Com reduir la ondulació de tensió rectificada
La tensió que reben els rectificadors no és constant, sinó pulsatòria. Consta de components constants i variables. Com més gran sigui la component variable respecte a la constant, major serà la pertorbació i pitjor serà la qualitat de la tensió rectificada.
La component variable està formada per harmònics. Les freqüències harmòniques es defineixen per la igualtat
f (n) = kmf,
on k és el nombre harmònic, k = 1, 2, 3,..., m és el nombre d'impulsos de la tensió rectificada, f és la freqüència de la tensió de xarxa.
S'avalua la qualitat del coeficient d'ondulació de tensió rectificada p, que depèn del valor mitjà de la tensió rectificada i de l'amplitud de l'harmònic fonamental de la càrrega.
L'ordre dels components harmònics n = km continguts en la corba de tensió rectificada depèn només del nombre de polsos i no depèn de la circuits rectificadors... Els harmònics dels nombres més baixos tenen l'amplitud més alta.
El valor de la tensió efectiva de la component harmònica de l'ordre de n depèn del valor mitjà de la tensió rectificada Ud d'un rectificador no regulat ideal:
En els circuits reals, la transició actual d'un díode a un altre té lloc dins d'un determinat període de temps finit, mesurat en fraccions. període de tensió alterna i anomenat angle de commutació... La presència d'angles de commutació augmenta molt l'amplitud dels harmònics. Com a resultat, creixes l'excitació de l'ona rectificada.
El component de CA de la tensió rectificada, que consisteix en harmònics de baixa i alta freqüència, crea un corrent CA a la càrrega que interfereix amb altres dispositius electrònics.
Per reduir l'ondulació de la tensió rectificada entre els terminals de sortida del rectificador i la càrrega, s'inclou un filtre suavitzant, que redueix significativament l'ondulació de la tensió rectificada suprimint els harmònics.
Els elements principals dels filtres de suavització són inductors (acceleradors) i condensadors, i a baixes potències i transistors.
El funcionament dels filtres passius (sense transistors i altres amplificadors) es basa en la dependència de la freqüència del valor de la resistència dels elements reactius (inductor i condensador). Resistència de l'inductor Xl i condensador X° C: Xl = 2πfL, X° C = 1 / 2πfC,
on f és la freqüència del corrent que circula per l'element reactiu, L és la inductància de l'obturador, C és la capacitat del condensador.
De les fórmules per a la resistència dels elements reactius, es dedueix que amb un augment de la freqüència del corrent, la resistència de la bobina inductància (asfixia) augmenta i el condensador disminueix. Per a corrent continu, la resistència del condensador és infinita i l'inductor és zero.
Aquesta característica permet que l'inductor passi lliurement el component DC del corrent rectificat i els harmònics de retard.A més, com més gran sigui el nombre harmònic (com més gran sigui la seva freqüència), més eficaçment s'alenteix. Per contra, el condensador bloqueja completament el component DC del corrent i passa els harmònics.
El paràmetre principal que caracteritza l'eficàcia del filtre és el coeficient de suavització (filtratge).
q = p1 / p2,
on p1 és el factor d'ondulació de la sortida del rectificador en un circuit sense filtre, p2 és el factor d'ondulació de la sortida del filtre.
A la pràctica, s'utilitzen filtres passius en forma de L, en forma d'U i de ressonància. Els més utilitzats són en L i en U, els diagrames dels quals es mostren a la figura 1
Figura 1. Esquemes d'allisament passiu de filtres en forma de L (a) i en forma d'U (b) per reduir la ondulació de tensió rectificada
Les dades inicials per calcular la inductància del filtre L i la capacitat del condensador del filtre C són el factor d'ondulació del rectificador, la variant del circuit i el factor d'ondulació requerit de la sortida del filtre.
El càlcul dels paràmetres del filtre comença amb la determinació del coeficient de suavització. Aleshores, heu de triar aleatòriament el circuit de filtre i la capacitat del condensador que hi ha. La capacitat del condensador del filtre es selecciona de l'interval de capacitat que es mostra a continuació.
A la pràctica, s'utilitzen condensadors amb les següents capacitats: 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 uF. Es recomana utilitzar valors de capacitat més petits d'aquesta sèrie a altes tensions de funcionament i grans capacitats a baixes tensions.
La inductància d'asfixia al circuit de filtre en forma de L es pot determinar a partir de l'expressió aproximada
per a un esquema en forma d'U -
A les fórmules, la capacitat es substitueix en microfarads i el resultat s'obté en henries.
Filtre de tensió de ondulació rectificada per tensió