Блоки живлення, схеми фільтрів

Блоки живлення

  • ДОМА
  • СХЕМИ І РЕЗИСТОРИ
  • Теорія змінного струму
  • НАПІВПРОВІДНИКИ
  • Підсилювачі
  • ОСЦІЛЯТОРИ
  • ЕЛЕКТРОПИТАННЯ
  • ЦИФРОВА ЕЛЕКТРОНІКА

схеми

  • Вивчивши цей розділ, ви зможете:
  • Опишіть принципи роботи резервуарного конденсатора в основних джерелах живлення.
  • • Дія конденсатора пласта.
  • • Вплив пластового конденсатора на компонент постійного струму.
  • • Вплив резервуарного конденсатора на діодний струм.
  • Опишіть принципи роботи фільтра низьких частот, що використовується в основних джерелах живлення.
  • • LC-фільтри.
  • • RC-фільтри.

Компоненти фільтру

Типову схему фільтра живлення найкраще зрозуміти, розділивши схему на дві частини - конденсатор резервуара та фільтр низьких частот. Кожна з цих частин сприяє видаленню решти імпульсів змінного струму, але різними способами.

Конденсатор пласта

Рис. 1.2.1 Конденсатор пласта

1.2.1 показаний електролітичний конденсатор, який використовується як резервуарний конденсатор, так званий, оскільки він діє як тимчасовий накопичувач вихідного струму джерела живлення. Діод випрямляча подає струм для зарядки резервуарного конденсатора на кожному циклі вхідної хвилі. Резервуарний конденсатор є великим електролітом, зазвичай з декількох сотень, а то й тисячі і більше мікрофарадів, особливо в блоках живлення з частотою мережі. Це дуже велике значення ємності потрібно, оскільки резервуарний конденсатор, заряджений, повинен забезпечувати достатньо постійного струму, щоб підтримувати стабільний вихід блоку живлення за відсутності вхідного струму; тобто під час проміжків між позитивними півциклами, коли випрямляч не проводить.

Дія конденсатора пласта на напівхвильову випрямлену синусоїду показано на рис. 1.2.2. Під час кожного циклу напруга анодного випрямляча збільшується до Vpk. У якийсь момент, близький до Vpk, анодна напруга перевищує катодну напругу, випрямляч проводить і протікає імпульс струму, заряджаючи резервуарний конденсатор до значення Vpk.

Рис. 1.2.2 Дія конденсатора пласта

Як тільки вхідна хвиля проходить Vpk, анод випрямляча падає нижче напруги конденсатора, випрямляч стає зміщеним у зворотному напрямку і провідність припиняється. Зараз ланцюг навантаження подається тільки конденсатором резервуару (звідси необхідність у великому конденсаторі).

Звичайно, хоча конденсатор резервуару має велике значення, він розряджається в міру подачі навантаження, і його напруга падає, але не дуже. У якийсь момент протягом наступного циклу входу в мережу вхідна напруга випрямляча піднімається вище напруги на частково розрядженому конденсаторі, і резервуар знову заряджається до пікового значення Vpk.

Пульсація змінного струму

Величина, на яку розряджається конденсатор резервуара за кожний півперіод, визначається струмом, який тягне навантаження. Чим вище струм навантаження, тим більше розряд, але за умови, що сила струму не надмірна, кількість змінного струму, присутнього на виході, значно зменшується. Зазвичай амплітуда від піку до піку решти змінного струму (що називається пульсацією, оскільки хвилі змінного струму зараз значно зменшені) становила б не більше 10% вихідної напруги постійного струму.

Вихід постійного струму випрямляча без резервуарного конденсатора становить або 0,637 Впк для повновимірних випрямлячів, або 0,317 Впк для напівхвилі. Додавання конденсатора збільшує рівень постійного струму вихідної хвилі майже до пікового значення вхідної хвилі, як це видно з рис. 1.1.9.

Для отримання найменшої пульсації змінного струму та найвищого рівня постійного струму було б доцільним використовувати максимально можливий резервуарний конденсатор. Однак є загвоздка. Конденсатор подає струм навантаження протягом більшої частини часу (коли діод не проводить). Цей струм частково розряджає конденсатор, тому вся енергія, що використовується навантаженням протягом більшої частини циклу, повинна бути зароблена за дуже короткий час, що залишився, протягом якого діод проводить у кожному циклі.