Τι είναι το ρεύμα κυματισμού στα τροφοδοτικά

Η ανάρτηση εξηγεί σχετικά με το ρεύμα κυματισμού στα κυκλώματα τροφοδοσίας, τι το προκαλεί και πώς μπορεί να μειωθεί ή να εξαλειφθεί χρησιμοποιώντας τον πυκνωτή εξομάλυνσης.

Τι κυματίζει στα κυκλώματα τροφοδοσίας

Σε όλες τις τροφοδοσίες εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα, η έξοδος DC αποκτάται με τη διόρθωση της ισχύος εισόδου AC και το φιλτράρισμα μέσω ενός πυκνωτή εξομάλυνσης.

Παρόλο που η διαδικασία καθαρίζει το AC σε σχεδόν καθαρό DC, ένα μικρό περιεχόμενο ανεπιθύμητου εναπομείναντος εναλλασσόμενου ρεύματος παραμένει πάντα εντός του περιεχομένου DC και αυτή η ανεπιθύμητη παρεμβολή στο DC ονομάζεται ρεύμα κυματισμού ή τάση κυματισμού.

Αυτό το εναπομένον ανεπιθύμητο περιεχόμενο AC στο DC οφείλεται κυρίως σε ανεπαρκή διήθηση ή καταστολή του διορθωμένου DC, ή μερικές φορές λόγω κάποιου άλλου περίπλοκου φαινομένου, όπως σήματα ανάδρασης από επαγωγικά ή χωρητικά φορτία που σχετίζονται με την τροφοδοσία ή μπορεί επίσης να προέρχεται από σήμα υψηλής συχνότητας μονάδες επεξεργασίας.

Ο παραπάνω εξηγημένος υπολειπόμενος παράγοντας κυματισμού ( γ ) ορίζεται τεχνικά ως ο λόγος του μεγέθους του μέσου τετραγώνου ρίζας (RMS) της πραγματικής τάσης κυματισμού προς την απόλυτη ποσότητα που εισάγεται στη γραμμή DC της εξόδου τροφοδοσίας και αντιπροσωπεύεται κανονικά σε ποσοστό.

Εκφράζοντας το συντελεστή κυματισμού

Υπάρχει επίσης μια εναλλακτική μέθοδος έκφρασης του παράγοντα κυματισμού, και αυτό είναι μέσω της τιμής τάσης από κορυφή σε κορυφή. Και αυτή η μέθοδος φαίνεται να είναι πολύ πιο εύκολο να εκφραστεί και να μετρηθεί χρησιμοποιώντας παλμογράφο και μπορεί να αξιολογηθεί πολύ εύκολα μέσω ενός διαθέσιμου τύπου.

Πριν κατανοήσουμε τον τύπο για την αξιολόγηση του περιεχομένου κυματισμού σε DC, θα ήταν πρώτα σημαντικό να κατανοήσουμε τη διαδικασία μετατροπής ενός εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα χρησιμοποιώντας διόδους ανορθωτή και πυκνωτές.

Κανονικά χρησιμοποιείται ανορθωτής γέφυρας που αποτελείται από τέσσερις διόδους για τη μετατροπή εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα πλήρους κύματος.

Ωστόσο, ακόμη και μετά την διόρθωση, το προκύπτον DC μπορεί να έχει τεράστιο κυματισμό λόγω της μεγάλης τάσης κορυφής προς κορυφή (βαθιά κοιλάδα) που εξακολουθεί να παραμένει στο DC. Αυτό συμβαίνει επειδή η λειτουργία του ανορθωτή περιορίζεται μόνο μέχρι τη μετατροπή των αρνητικών κύκλων του AC σε θετικούς κύκλους όπως φαίνεται παρακάτω.

Διάγραμμα που δείχνει την κυματιστή κοιλάδα

Οι επίμονες βαθιές κοιλάδες μεταξύ κάθε διορθωμένου μισού κύκλου εισάγουν τη μέγιστη κυματισμό, η οποία μπορεί να αντιμετωπιστεί μόνο με την προσθήκη ενός πυκνωτή φίλτρου στην έξοδο του ανορθωτή γέφυρας.

Αυτή η μεγάλη τάση από κορυφή σε κορυφή μεταξύ των κοιλάδων και των κύκλων κορυφής εξομαλύνεται ή αντισταθμίζεται χρησιμοποιώντας πυκνωτές φίλτρου ή πυκνωτές εξομάλυνσης κατά την έξοδο του ανορθωτή γέφυρας.

Πώς λειτουργεί το φίλτρο πυκνωτή

Ο πυκνωτής εξομάλυνσης ονομάζεται επίσης πυκνωτής δεξαμενής, δεδομένου ότι λειτουργεί σαν δεξαμενή δεξαμενής και αποθηκεύει την ενέργεια κατά τη διάρκεια των κύκλων αιχμής της διορθωμένης τάσης.

Ο πυκνωτής φίλτρου αποθηκεύει την μέγιστη τάση και ρεύμα κατά τη διάρκεια των διορθωμένων κύκλων αιχμής, ταυτόχρονα το φορτίο λαμβάνει επίσης την ισχύ αιχμής κατά τη διάρκεια αυτών των κύκλων, ωστόσο κατά τη διάρκεια της πτώσης των άκρων αυτών των κύκλων ή στις κοιλάδες, ο πυκνωτής κλωτσά αμέσως την αποθηκευμένη ενέργεια στην φορτίο που εξασφαλίζει την αντιστάθμιση του φορτίου και το φορτίο επιτρέπεται να λαμβάνει ένα αρκετά συνεπές συνεχές ρεύμα με μειωμένο κυματισμό από κορυφή σε κορυφή σε σύγκριση με τον πραγματικό κυματισμό χωρίς τον πυκνωτή.

Ο κύκλος συνεχίζεται, καθώς ο πυκνωτής φορτίζει και εκφορτώνεται κατά τη διαδικασία σε μια προσπάθεια να ελαχιστοποιηθεί η διαφορά του πραγματικού περιεχομένου κυματισμού από κορυφή σε κορυφή για το συνδεδεμένο φορτίο.

Η εξομαλυντική απόδοση εξαρτάται από το ρεύμα φόρτωσης

Η παραπάνω απόδοση εξομάλυνσης του πυκνωτή βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στο ρεύμα φορτίου, καθώς αυτό αυξάνει την ικανότητα εξομάλυνσης του πυκνωτή μειώνεται αναλογικά και αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μεγαλύτερα φορτία απαιτούν μεγαλύτερο πυκνωτή εξομάλυνσης στα τροφοδοτικά.

Η παραπάνω συζήτηση εξηγεί τι κυματίζει σε μια τροφοδοσία DC και πώς μπορεί να μειωθεί με την εισαγωγή ενός πυκνωτή εξομάλυνσης μετά τον ανορθωτή γέφυρας.

Στο επόμενο άρθρο θα μάθουμε πώς να υπολογίζουμε το ρεύμα κυματισμού ή απλή τη διαφορά από κορυφή σε κορυφή σε περιεχόμενο DC μέσω της συσχέτισης ενός πυκνωτή εξομάλυνσης.

Με άλλα λόγια θα μάθουμε πώς να υπολογίσετε τη σωστή ή τη βέλτιστη τιμή πυκνωτή έτσι ώστε ο κυματισμός σε τροφοδοτικό DC να μειώνεται στο ελάχιστο επίπεδο.