Teljes hullámú egyenirányító kondenzátorszűrővel

Vázlat:

Kondenzátor, mint szűrő
Teljes hullámú egyenirányító

• Középre csapolt teljes hullámú egyenirányító
• Full Wave Bridge egyenirányító

Középcsapos és híd egyenirányító különbség
Következtetés

Kondenzátor, mint szűrő

A kondenzátor egy reaktív eszköz, amelynek reaktanciája az alkalmazott frekvencia függvényében változik, és ez azt jelenti, hogy a kondenzátor jelre gyakorolt ​​hatása a frekvencián alapul. Mivel a szűrők a frekvenciákat is nagymértékben befolyásolják, ezért a szűrőkön kondenzátort használnak. Ezenkívül a kondenzátorok passzív alkatrészek, mivel nem igényelnek energiát a működésükhöz, így a passzív szűrőáramkörökben használják őket.

Normális esetben a kondenzátor megszakadt áramkörré válik, amikor teljesen fel van töltve, és általában a reaktancia magasabb frekvencián alacsony, így a kondenzátor rövidzárlatként működik, így lehetővé teszi a magas frekvencia áthaladását. Másrészt, amikor a frekvencia alacsony, a kondenzátor reaktanciája nagy, ami megnehezíti az alacsony frekvencia áthaladását. A hullámok és egyéb tranziensek legtöbbször meglehetősen alacsony frekvenciájúak, ezért a kondenzátor blokkolja őket.

Teljes hullámú egyenirányító

Mint fentebb említettük, az egyenirányító egy olyan áramkör, amely diódák segítségével alakítja át a váltakozó áramú tápot egyenárammá. Az egyenirányító áramkör kétféleképpen alakítható ki, az egyik két dióda felhasználásával, a másik pedig négy diódából álló híd készítésével.

Középre csapolt teljes hullámú egyenirányító

A két diódával rendelkező teljes hullámú egyenirányító áramkörhöz transzformátor szükséges, ezért itt van a két diódával rendelkező teljes hullámú egyenirányító áramköre:

A diódák az R terhelésen keresztül vannak összekötve _L és ha az A pont pozitív polaritású a C ponthoz képest, akkor a D dióda ₁ úgy fog viselkedni, ahogy az előre elfogultságban lesz. Ha azonban a B pont pozitív potenciálon van a C ponthoz képest, akkor a D dióda ₂ lehetővé teszi az áram áramlását, és így működik a teljes hullámú egyenirányító. Ennek a viselkedésnek az eredményeként a váltóáramú táp negatív fele megszakad, és tiszta egyenáramú hullámforma jön létre a kimeneten.

Más szavakkal, az első dióda az AC táp pozitív félciklusában vezet, a második dióda pedig fordított előfeszítésben van. Míg a negatív félciklusban a második dióda vezet, az első pedig fordított előfeszítésű marad.

Teljes hullámú egyenirányító kondenzátorszűrővel

A teljes hullámú egyenirányítótól kapott egyenáramú kimenet még mindig tartalmaz néhány hullámzást, amely befolyásolja a jel minőségét. Tehát ezeknek a hullámosságoknak a kiszűrésére általában egy kondenzátort használnak, amely párhuzamosan van csatlakoztatva a csatlakoztatott terheléssel. Most a tápegység be van kapcsolva, és a kondenzátor elkezd tölteni, amikor a D dióda ₁ előretoltságban van, ami a pozitív félciklusban van. A negatív félciklusban a kondenzátor kisütni kezd, de nem merül le teljesen.

Az egyenirányító kimenetén mind a váltakozó, mind az egyenáramú komponensek vannak, és mint tudjuk, a kondenzátorok blokkolják az egyenáramot. Tehát az egyenirányító kimenetén lévő összes váltakozó áramú alkatrész áthalad a kondenzátoron, tiszta DC jelet hagyva a terhelés számára:

Az egyenirányító kimenet végső hullámformája a kondenzátorral a következő lesz:

Full Wave Bridge egyenirányító

A teljes hullámú híd egyenirányító négy diódát tartalmaz, amelyek híd formájában vannak elrendezve. Azonban nem igényel középcsapos transzformátort, ami kevésbé költséges a másik típushoz képest. A híd egyenirányító teljesítménye majdnem megegyezik a középső csapolású teljes hullámú egyenirányítóéval, a teljes hullámú híd egyenirányító áramköre az alábbiakban látható:

Itt a diódák sorba állnak egymással, és a két dióda minden félciklusban vezet, a pozitív félciklusban a D diódák ₁ és D ₂ előre torzított lesz, a másik kettő pedig nem vezető állapotban lesz. A negatív félciklusban azonban a másik két D dióda ₃ és D ₄ előretoltságban lesz.

A teljes hullámú híd egyenirányító nagyobb feszültségeséssel rendelkezik, mint a középső leágazású transzformátor teljes hullámú egyenirányítója, mivel minden ciklusban két dióda van vezető állapotban. Ezenkívül a híd egyenirányító csúcsfeszültsége megegyezik a szekunder oldalon lévő transzformátor feszültségével, így nagyfeszültségű alkalmazásokban használható. Mivel mindkét típusú egyenirányító áramkör működése azonos, a kimeneti hullámforma ugyanaz lesz.

Híd egyenirányító kondenzátor szűrővel

A középső menetes transzformátor teljes hullámú egyenirányítójához hasonlóan a híd egyenirányítóban lévő kondenzátor a terheléssel párhuzamosan csatlakozik. Ezt a kondenzátort simítókondenzátornak is nevezik, mivel blokkolja az egyenáramot, és lehetővé teszi, hogy a jel AC komponense áthaladjon rajta:

A híd egyenirányítóban a kondenzátorszűrő funkciója megegyezik a középső csapolású teljes hullámú egyenirányítóéval, és a hullámossági tényező mindkét típusnál azonos. Ezért a hullámforma ugyanaz lesz, ha a simító kondenzátort csatlakoztatják a híd egyenirányítóhoz. Megjegyzendő, hogy ha nagyobb kapacitású kondenzátort választunk, akkor a hullámossági tényező tovább csökken, de a kisülési feszültség nő.

Különbség a középen megcsapolt teljes hullámú egyenirányító és a híd egyenirányító között

Bár mindkét áramkör ugyanúgy működik, és továbbra is hasonló kimeneteket produkál, van néhány kisebb különbség a kettő között:

Következtetés

A kondenzátorok töltéstároló passzív eszközök, amelyeket különféle alkalmazásokhoz használnak, amelyek közül az egyik az áramkörök kimenetén lévő tranziensek szűrése. Az egyenirányító áramkörökben a kondenzátort a kimenetükben lévő hullámok kiszűrésére használják, amelyek röviden az AC komponensek. Mivel a kondenzátorok mindig blokkolják az egyenáramot, csak az AC alkatrészt engedi át rajta, ami aztán a földre jut.

A teljes hullámú egyenirányító további két típusra oszlik, az egyik a középső menetes transzformátorral, míg a másik négy diódából álló híddal rendelkezik. Tehát a két teljes hullámú egyenirányító áramkörrel rendelkező kondenzátor viselkedése azonos lesz.