Электронные схемы - фильтры
Блок-схема источника питания четко объясняет, что после схемы выпрямителя необходима схема фильтра. Выпрямитель помогает преобразовывать пульсирующий переменный ток в постоянный, который течет только в одном направлении. До сих пор мы видели разные типы выпрямительных схем.
Выходы всех этих выпрямительных схем содержат некоторый коэффициент пульсаций. Мы также заметили, что коэффициент пульсации у полуволнового выпрямителя больше, чем у полнополупериодного выпрямителя.
Зачем нужны фильтры?
Пульсация в сигнале означает наличие некоторой составляющей переменного тока. Этот компонент переменного тока необходимо полностью удалить, чтобы получить чистый выход постоянного тока. Итак, нам нужна схема, котораяsmoothens выпрямленный выход в чистый сигнал постоянного тока.
А filter circuit это тот, который удаляет компонент переменного тока, присутствующий в выпрямленном выходе, и позволяет компоненту постоянного тока достигать нагрузки.
На следующем рисунке показаны функции схемы фильтра.
Схема фильтра состоит из двух основных компонентов: катушки индуктивности и конденсатора. Мы уже изучили в руководстве по базовой электронике, что
Индуктор позволяет dc и блоки ac.
Конденсатор позволяет ac и блоки dc.
Попробуем построить несколько фильтров, используя эти два компонента.
Индукторный фильтр серии
Поскольку катушка индуктивности пропускает постоянный ток и блокирует переменный ток, фильтр называется Series Inductor Filterможет быть сконструирован путем последовательного подключения катушки индуктивности между выпрямителем и нагрузкой. На рисунке ниже показана схема последовательного индуктивного фильтра.
Выпрямленный выход при прохождении через этот фильтр, индуктор блокирует компоненты переменного тока, присутствующие в сигнале, чтобы обеспечить чистый постоянный ток. Это простой первичный фильтр.
Шунтирующий конденсаторный фильтр
Поскольку конденсатор пропускает через него переменный ток и блокирует постоянный ток, фильтр называется Shunt Capacitor Filter может быть сконструирован с использованием конденсатора, подключенного шунтом, как показано на следующем рисунке.
Выпрямленный выход при прохождении через этот фильтр, компоненты переменного тока, присутствующие в сигнале, заземляются через конденсатор, который допускает компоненты переменного тока. Остальные компоненты постоянного тока, присутствующие в сигнале, собираются на выходе.
Обсуждаемые выше типы фильтров сконструированы с использованием катушки индуктивности или конденсатора. Теперь давайте попробуем использовать их оба, чтобы сделать фильтр лучше. Это комбинационные фильтры.
LC фильтр
Схема фильтра может быть построена с использованием как катушки индуктивности, так и конденсатора, чтобы получить лучший выходной сигнал, когда можно использовать эффективность как катушки индуктивности, так и конденсатора. На рисунке ниже показана принципиальная схема LC-фильтра.
Выпрямленный выход при подаче на эту цепь индуктивности позволяет компонентам постоянного тока проходить через него, блокируя компоненты переменного тока в сигнале. Теперь из этого сигнала заземлено еще несколько компонентов переменного тока, если они есть, так что мы получаем чистый выход постоянного тока.
Этот фильтр также называют Choke Input Filterпоскольку входной сигнал сначала попадает в катушку индуктивности. Выход этого фильтра лучше, чем у предыдущих.
Π- Фильтр (фильтр Pi)
Это еще один тип схемы фильтра, который очень часто используется. На входе он имеет конденсатор, поэтому его также называютCapacitor Input Filter. Здесь два конденсатора и один индуктор соединены в виде π-образной цепи. Конденсатор, включенный параллельно, затем последовательно включенный индуктор, а затем еще один конденсатор, включенный параллельно, образуют эту цепь.
При необходимости к нему могут быть добавлены несколько одинаковых секций, согласно требованиям. На рисунке ниже показана схема фильтра $ \ pi $.(Pi-filter).
Работа фильтра Pi
В этой схеме у нас есть конденсатор, включенный параллельно, затем последовательно включенная катушка индуктивности, а затем еще один конденсатор, включенный параллельно.
Capacitor C1- Этот конденсатор фильтра обеспечивает высокое сопротивление по постоянному току и низкое реактивное сопротивление по сигналу переменного тока. После заземления компонентов переменного тока, присутствующих в сигнале, сигнал проходит на катушку индуктивности для дальнейшей фильтрации.
Inductor L- Эта катушка индуктивности обеспечивает низкое реактивное сопротивление для компонентов постоянного тока, блокируя при этом компоненты переменного тока, если они проходят через конденсатор C 1 .
Capacitor C2 - Теперь сигнал дополнительно сглаживается с помощью этого конденсатора, так что он разрешает любую составляющую переменного тока, присутствующую в сигнале, которую не удалось заблокировать катушкой индуктивности.
Таким образом, мы получаем желаемый чистый выход постоянного тока на нагрузке.