AC/DC конвертерге фильтр конденсаторы қосу артықчылық напряжению неғұрлым таасир етеді?

Фильтрден өткізгіш конденсаторларды қосуының АС/ДС күйдеттеріндегі напряжение жолына тағынған таасирі

АС/ДС күйдеттерінде фильтрден өткізгіш конденсаторларды қосу напряжение жолына орындалған таасирі маңызды. Фильтрден өткізгіш конденсаторлардың негізгі рөлі - ректификациядан кейін пульсациялы ДС напряжеменін жұмыстыру, шығыс напряжемендегі АС компоненттерін (яғни, жол) азайту және денсаулыққа жақсы ДС напряжение беру. Төменде толығырақ түсіндірме:

1. Напряжение жолы деген не?

Напряжение жолы - бұл ректифицированны ДС напряжемендегі қалған альтернативті ток (АС) компоненттері. Ректификатор АС-ті ДС-ке айналдыратында, шығыс напряжение толықтыққа еретпей, периодтық жолдар мен қамтамасыз етулерді қамтиды.

Жолдың болуы шығыс напряжемендегі қатысқанына себеп болуы мүмкін, сонымен қатар, тығыздық схемаларының туура жұмысына әсер етуі мүмкін, әсіресе энергия сапасы маңызды болатын қолданбаларда (мисалы, дәл электроника, хабарлау жүйелері ж.б.).

2. Фильтрден өткізгіш конденсаторлардың рөлі

• Конденсаторлардың негізгі қасиеттері: Конденсаторлар электр зарядын сақтау және бөлу қабілетіне ие. Егер кіріс напряжение конденсатордағы напряжеменден жоғары болса, конденсатор зарядталады; егер кіріс напряжение төмен болса, конденсатор зарядын бөледі. Зарядталу және бөлу процесі арқылы конденсаторлар напряжение қатысқандарын жұмыстыруға болады.

• Фильтрден өткізгіш конденсаторлардың құрылымы: АС/ДС күйдеттерінде ректификатор АС напряжение пульсациялы ДС напряжеменге айналдырады. Фильтрден өткізгіш конденсатор ректификатордың шығысына қосылады. Оның рөлі - напряжение пики уақытында энергиян сақтау және напряжение төмендей кезде энергиян бөлу, сондықтан напряжение қойылыштары арасын толтыру және шығыс напряжеменін жұмыстыру.

3. Фильтрден өткізгіш конденсаторлардың напряжение жолына тағынған таасирі

3.1 Жол амплитудасын азайту

Үлкен капацитет жолды азайтады: Фильтрден өткізгіш конденсатордың капацитеті үлкен болғанша, ол көбірек энергиян сақтауға және напряжение қатысқандарын жұмыстыруға болады. Сондықтан, фильтрден өткізгіш конденсатордың капацитетін арттыру шығыс напряжение жолының амплитудасын өте маңызды түрде азайтуға мүмкіндік береді.

Формуланың түсіндірмесі: Аралық немесе толық волна ректификаторлары үшін, жол напряжение амплитудасы V ripple капацитет C және жүк ток IL-мен мына формуламен байланысты:

Мұнда:

V ripple - пик-пик жол напряжение;IL - жүк ток;f - АС басқаруының частотасы (толық волна ректификаторы үшін, частота кіріс АС частотасының екі есеуі);C - фильтрден өткізгіш конденсатордың капацитеті.

Формула бойынша, капацитет C немесе f-ты арттыру жол напряжение амплитудасын азайтуға мүмкіндік береді.

3.2 Жол периодын ұзындау

• Конденсаторлардың зарядталу және бөлу уақыт тұрақтысы: Уақыт тұрақтысы τ=R×C, мұнда R - жүк сопротивления. Үлкен капацитет конденсатордың бөлу уақытын ұзындатады, жол периодын ұзындатып, графигін жұмыстырады.

• Таасир: Капацитет өсуімен, жол частотасы төмендейді, графигі идеалды ДС напряжеменге жақын болып, жоғары частота компоненттері азайады.

3.3 Динамикалық жауапты жақсарту

• Жүк өзгерістерін өту: Фильтрден өткізгіш конденсаторлар статикалық шарттарда напряжение жолын жұмыстыруға ғана емес, жүк токтың тез өзгеруі кезінде де моменттік энергия беруге да көмектеседі. Жүк ток тез өссе, конденсатор сақталған энергиян тез бөледі, шығыс напряжеменін тез төмендетуінен сақтау; жүк ток төмендейсе, конденсатор қысқартылған энергиян қабылдайды, өсу напряжеменнің өсуінен сақтау.

• Таасир: Бұл системаның динамикалық жауабын жақсартады, жүк өзгергенде да стабилді шығыс напряжение қамтамасыз етуін қамтиды.

