Obwody elektroniczne - filtry
Schemat blokowy zasilacza jasno wyjaśnia, że obwód filtra jest potrzebny za obwodem prostownika. Prostownik pomaga w przekształcaniu pulsującego prądu przemiennego w prąd stały, który płynie tylko w jednym kierunku. Do tej pory widzieliśmy różne typy obwodów prostowniczych.
Wyjścia wszystkich tych obwodów prostownika zawierają pewien współczynnik tętnienia. Zauważyliśmy również, że współczynnik tętnienia prostownika półfalowego jest większy niż prostownika pełnookresowego.
Dlaczego potrzebujemy filtrów?
Tętnienie sygnału oznacza obecność jakiejś składowej AC. Aby uzyskać czysty prąd stały, należy całkowicie usunąć ten komponent AC. Więc potrzebujemy takiego obwodusmoothens wyprostowane wyjście na czysty sygnał DC.
ZA filter circuit to taki, który usuwa składnik prądu przemiennego obecny w wyprostowanym wyjściu i pozwala składnikowi prądu stałego na osiągnięcie obciążenia.
Poniższy rysunek przedstawia funkcjonalność obwodu filtra.
Obwód filtra jest zbudowany z dwóch głównych elementów, cewki indukcyjnej i kondensatora. Nauczyliśmy się już tego w tutorialu Basic Electronics
Cewka umożliwia dc i bloki ac.
Kondensator pozwala ac i bloki dc.
Spróbujmy skonstruować kilka filtrów, używając tych dwóch elementów.
Filtr cewki szeregowej
Ponieważ induktor dopuszcza prąd stały i blokuje prąd przemienny, filtr o nazwie Series Inductor Filtermożna skonstruować łącząc cewkę szeregową między prostownikiem a obciążeniem. Poniższy rysunek przedstawia obwód szeregowego filtra cewki indukcyjnej.
Po przejściu przez ten filtr wyprostowane wyjście, cewka indukcyjna blokuje składowe prądu przemiennego obecne w sygnale, aby zapewnić czysty prąd stały. To jest prosty filtr główny.
Filtr kondensatora bocznikowego
Ponieważ kondensator przepuszcza prąd przemienny i blokuje prąd stały, filtr o nazwie Shunt Capacitor Filter można zbudować za pomocą kondensatora podłączonego bocznikiem, jak pokazano na poniższym rysunku.
Wyprostowane wyjście po przejściu przez ten filtr, składowe prądu przemiennego obecne w sygnale są uziemione przez kondensator, który umożliwia składowe prądu przemiennego. Pozostałe składowe DC obecne w sygnale są zbierane na wyjściu.
Omówione powyżej typy filtrów są zbudowane przy użyciu cewki indukcyjnej lub kondensatora. Teraz spróbujmy użyć obu z nich, aby stworzyć lepszy filtr. To są filtry kombinacyjne.
Filtr LC
Obwód filtra można skonstruować przy użyciu zarówno cewki indukcyjnej, jak i kondensatora w celu uzyskania lepszej mocy wyjściowej, w przypadku gdy można wykorzystać sprawność zarówno cewki indukcyjnej, jak i kondensatora. Poniższy rysunek przedstawia schemat obwodu filtra LC.
Po podaniu do tego obwodu wyprostowanego wyjścia, cewka indukcyjna umożliwia przejście przez niego składowych prądu stałego, blokując składowe prądu przemiennego w sygnale. Teraz, z tego sygnału, kilka dodatkowych komponentów prądu przemiennego, jeśli są obecne, jest uziemionych, dzięki czemu otrzymujemy czyste wyjście prądu stałego.
Ten filtr jest również nazywany Choke Input Filtergdy sygnał wejściowy najpierw wchodzi do cewki indukcyjnej. Wydajność tego filtra jest lepsza niż poprzednich.
Π- Filtr (filtr Pi)
Jest to kolejny typ obwodu filtra, który jest bardzo powszechnie używany. Ma kondensator na wejściu i dlatego jest również nazywanyCapacitor Input Filter. Tutaj dwa kondensatory i jedna cewka są połączone w postaci sieci w kształcie π. Kondensator równolegle, następnie cewka połączona szeregowo, a następnie drugi kondensator równolegle tworzy ten obwód.
W razie potrzeby można do tego dodać kilka identycznych sekcji, zgodnie z wymaganiami. Poniższy rysunek przedstawia obwód filtra $ \ pi $(Pi-filter).
Działanie filtra Pi
W tym obwodzie mamy kondensator równolegle, następnie szeregowo cewkę indukcyjną, a następnie równolegle kolejny kondensator.
Capacitor C1- Ten kondensator filtrujący zapewnia wysoką reaktancję na sygnał DC i niską reaktancję na sygnał AC. Po uziemieniu składowych prądu przemiennych obecnych w sygnale, sygnał przechodzi do cewki w celu dalszej filtracji.
Inductor L- To induktor oferuje niskie reaktancyjne składników DC, jednocześnie blokując składników ac jeśli got udało się przejść, przez kondensator C 1 .
Capacitor C2 - Teraz sygnał jest dalej wygładzany za pomocą tego kondensatora, dzięki czemu dopuszcza każdy składnik prądu przemiennego obecny w sygnale, którego nie udało się zablokować cewki indukcyjnej.
W ten sposób otrzymujemy pożądaną czystą moc wyjściową prądu stałego przy obciążeniu.