Περίγραμμα:
Ένας πυκνωτής ως φίλτρο
Ανορθωτής πλήρους κύματος
Διαφορά κεντρικού χτυπήματος και ανορθωτή γέφυρας
συμπέρασμα
Ένας πυκνωτής ως φίλτρο
Ένας πυκνωτής είναι μια αντιδραστική συσκευή της οποίας η αντίδραση ποικίλλει ανάλογα με την εφαρμοζόμενη συχνότητα και αυτό σημαίνει ότι η επίδραση του πυκνωτή στο σήμα θα βασίζεται στη συχνότητα. Δεδομένου ότι τα φίλτρα εμπλέκουν επίσης σε μεγάλο βαθμό τις συχνότητες, γι 'αυτό χρησιμοποιείται ένας πυκνωτής στα φίλτρα. Επιπλέον, οι πυκνωτές είναι παθητικά εξαρτήματα καθώς δεν απαιτούν ενέργεια για να λειτουργήσουν και έτσι χρησιμοποιούνται στα κυκλώματα παθητικού φίλτρου.
Κανονικά, ένας πυκνωτής γίνεται ανοιχτό κύκλωμα όταν είναι πλήρως φορτισμένο και κανονικά η αντίδραση σε υψηλότερη συχνότητα είναι χαμηλή, επομένως ο πυκνωτής λειτουργεί ως βραχυκύκλωμα επιτρέποντας έτσι τη διέλευση της υψηλής συχνότητας. Από την άλλη πλευρά, όταν η συχνότητα είναι χαμηλή, η αντίδραση του πυκνωτή είναι υψηλή, γεγονός που καθιστά δύσκολη τη διέλευση της χαμηλής συχνότητας. Οι κυματισμοί και τα άλλα μεταβατικά ρεύματα τις περισσότερες φορές έχουν αρκετά χαμηλή συχνότητα, γι' αυτό ο πυκνωτής τα μπλοκάρει.
Ανορθωτής πλήρους κύματος
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο ανορθωτής είναι ένα κύκλωμα που μετατρέπει την παροχή AC σε DC με τη βοήθεια διόδων. Το κύκλωμα για την ανόρθωση μπορεί να σχεδιαστεί με δύο τρόπους, ο ένας είναι με τη χρήση δύο διόδων και ο άλλος με τη δημιουργία μιας γέφυρας τεσσάρων διόδων.
Ανορθωτής πλήρους κύματος με κεντρικό πάτημα
Το κύκλωμα ανορθωτή πλήρους κύματος που έχει δύο διόδους απαιτεί μετασχηματιστή, επομένως εδώ είναι το κύκλωμα για το κύκλωμα ανορθωτή πλήρους κύματος που έχει δύο διόδους:
Οι δίοδοι συνδέονται κατά μήκος του φορτίου R μεγάλο και όταν το σημείο Α έχει θετική πολικότητα ως προς το σημείο Γ, τότε η δίοδος Δ 1 θα συμπεριφέρεται όπως θα είναι με προκατάληψη. Ωστόσο, όταν το σημείο Β είναι σε θετικό δυναμικό σε σχέση με το σημείο C, τότε η δίοδος D 2 επιτρέπει τη ροή του ρεύματος και έτσι λειτουργεί ο ανορθωτής πλήρους κύματος. Ως αποτέλεσμα αυτής της συμπεριφοράς, το αρνητικό μισό της παροχής AC κόβεται και δημιουργείται μια καθαρή κυματομορφή DC στην έξοδο.
Με άλλα λόγια, η πρώτη δίοδος άγει στο θετικό μισό κύκλο της τροφοδοσίας AC και η δεύτερη δίοδος βρίσκεται σε κατάσταση αντίστροφης πόλωσης. Ενώ στον αρνητικό μισό κύκλο, η δεύτερη δίοδος άγει και η πρώτη παραμένει αντίστροφη πολωμένη.
Ανορθωτής πλήρους κύματος με φίλτρο πυκνωτή
Η έξοδος DC που λαμβάνεται από τον ανορθωτή πλήρους κύματος εξακολουθεί να περιέχει κάποιους κυματισμούς που επηρεάζουν την ποιότητα του σήματος. Έτσι, για το φιλτράρισμα αυτών των κυματισμών συνήθως χρησιμοποιείται ένας πυκνωτής που συνδέεται παράλληλα με το συνδεδεμένο φορτίο. Τώρα η παροχή ρεύματος είναι ενεργοποιημένη και ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει όταν η δίοδος D 1 βρίσκεται σε προκατάληψη προς τα εμπρός που βρίσκεται στο θετικό μισό κύκλο. Στον αρνητικό μισό κύκλο, ο πυκνωτής αρχίζει να αποφορτίζεται αλλά δεν αποφορτίζεται πλήρως.
