика, тому розряд відбувається повільно. Напруга на конденсаторі має невеликі зміни, яке середнє значення велике. Це означає, що конденсатор фільтра зменшує пульсації (згладжує вихідне коливання) і одночасно збільшує постійну складову порівняно з постійною складовою коливання без цього конденсатора. При дуже великому часі розряду, яку отримують привеликому опорі навантаження, стала складова близька до максимального значення напруги.
Так само великий вплив конденсатора, що фільтрує, на зворотну напругу, що діє на випрямлювальному діоді під час замикання. У схемі без конденсатора зворотна напруга, наприклад для однонапівперіодного випрямляча, дорівнює максимальному вхідному напрузі. У схемі з фільтром з ємнісним входом напруга на конденсаторі приблизно дорівнює максимальному значенню і направлено таким чином, що катод діода зміщений позитивно. У той же час на аноді діода діє негативна напруга, також дорівнює максимальному вхідному напрузі. Тому в схемі з аналізованим фільтруючим конденсатором на діоді діє результуюча напруга, що дорівнює подвійному максимальному напругі, що випрямляється. Слід також звернути увагу на той факт, що під час заряду конденсатора, що фільтрує (наприклад, під час включення випрямляча мережі) імпульс зарядного струму дуже великий і буде тим більшим, чим більше ємність. Зарядний струм повинен забезпечуватись діодом, пристосованим для роботи при великих імпульсах струму. Для захисту діода від перевантаження надмірно великим струмом часто послідовно з діодом (особливо у випадку напівпровідникового діода) включають резистор, що обмежує струм, з опором приблизно 100 Ом.
Лабораторна робота №1 Дослідження роботи діода
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: