Co to jest prąd tętnienia w zasilaczach

Co to jest prąd tętnienia w zasilaczach

W poście wyjaśniono, czym jest tętnienie prądu w obwodach zasilacza, co go powoduje i jak można go zmniejszyć lub wyeliminować za pomocą kondensatora wygładzającego.



Co tętni w obwodach zasilania

We wszystkich zasilaczach AC do DC wyjście DC jest uzyskiwane przez prostowanie mocy wejściowej AC i filtrowanie przez kondensator wygładzający.

Chociaż proces oczyszcza prąd przemienny do prawie czystego prądu stałego, niewielka ilość niepożądanego prądu szczątkowego prądu przemiennego pozostaje zawsze w zawartości prądu stałego, a te niepożądane zakłócenia prądu stałego są określane jako prąd tętnienia lub napięcie tętnienia.





Ta pozostająca niepożądana zawartość prądu przemiennego w DC wynika głównie z nieodpowiedniej filtracji lub tłumienia wyprostowanego prądu stałego lub czasami z powodu innego złożonego zjawiska, takiego jak sygnały sprzężenia zwrotnego z obciążeń indukcyjnych lub pojemnościowych związanych z zasilaniem lub może również pochodzić z sygnału o wysokiej częstotliwości jednostki przetwarzania.

Wyżej wyjaśniony współczynnik tętnienia resztkowego ( do ) jest technicznie zdefiniowany jako stosunek wartości średniej kwadratowej (RMS) rzeczywistego napięcia tętnienia do wartości bezwzględnej wprowadzonej do linii prądu stałego na wyjściu zasilacza i jest zwykle przedstawiany w procentach.



Wyrażanie współczynnika tętnienia

Istnieje również alternatywna metoda wyrażania współczynnika tętnienia, a jest to wartość napięcia międzyszczytowego. Wydaje się, że ta metoda jest znacznie łatwiejsza do wyrażenia i zmierzenia za pomocą oscyloskopu i można ją znacznie łatwo ocenić za pomocą dostępnego wzoru.

Zanim zrozumiemy wzór służący do oceny zawartości tętnień w DC, należałoby najpierw zrozumieć proces przekształcania prądu przemiennego w prąd stały za pomocą diod prostowniczych i kondensatorów.

Zwykle prostownik mostkowy składający się z czterech diod jest używany do przekształcania prądu przemiennego w prąd stały o pełnej fali.

Jednak nawet po wyprostowaniu, wynikowy DC może mieć ogromne tętnienia z powodu dużego napięcia międzyszczytowego (głębokie doliny), które wciąż trwają w DC. Dzieje się tak, ponieważ działanie prostownika jest ograniczone tylko do konwersji ujemnych cykli prądu przemiennego na dodatnie cykle, jak pokazano poniżej.

Diagram przedstawiający dolinę rzeki Ripple

Diagram przedstawiający dolinę rzeki Ripple

Utrzymujące się głębokie doliny między każdym prostowanym półokresem wprowadzają maksymalne tętnienia, które można rozwiązać jedynie poprzez dodanie kondensatora filtrującego na wyjściu prostownika mostkowego.

To duże napięcie międzyszczytowe między dolinami a cyklami szczytowymi jest wygładzane lub kompensowane za pomocą kondensatorów filtrujących lub kondensatorów wygładzających na wyjściu prostownika mostkowego.

Jak działa kondensator filtrujący

Ten kondensator wygładzający jest również nazywany kondensatorem zasobnikowym, ponieważ działa jak zbiornik zasobnikowy i magazynuje energię podczas cykli szczytowych wyprostowanego napięcia.

Kondensator filtru przechowuje szczytowe napięcie i prąd podczas wyprostowanych cykli szczytowych, jednocześnie obciążenie otrzymuje również moc szczytową podczas tych cykli, jednak podczas opadających krawędzi tych cykli lub w dolinach kondensator natychmiast oddaje zmagazynowaną energię do obciążenie zapewniające kompensację obciążenia, a obciążenie może otrzymywać dość stały prąd stały ze zredukowanym tętnieniem od szczytu do szczytu w porównaniu z rzeczywistym tętnieniem bez kondensatora.

Cykl trwa, ponieważ kondensator ładuje się i rozładowuje w procesie, próbując zminimalizować różnicę rzeczywistej wartości tętnienia między szczytami dla podłączonego obciążenia.

Skuteczność wygładzania zależy od prądu obciążenia

Powyższa skuteczność wygładzania kondensatora w dużej mierze zależy od prądu obciążenia, ponieważ zwiększa to zdolność wygładzania kondensatora proporcjonalnie maleje i dlatego większe obciążenia wymagają większego kondensatora wygładzającego w zasilaczach.

Powyższa dyskusja wyjaśnia, jakie tętnienia występują w zasilaczu prądu stałego i jak można je zmniejszyć, wstawiając kondensator wygładzający za mostkiem prostowniczym.

W następnym artykule dowiemy się, jak obliczyć prąd tętnienia lub po prostu różnicę międzyszczytową w zawartości prądu stałego poprzez skojarzenie kondensatora wygładzającego.

Innymi słowy, będziemy się uczyć jak obliczyć poprawną lub optymalną wartość kondensatora tak, że tętnienia w zasilaczu DC są zredukowane do minimum.




Poprzedni: Obliczanie kondensatora filtra do wygładzania tętnienia Dalej: Zrób ten obwód DC CDI dla motocykli