Како смањити таласање исправљеног напона

Напон који примају исправљачи није константан, већ пулсирајући. Састоји се од константних и променљивих компоненти. Што је променљива компонента већа у односу на константу, то је већи поремећај и лошији квалитет исправљеног напона.

Варијабилну компоненту формирају хармоници. Хармоничке фреквенције су дефинисане једнакошћу

ф (н) = кмф,

где је к хармонијски број, к = 1, 2, 3,…, м је број импулса исправљеног напона, ф је фреквенција мрежног напона.

Оцењује се квалитет коефицијента таласа исправљеног напона п, који зависи од просечне вредности исправљеног напона и амплитуде основног хармоника у оптерећењу.

Редослед хармонијских компоненти н = км садржаних у кривој исправљеног напона зависи само од броја импулса и не зависи од специфичности исправљачка кола... Највећу амплитуду имају хармоници најнижих бројева.

Ефективна вредност напона хармонијске компоненте реда н зависи од просечне вредности исправљеног напона Уд идеалног нерегулисаног исправљача:

У стварним колима, тренутни прелаз са једне диоде на другу одвија се у одређеном коначном временском периоду, мерено у разломцима период наизменичне напетости и назива се угао преклапања... Присуство углова пребацивања у великој мери повећава амплитуду хармоника. Као резултат, расте узбуђење исправљеног таласа.

АЦ компонента исправљеног напона, која се састоји од хармоника ниске и високе фреквенције, ствара наизменичну струју у оптерећењу која омета друге електронске уређаје.

За смањење таласа исправљеног напона између излазних стезаљки исправљача и оптерећења укључен је филтер за изравнавање, који значајно смањује таласање исправљеног напона потискивањем хармоника.

Главни елементи филтера за изравнавање су индуктори (пригушивачи) и кондензатори, и при малим снагама и транзисторима.

Рад пасивних филтера (без транзистора и других појачавача) заснива се на фреквентној зависности вредности отпора реактивних елемената (индуктора и кондензатора). Отпор индуктора Ксл и кондензатора Кс° Ц: Ксл = 2πфЛ, Кс° Ц = 1 / 2πфЦ,

где је ф фреквенција струје која тече кроз реактивни елемент, Л је индуктивност пригушнице, Ц је капацитивност кондензатора.

Из формула за отпор реактивних елемената следи да са повећањем фреквенције струје отпор завојнице индуктивност (пригушница) повећава а кондензатор опада. За једносмерну струју, отпор кондензатора је бесконачан, а индуктор је нула.

Ова карактеристика омогућава индуктору да слободно прође једносмерну компоненту исправљене струје и хармоника кашњења.Такође, што је већи хармонијски број (што је већа његова фреквенција), то ефикасније успорава. Напротив, кондензатор потпуно блокира једносмерну компоненту струје и пропушта хармонике.

Главни параметар који карактерише ефикасност филтера је коефицијент изглађивања (филтрирања).

к = п1 / п2,

где је п1 фактор таласања излаза исправљача у колу без филтера, п2 је фактор таласања излаза филтера.

У пракси се користе пасивни филтери у облику слова Л, у облику слова У и резонантни филтери. Највише се користе у облику слова Л и У, чији су дијаграми приказани на слици 1.

Слика 1. Шеме пасивно изглађујућих филтера у облику слова Л (а) и у облику слова У (б) за смањење исправљеног таласа напона

Почетни подаци за прорачун индуктивности филтерске пригушнице Л и капацитивности филтерског кондензатора Ц су фактор таласања исправљача, варијанта кола и потребни фактор таласања излаза филтера.

Прорачун параметара филтера почиње одређивањем коефицијента изравнавања. Затим морате насумично одабрати коло филтера и капацитет кондензатора у њему. Капацитет филтерског кондензатора се бира из доле наведеног опсега капацитивности.

У пракси се користе кондензатори следећих капацитета: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 уФ. Препоручљиво је користити мање вредности капацитивности ове серије при високим радним напонима и велике капацитивности при ниским напонима.

Индуктивност пригушнице у кругу филтера у облику слова Л може се одредити из приближног израза

за шему у облику слова У -

У формулама, капацитивност се замењује у микрофарадима, а резултат се добија у хенрима.

Филтрирање напонског исправљеног таласног напона