Surse de alimentare, circuite de filtrare

Surse de alimentare

  • ACASĂ
  • CIRCUITE ȘI REZISTENȚE
  • TEORIA AC
  • SEMICONDUCTORI
  • AMPLIFICATOARE
  • OSCILATORI
  • SURSE DE ALIMENTARE
  • ELECTRONICA DIGITALĂ

filtrare

  • După ce ați studiat această secțiune, ar trebui să puteți:
  • Descrieți principiile unui condensator de rezervor în sursele de alimentare de bază.
  • • Acțiunea condensatorului rezervorului.
  • • Efectul unui condensator de rezervor asupra componentei de curent continuu.
  • • Efectul unui condensator de rezervor asupra diodei curente.
  • Descrieți principiile unui filtru trece jos utilizat în sursele de alimentare de bază.
  • • Filtre LC.
  • • Filtre RC.

Componente de filtrare

Un circuit tipic de filtrare a sursei de alimentare poate fi cel mai bine înțeles prin împărțirea circuitului în două părți, condensatorul rezervorului și filtrul trece jos. Fiecare dintre aceste părți contribuie la eliminarea impulsurilor de curent alternativ rămase, dar în moduri diferite.

Condensatorul rezervorului

FIG. 1.2.1 Condensatorul rezervorului

FIG. 1.2.1 prezintă un condensator electrolitic utilizat ca condensator de rezervor, așa-numitul deoarece acționează ca un depozit temporar pentru curentul de ieșire a sursei de alimentare. Dioda redresor furnizează curent pentru a încărca un condensator de rezervor pe fiecare ciclu al undei de intrare. Condensatorul rezervorului este un electrolitic mare, de obicei de câteva sute sau chiar o mie sau mai multe microfarade, în special în alimentatoarele cu frecvență de rețea. Această valoare foarte mare a capacității este necesară deoarece condensatorul rezervorului, atunci când este încărcat, trebuie să furnizeze suficient curent continuu pentru a menține o ieșire PSU constantă în absența unui curent de intrare; adică în timpul decalajelor dintre semiciclurile pozitive când redresorul nu conduce.

Acțiunea condensatorului rezervorului pe o undă sinusoidală rectificată pe jumătate de undă este prezentată în Fig. 1.2.2. În timpul fiecărui ciclu, tensiunea alternativă a anodului redresor crește spre Vpk. La un moment dat aproape de Vpk, tensiunea anodică depășește tensiunea catodului, redresorul conduce și un impuls de curent, încărcând condensatorul rezervorului la valoarea Vpk.

FIG. 1.2.2 Acțiunea condensatorului rezervorului

Odată ce unda de intrare trece de Vpk, anodul redresor cade sub tensiunea condensatorului, redresorul devine polarizat invers și conducerea se oprește. Circuitul de sarcină este acum alimentat doar de condensatorul rezervorului (de unde este nevoie de un condensator mare).

Desigur, chiar dacă condensatorul rezervorului are o valoare mare, acesta se descarcă pe măsură ce alimentează sarcina și tensiunea sa scade, dar nu cu mult. La un moment dat în următorul ciclu de intrare de rețea, tensiunea de intrare a redresorului crește peste tensiunea condensatorului parțial descărcat și rezervorul este reîncărcat la valoarea de vârf Vpk.

AC Ripple

Cantitatea cu care se descarcă condensatorul rezervorului la fiecare jumătate de ciclu este determinată de curentul tras de sarcină. Cu cât curentul de încărcare este mai mare, cu atât este mai mare descărcarea, dar cu condiția ca curentul extras să nu fie excesiv, cantitatea de curent alternativ prezentă în ieșire este mult redusă. În mod tipic, amplitudinea vârf-la-vârf a restului de curent alternativ (numită ondulare, deoarece undele de curent alternativ sunt acum mult reduse) nu ar depăși 10% din tensiunea de ieșire continuă.

Ieșirea continuă a redresorului, fără condensatorul rezervorului, este fie de 0,637 Vpk pentru redresoarele cu undă completă, fie de 0,317 Vpk pentru jumătatea de undă. Adăugarea condensatorului crește nivelul de curent continuu al undei de ieșire la aproape valoarea maximă a undei de intrare, așa cum se poate vedea din Fig. 1.1.9.

Pentru a obține cea mai mică ondulare de curent alternativ și cel mai înalt nivel de curent continuu, ar părea rezonabil să folosiți cel mai mare condensator de rezervor posibil. Cu toate acestea, există un obstacol. Condensatorul furnizează curentul de sarcină pentru cea mai mare parte a timpului (când dioda nu conduce). Acest curent descarcă parțial condensatorul, deci toată energia utilizată de sarcină în cea mai mare parte a ciclului trebuie să fie alcătuită în timpul foarte scurt rămas în care dioda conduce în fiecare ciclu.