Υπολογισμός πυκνωτή φίλτρου για εξομάλυνση κυματισμού

Στο προηγούμενο άρθρο μάθαμε για τον παράγοντα κυματισμού στα κυκλώματα τροφοδοσίας, εδώ συνεχίζουμε και αξιολογούμε τον τύπο για τον υπολογισμό του ρεύματος κυματισμού και, κατά συνέπεια, την τιμή του πυκνωτή φίλτρου για την εξάλειψη του περιεχομένου κυματισμού στην έξοδο DC.

Η προηγούμενη δημοσίευση εξήγησε πώς ένα περιεχόμενο DC μετά τη διόρθωση μπορεί να φέρει τη μέγιστη δυνατή τάση κυματισμού και πώς μπορεί να μειωθεί σημαντικά χρησιμοποιώντας έναν πυκνωτή εξομάλυνσης.

Αν και το τελικό περιεχόμενο κυματισμού που είναι η διαφορά μεταξύ της μέγιστης τιμής και της ελάχιστης τιμής του εξομαλυνμένου DC, δεν φαίνεται ποτέ να εξαλείφεται πλήρως και βασίζεται άμεσα στο ρεύμα φόρτωσης.

Με άλλα λόγια, εάν το φορτίο είναι σχετικά υψηλότερο, το ο πυκνωτής αρχίζει να χάνει την ικανότητά του να αντισταθμίζει ή διορθώστε τον συντελεστή κυματισμού.

Πρότυπος τύπος για τον υπολογισμό του πυκνωτή φίλτρου

Στην επόμενη ενότητα θα προσπαθήσουμε να αξιολογήσουμε τον τύπο υπολογισμού του πυκνωτή φίλτρου στα κυκλώματα τροφοδοσίας για τη διασφάλιση του ελάχιστου κυματισμού στην έξοδο (ανάλογα με το συνδεδεμένο φορτίο ρεύματος).

C = I / (2 x f x Vpp)

όπου I = φορτίο ρεύμα

f = συχνότητα εισόδου AC

Vpp = η ελάχιστη κυμάτωση (η τάση από την κορυφή προς την κορυφή μετά την εξομάλυνση) που μπορεί να είναι επιτρεπτή ή ΟΚ για τον χρήστη, επειδή πρακτικά δεν είναι ποτέ εφικτό να γίνει αυτό το μηδέν, καθώς αυτό θα απαιτούσε μια ανεφάρμοστη, μη βιώσιμη τερατώδη τιμή πυκνωτή, πιθανώς όχι εφικτό για οποιονδήποτε να εφαρμόσει.

Ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τη σχέση μεταξύ ρεύματος φορτίου, κυματισμού και της βέλτιστης τιμής πυκνωτή από την ακόλουθη αξιολόγηση.

Σχέση μεταξύ τιμής ρεύματος φόρτωσης, κυματισμού και πυκνωτή

Στον αναφερόμενο τύπο μπορούμε να δούμε ότι ο κυματισμός και η χωρητικότητα είναι αντιστρόφως ανάλογοι, πράγμα που σημαίνει ότι εάν ο κυματισμός πρέπει να είναι ελάχιστος, η τιμή του πυκνωτή πρέπει να αυξηθεί και το αντίστροφο.

Ας υποθέσουμε ότι συμφωνούμε με μια τιμή Vpp, δηλαδή 1V, να υπάρχει στο τελικό περιεχόμενο DC μετά την εξομάλυνση, τότε η τιμή του πυκνωτή μπορεί να υπολογιστεί όπως φαίνεται παρακάτω:

Παράδειγμα:

C = I / 2 x f x Vpp (υποθέτοντας f = 100Hz και απαίτηση ρεύματος φόρτωσης ως 2amp))

Το Vpp θα πρέπει να είναι πάντα ιδανικό, επειδή η αναμονή χαμηλότερων τιμών μπορεί να απαιτήσει τεράστιες μη πρακτικές τιμές πυκνωτών, έτσι το «1» Vpp μπορεί να ληφθεί ως λογική τιμή.

Λύνοντας τον παραπάνω τύπο παίρνουμε:

C = I / (2 x f x Vpp)

= 2 / (2 x 100 x 1) = 2/200

= 0,01 Farads ή 10,000uF (1Farad = 1000000 uF)

Έτσι, ο παραπάνω τύπος δείχνει καθαρά πώς μπορεί να υπολογιστεί ο απαιτούμενος πυκνωτής φίλτρου σε σχέση με το ρεύμα φορτίου και το ελάχιστο επιτρεπόμενο ρεύμα κυματισμού στο εξάρτημα DC.

Αναφερόμενοι στο παραπάνω επιλυθέν παράδειγμα, μπορεί κανείς να προσπαθήσει να μεταβάλει το ρεύμα φορτίου ή / και το επιτρεπόμενο ρεύμα κυματισμού και να αξιολογήσει εύκολα την τιμή του πυκνωτή φίλτρου ανάλογα για τη διασφάλιση της βέλτιστης ή της επιδιωκόμενης εξομάλυνσης του διορθωμένου DC σε ένα δεδομένο κύκλωμα παροχής ισχύος.