The filtr je jeden typ elektronického zařízení používá se hlavně k provádění zpracování signálu. Hlavní funkcí tohoto filtru je povolit střídavé složky a blokovat stejnosměrné složky zátěže. Výstupem obvodu filtru bude stabilní stejnosměrné napětí. Konstrukci filtračního obvodu lze provést se základními elektronickými součástmi, jako jsou rezistory, induktory a kondenzátory. Existují různé typy filtrů k dispozici jmenovitě LPF ( dolní propust ), BPF (pásmový filtr), HPF ( horní propust ), kondenzátorový filtr atd. Hlavní funkcí kondenzátoru, stejně jako induktoru v tomto obvodu, je, že kondenzátor umožňuje střídavé napětí a blokuje stejnosměrný proud, zatímco induktor umožňuje napájení pouze stejnosměrných komponent a blokuje střídavý proud. Tento článek pojednává o kondenzátorovém filtru používajícím polovodičový usměrňovač a usměrňovač plné vlny.
Co je to kondenzátorový filtr?
Typický kondenzátorový filtr schéma zapojení je uvedeno níže. Návrh tohoto obvodu lze provést pomocí kondenzátor (C) stejně jako zatěžovací odpor (RL). Vzrušující napětí usměrňovače je přivedeno na svorky kondenzátoru. Kdykoli se napětí usměrňovače zvýší, kondenzátor se nabije a dodává proud do zátěže.
Kondenzátorový filtr
V poslední části čtvrtletní fáze se kondenzátor nabije na nejvyšší hodnotu napětí usměrňovače, která je označena jako Vm, a poté se napětí usměrňovače začne snižovat. Jak se to stane, kondenzátor se začne vybíjet přes napětí na něm a zatěžovat. Napětí napříč zátěží se sníží jen málo, protože k dalšímu špičkovému napětí dojde okamžitě k nabití kondenzátoru. Tento postup se bude mnohokrát opakovat a výstupní křivka bude vidět, že na výstupu chybí velmi malé zvlnění. Kromě toho je výstupní napětí lepší, protože zůstává významně blízko nejvyšší hodnotě výstupního napětí usměrňovač .
Vstup kondenzátorového filtru
Kondenzátor dává nekonečnou reaktanci na DC. Pro DC, f = 0
Xc = 1 / 2пfc = 1 / 2п x 0 x C = nekonečno
Kondenzátor tedy neumožňuje, aby jím protékal stejnosměrný proud.
Výstup kondenzátorového filtru
Obvod kondenzátorového filtru je velmi známý díky svým vlastnostem, jako jsou nízká cena, menší hmotnost, malá velikost a dobré vlastnosti. Obvod kondenzátorového filtru je použitelný pro malé zatěžovací proudy.
Usměrňovač poloviční vlny s kondenzátorovým filtrem
The hlavní funkce polovodičového usměrňovače je změnit AC ( Střídavý proud ) do stejnosměrného proudu (stejnosměrný proud). Získaný výstupní stejnosměrný proud však není čistý a jedná se o vzrušující stejnosměrný proud. Tento DC není konstantní a mění se s časem. Kdykoli je tato změna stejnosměrného proudu dána jakémukoli typu elektronického zařízení, nemusí fungovat správně a může dojít k poškození. Z tohoto důvodu nebude ve většině aplikací použitelný.
Usměrňovač poloviční vlny s kondenzátorovým filtrem
Proto požadujeme DC, které se nemění s časem. K překonání tohoto problému a získání hladkého stejnosměrného proudu budou existovat řešení, jmenovitě filtr. Energetický stejnosměrný proud zahrnuje hlavně AC i DC komponenty. Zde se tedy filtr používá k odstranění nebo snížení AC komponent na výstupu. Filtr lze zabudovat součásti, jako jsou rezistory, kondenzátory a induktory . Schéma zapojení polovodičového usměrňovače pomocí kondenzátorového filtru je uvedeno výše. Tento obvod je postaven s odporem a kondenzátorem. Zde je připojení kondenzátoru „C“ ve zkratu se zatěžovacím odporem „RL“.
Kdykoli je na obvod během celé kladné poloviny cyklu přivedeno střídavé napětí, nechá dioda proudit proud. Víme, že kondenzátor dává vysokoodporové pásmo pro stejnosměrné komponenty a také nízkoodporové pásmo pro střídavé komponenty. Tok proudu se vždy rozhodne dodávat prostřednictvím pruhu s nízkým odporem. Takže když tok proudu dostane filtr, střídavé komponenty mají nízký odpor a stejnosměrné složky vysoký odpor kondenzátoru. DC komponenty protékají zatěžovacím odporem (cesta s nízkým odporem).