Η έξοδος του ανορθωτή έχει και τα δύο στοιχεία AC και DC και όπως γνωρίζουμε οι πυκνωτές μπλοκάρουν το συνεχές ρεύμα. Έτσι, όλα τα εξαρτήματα AC στην έξοδο του ανορθωτή θα περάσουν από τον πυκνωτή, αφήνοντας ένα καθαρό σήμα DC για το φορτίο:
Η τελική κυματομορφή για την έξοδο του ανορθωτή με τον πυκνωτή θα είναι:
Ανορθωτής γέφυρας πλήρους κύματος
Ο ανορθωτής γέφυρας πλήρους κύματος περιλαμβάνει τέσσερις διόδους που είναι διατεταγμένες με τη μορφή γέφυρας. Ωστόσο, δεν απαιτεί μετασχηματιστή με κεντρικό χτύπημα που τον καθιστά λιγότερο δαπανηρή σε σύγκριση με τον άλλο τύπο. Η έξοδος του ανορθωτή γέφυρας είναι σχεδόν ίδια με τον ανορθωτή πλήρους κύματος με κεντρικό κύμα, το κύκλωμα του ανορθωτή γέφυρας πλήρους κύματος δίνεται παρακάτω:
Εδώ οι δίοδοι είναι σε σειρά μεταξύ τους και οι δύο δίοδοι θα αγώγουν σε κάθε μισό κύκλο, στο θετικό μισό κύκλο οι δίοδοι D 1 και Δ 2 θα είναι μεροληπτική προς τα εμπρός και οι άλλοι δύο θα είναι σε μη αγώγιμη κατάσταση. Ωστόσο, στον αρνητικό μισό κύκλο, οι άλλες δύο δίοδοι D 3 και Δ 4 θα είναι σε προκατάληψη προς τα εμπρός.
Ο ανορθωτής γέφυρας πλήρους κύματος έχει υψηλότερη πτώση τάσης σε σύγκριση με τον ανορθωτή πλήρους κύματος μετασχηματιστή με κεντρικό κύμα, επειδή υπάρχουν δύο δίοδοι σε αγώγιμη κατάσταση για κάθε κύκλο. Επιπλέον, η μέγιστη αντίστροφη τάση του ανορθωτή γέφυρας είναι ίση με την τάση στον μετασχηματιστή στη δευτερεύουσα πλευρά, και έτσι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές υψηλής τάσης. Δεδομένου ότι η λειτουργία και των δύο τύπων κυκλωμάτων ανορθωτή είναι η ίδια, η κυματομορφή εξόδου θα είναι η ίδια.
Ανορθωτής γέφυρας με φίλτρο πυκνωτή
Όπως ο ανορθωτής πλήρους κύματος του μετασχηματιστή με κεντρικό κύμα, ο πυκνωτής στον ανορθωτή γέφυρας συνδέεται παράλληλα με το φορτίο. Αυτός ο πυκνωτής είναι επίσης γνωστός ως πυκνωτής εξομάλυνσης, καθώς μπλοκάρει το DC και επιτρέπει στο στοιχείο AC του σήματος να περάσει μέσα από αυτό:
Η λειτουργία του φίλτρου πυκνωτή σε έναν ανορθωτή γέφυρας είναι η ίδια με αυτή ενός ανορθωτή πλήρους κύματος με κεντρικό κύμα και ο παράγοντας κυματισμού και για τους δύο τύπους είναι ο ίδιος. Επομένως, η κυματομορφή θα είναι η ίδια μόλις συνδεθεί ο πυκνωτής εξομάλυνσης στον ανορθωτή της γέφυρας. Πρέπει να σημειωθεί ότι εάν επιλέξουμε έναν πυκνωτή με μεγαλύτερη χωρητικότητα τότε ο συντελεστής κυματισμού μειώνεται περαιτέρω αλλά η τάση εκφόρτισης θα αυξηθεί.
Διαφορά μεταξύ του ανορθωτή πλήρους κύματος στο κέντρο και του ανορθωτή γέφυρας
Αν και και τα δύο κυκλώματα λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο και παράγουν παρόμοιες εξόδους, υπάρχουν μερικές μικρές διαφορές μεταξύ των δύο:
| Παράμετροι ανορθωτή | Ανορθωτής γέφυρας | Κεντρικό πάτημα ανορθωτή πλήρους κύματος |
| Αντίστροφη τάση κορυφής | PIV=V Μ | PIV = 2V Μ |
| Συντελεστής Χρήσης Μετασχηματιστή | 0,812 | 0,693 |
| Η τάση πέφτει στη δίοδο | Υψηλός | Χαμηλός |
| Κεντράρισμα | Δεν απαιτείται | Απαιτείται |
| Κατηγορία μετασχηματιστή KVA | Χαμηλός | Υψηλός |
| Παράγοντας κυματισμός | 0,48 | 0,48 |
συμπέρασμα
Οι πυκνωτές είναι παθητικές συσκευές αποθήκευσης φορτίου που χρησιμοποιούνται για διάφορες εφαρμογές, μία από τις οποίες είναι το φιλτράρισμα τυχόν μεταβατικών στοιχείων στην έξοδο των κυκλωμάτων. Στα κυκλώματα ανορθωτή, ο πυκνωτής χρησιμοποιείται για το φιλτράρισμα των κυματισμών στην έξοδο τους που είναι εν συντομία, τα εξαρτήματα AC. Δεδομένου ότι οι πυκνωτές μπλοκάρουν πάντα το DC, θα επιτρέψει μόνο στο εξάρτημα εναλλασσόμενου ρεύματος να περάσει μέσα από αυτό το οποίο στη συνέχεια θα ταξιδέψει στο έδαφος.
Ο ανορθωτής πλήρους κύματος χωρίζεται περαιτέρω σε δύο τύπους, ο ένας είναι με τον μετασχηματιστή με κεντρικό κύμα ενώ ο άλλος έχει μια γέφυρα τεσσάρων διόδων. Έτσι, ο πυκνωτής και με τα δύο κυκλώματα ανορθωτή πλήρους κύματος θα έχει την ίδια συμπεριφορά.