Šiame straipsnyje nagrinėjama, kaip vienpusio lyginimo (rectification) išėjimo pulsuojanti nuolatinė įtampa priklauso nuo filtrų parametrų. Pristatomi pagrindiniai filtrų tipai, jų veikimo principai, galios elektronikos laboratorijų patirtiniai rekomendacijų rinkiniai ir praktiniai pavyzdžiai, kaip pasirinkti tinkamus filtrus skirtingoms apkrovoms.
Kryptinis požiūris į vienpusio lygintuvo darbą
Vienpusis lygintuvas yra paprasta grandinė, skirta kintamajai srovei paversti pulsuojančia nuolatine srove. Diodo savybė praleisti srovę tik viena kryptimi yra esminė jo veikimui. Pirmasis pusperiodis: kai diodas VD gauna teigiamą įtampą, grandinė tampa laidži, srovė teka ir ant apkrovos RL suformuoja įtampą. Antrasis pusperiodis: diodas tampa nelaidus ir srovė grandine neteka. Todėl išėjimo įtampa yra pulsuojanti, su tik vienu teigiamu pusperiodiu.
Pulsacijų koeficientas kp ir išėjimo įtampos pokytis ΔU0 priklauso nuo filtro grandinės tipo ir parametrų. Dažnai tikslūs skaičiavimai atliekami naudojant visai sudėtingas formules, bet pradiniai inžineriniai skaičiavimai gali būti atliekami paprastai, naudojant artinį modelį. Tachybiniai reikalavimai priklauso nuo apkrovos galios P0 ir apkrovos varžos Ra.
Filtrų grandinės pagrindai
Kintamosios srovės grandinėje išvesties pulsaciją galima sumažinti naudojant skirtingo tipo filtrus. Žemiau pateikiamas pagrindinių filtrų charakteristika, jų veikimo principai ir taikymas vienpusio lygintuvo išėjimo filtravimui.
Kondensatorinis filtras
Kondensatorinis filtras įjungiamas paraleliai su apkrovos varža. Veikimo principas paremtas energijos kaupimu kondensatoriuje ir jo išleidimu į apkrovą tarp pusperiodžių. Privalumai: paprastas, pigus ir lengvai įdiegiamas. Trūkumai: efektyvumas sumažėja didėjant apkrovos srovei, dėl greito išsikrovimo ir pulsacijų likučio.
Taip pat skaitykite: Socialinio veikimo kliūtys: ribų valdymas
Induktyvinis filtras
Induktyvumo ritė įvedama nuosekliai su apkrova. Ji kaupia energiją magnetiniame lauke ir išduoda ją, kai srovė sumažėja. Privalumai: efektyvesnis palaikymas nuolatinės srovės lygyje, ypač didelėms apkrovoms. Trūkumai: didesnė fizinė apimtis, brangesnis komponentas ir papildomi nuostoliai dėl vidinės varžos.
RC filtrai
RC filtrai derina rezistorių ir kondensatorių, siekdami kompromiso tarp efektyvumo ir konstrukcijos paprastumo. Rezistorius sumažina srovės pulsacijas, tačiau sukelia papildomą įtampos kritimą bei šiek tiek sumažina išėjimo įtampą. Trūkumai: ne tokie efektyvūs didelėms apkrovoms laikui bėgant.
Filtrų parametrų įtaka išėjimo kokybei
Filtrų pasirinkimas ir jų parametrų derinimas su apkrovos reikalavimais yra esminis žingsnis norint užtikrinti stabilų ir kokybišką nuolatinės srovės maitinimą iš paprasto vienpusio lygintuvo. Apkrovos varža Ra ir tinklo dažnis f lemia kondensatoriaus talpos C reikšmę. Padidėjus apkrovos varža, reikia mažesnės talpos kondensatoriaus. LC filtrai gali būti naudojami didelių apkrovų atvejais, kai kondensatoriai tampa praktiškai nepriimtino dydžio.
Sinchroniškai su filtrais ypatingą vaidmenį atlieka varžos ir induktyvumo derinimas, siekiant išvengti rezonanso ir užtikrinti stabilų pulsacijų koeficiento kp mažinimą iki reikiamos ribos. Delon grandinės ar tiltinės lyginutojų gali būti pateikiamos kaip alternatyvos priklausomai nuo reikalaujamos dvigubos įtampos ar dvipolarios įtampos poreikio.
Svarbiausios praktinės gairės laboratorijoms
- Naudokite pažįstamus multimetro MS8050 tipo įrenginius matuoti įtampą, srovę ir varžą. Įtampoms iki 0,5 V matavimo režimą reikėtų pasirinkti atitinkamai nevairuoti nustatymo.
- Niekada nedvejokite persijungti įtampa tarp grandinių be dėstytojo patikrinimo.
- Laikykitės saugumo taisyklių atliekant matavimus su maitinimo šaltiniais, ypač kai grandinėse yra įjungti išoriniai šaltiniai.
Apibendrinimas apie filtrų įtaką vienpusio lygintuvo kokybei
Kondensatoriniai filtrai yra pigiausi ir lengviausiai įdiegiami, bet jų efektyvumas sumažėja didėjant apkrovos srovei. Induktyviniai filtrai siūlo didesnį stabilumą didelėms apkrovoms, tačiau yra didesni ir brangesni. RC filtrai suteikia kompromisą tarp paprastumo ir našumo, bet jų efektyvumas ribojamas dėl rezistoriaus nuostolių. Tinkamas filtro pasirinkimas priklauso nuo apkrovos galios, tinklo dažnio ir reikalaujamo pulsacijų koeficiento kp. Išvada: filtrų parametrų suderinimas su apkrova yra esminis norint užtikrinti kokybišką nuolatinę išėjimo įtampą iš paprasto vienpusio lygintuvo.
Taip pat skaitykite: Lietuvos įmonių atsakomybės formavimas
Taip pat skaitykite: Kliūtys socialiniame veikime
tags: #vienpusio #lygintuvo #veikimo #priklausomybe #nuo #filtro