4. Фильтрден өткізгіш конденсаторларды таңдау үшін қарау керек нүктелер

4.1 Конденсатор түрі

• Электролиздердің конденсаторлары: Фильтрден өткізгіш конденсаторлардың бір кең таралған түрі - электролиздердің конденсаторлары, олар өте үлкен капацитет мәндерін төмен бағаға ұсынады, олар 50Гц немесе 60Гц үшін низкочастотты қолданбаларға ыңғайлы. Бірақ, электролиздердің конденсаторлары өмір мерзімі шектеулі және жылы температураларда өнімділігі төмендейді.

• Керамиканың конденсаторлары: Керамиканың конденсаторлары үлкен капацитет мәндерін ұсынбайды, бірақ тез жауап береді, олар жоғары частота қолданбаларына ыңғайлы. Олар электролиздердің конденсаторларымен бірге қолданылатында, низкочастотты және жоғарычастотты жолдарды өтуге ыңғайлы.

• Пластиктердің конденсаторлары: Пластиктердің конденсаторлары өте төмен эквивалентті сериялық сопротивление (ESR) және жақсы температуралық стабилділікке ие, олар дәлдік және жоғары өнімділік қажет болатын қолданбаларға ыңғайлы.

4.2 Капацитет мәні

• Жүк талаптарына қарай таңдау: Капацитет мәні жүк ток және рұқсат етілген жол напряжеменіне қарай таңдалады. Үлкен капацитет жолдың өтуіне жақсы қызмет етеді, бірақ қимыл және физикалық өлшемдерін арттыруға әкелуі мүмкін.

• Проекттау компромисстері: Жобалау практикасында, капацитет, қимыл, өлшем және өнімділік арасында теңсіздік қолданылады. Инженерлер адемі түрде, қимыл және өлшемдерді өте арттыруға қарамастан, жол талаптарын қанағаттандыруға мүмкіндік беретін капацитет мәнін таңдайды.

4.3 Эквивалентті сериялық сопротивление (ESR)

• ESR-нің таасирі: Конденсатордың эквивалентті сериялық сопротивленциясы (ESR) оның өту өнімділігіне әсер етеді. Жоғары ESR энергия қысқартуына және жол напряжение артуына әкеледі. Сондықтан, төмен ESR-лі конденсаторды таңдау өту өнімділігін жақсартуға және жол напряжение азайтуға мүмкіндік береді.

• Изоден салынған таасир: ESR конденсаторды жылуында әсер етеді, әсіресе жоғары ток қолданбаларында. Сондықтан, төмен ESR-лі конденсаторды таңдау өту өнімділігін жақсартуға ғана емес, конденсатордың өмір мерзімін де ұзақтатады.

5. Көптеген деңгейлердегі және гибрид өту

• Көптеген деңгейлердегі өту: Жолды өту үшін, АС/ДС күйдеттерінде көптеген деңгейлердегі өту қолданылады. Мисалы, ректификатордан кейін көптеген конденсаторлар немесе индукторлар мен конденсаторлардың комбинациясы (LC өткізгіш) қосылады. LC өткізгіштер резонанс арқылы айырмашылық частота жолдарын өтуге мүмкіндік береді, олар әлі де жұмыстырылған шығыс напряжение ұсынады.

• Гибрид өту: Әр түрлі конденсаторлардың (мисалы, электролиздердің және керамиканың конденсаторлары) комбинациясы низкочастотты және жоғарычастотты жолдарды бірге өтуге мүмкіндік береді, өту өнімділігін әлі де жақсартады. Мисалы, электролиздердің конденсаторлары низкочастотты жолдарды өтуге, ал керамиканың конденсаторлары жоғарычастотты жолдарды өтуге ыңғайлы.

6. Қорытынды

Фильтрден өткізгіш конденсаторларды қосу АС/ДС күйдеттеріндегі напряжение жолына өте маңызды таасир етеді, негізгі түрде төмендегі әдістер арқылы:

• Жол амплитудасын азайту: Капацитет немесе басқаруының частотасын арттыру арқылы шығыс напряжение жолының амплитудасын өте маңызды түрде азайтуға мүмкіндік береді.

• Жол периодын ұзындау: Үлкен капацитет конденсатордың бөлу уақытын ұзындатады, жол периодын ұзындатып, графигін жұмыстырады.

• Динамикалық жауапты жақсарту: Фильтрден өткізгіш конденсаторлар жүк токтың өзгеруі кезінде моменттік энергия береді, стабилді шығыс напряжение қамтамасыз етуін қамтиды.

• Қолданба талаптарына қарай ыңғайлы конденсатор түрін және капацитетін таңдау: Қолданба талаптарына қарай ыңғайлы конденсатор түрін және капацитетін таңдау қимыл, өлшем және өнімділікті теңсіздікке қолданады.

Фильтрден өткізгіш конденсаторларды ыңғайлы таңдау және қолдану арқылы АС/ДС күйдеттеріндегі шығыс напряжение сапасын өте маңызды түрде жақсартуға мүмкіндік береді, тығыздық схемаларының стабилділігі мен қамтамасыз етуін қамтиды.