Po celou dobu vedení se kondenzátor nabíjí na nejvyšší hodnotu napájecího napětí. Protože napětí mezi dvěma deskami kondenzátoru je ekvivalentní napájecímu napětí, říká se, že je zcela nabité. Když se nabije, udržuje napájení, dokud napájení i / p AC směrem k usměrňovači nedosáhne záporného polovičního cyklu.
Jakmile usměrňovač dosáhne záporného polovičního cyklu, dioda získává reverzní předpětí a zastaví se a nechá tím proudit proud. Po celou dobu je napájecí napětí nízké než napětí kondenzátoru. Kondenzátor tedy uvolňuje veškerý uložený proud přes RL. Tím se zastaví, aby napětí zátěže o / p nekleslo na nulu.
Nabíjení a vybíjení kondenzátoru závisí hlavně na tom, kdy je vstupní napětí menší nebo větší než napětí kondenzátoru. Jakmile usměrňovač dosáhne kladného polovičního cyklu, dioda získá předpětí a umožní toku proudu, aby se kondenzátor znovu nabil. Filtr kondenzátoru při velkém výboji bude generovat extrémně hladké stejnosměrné napětí. Proto lze tímto filtrem dosáhnout hladkého stejnosměrného napětí.
Usměrňovač s plnou vlnou s kondenzátorovým filtrem
The hlavní funkce plného vlnového usměrňovače je převést AC na DC. Jak název napovídá, tento usměrňovač usměrňuje oba poloviční cykly i / p střídavého signálu, ale stejnosměrný signál získaný v o / p stále má nějaké vlny. Ke snížení těchto vln o / p se používá tento filtr.
V obvodu plné vlny usměrňovače používající kondenzátorový filtr je kondenzátor C umístěn přes zátěžový odpor RL. Práce tohoto usměrňovače je téměř stejná jako u polovodičového usměrňovače. Jedinou odlišností je poloviční vlnový usměrňovač, který má pouze poloviční cykly (pozitivní nebo negativní), zatímco u plného vlnového usměrňovače má dva cykly (pozitivní a negativní).
Cívkový usměrňovač s kondenzátorovým filtrem
Jakmile je i / p střídavé napětí aplikováno v celé kladné polovině cyklu, pak se dioda D1 dostane dopředu předpjatá a umožní tok proudu, zatímco dioda D2 dostane předpětí a zablokuje tok proudu.
V průběhu výše uvedeného polovičního cyklu dostane proud v diodě D1 filtr a napájí kondenzátor. K nabíjení kondenzátoru však dojde právě tehdy, když je aplikované napětí vyšší než napětí kondenzátoru. Za prvé se kondenzátor nenabije, protože mezi deskami kondenzátoru nezůstane žádné napětí. Když je tedy napětí zapnuto, kondenzátor se okamžitě nabije.
Během této doby přenosu se kondenzátor nabije na nejvyšší hodnotu napájecího napětí i / p. Kondenzátor obsahuje nejvyšší náboj ve čtvrtinové křivce v kladném půl cyklu. Na tomto konci je napájecí napětí ekvivalentní napětí kondenzátoru. Jakmile střídavé napětí začne klesat a změní se na méně než napětí kondenzátoru, poté se kondenzátor začne postupně vybíjet.
Vzhledem k tomu, že i / p střídavé napájecí napětí dostává záporný poloviční cyklus, dioda D1 je předpjatá, ale dioda D2 je předpjatá dopředu. Během záporné poloviny cyklu vede tok proudu ve druhé diodě filtr k nabíjení kondenzátoru. K nabíjení kondenzátoru však dochází jednoduše, zatímco aplikované střídavé napětí je lepší než napětí kondenzátoru.
Kondenzátor v obvodu není plně nabitý, takže k jeho nabíjení nedochází okamžitě. Jakmile se napětí zvýší nad napětí kondenzátoru, kondenzátor se nabije. V obou polovičních cyklech bude tok proudu v RL zátěžovém rezistoru v podobném směru. Získáme tedy buď celý pozitivní polocyklus, jinak negativní polocyklus. V tomto případě můžeme získat celkový kladný poloviční cyklus.
Usměrňovač poloviční a plné vlny s výstupy kondenzátorového filtru
O toto tedy jde co je filtr a kondenzátorový filtr, polovodičový usměrňovač s kondenzátorovým filtrem a plný vlnový usměrňovač s kondenzátorovým filtrem a jeho vstupní i výstupní křivky. Kromě toho ohledně jakýchkoli dotazů týkajících se tohoto konceptu nebo jakýchkoli technických informací prosím poskytněte zpětnou vazbu komentářem v sekci komentářů níže. Zde je otázka, jaké jsou aplikace kondenzátorového filtru?
