Filtruota lygintuvo įtampa ir jos valdymo ypatumai
Turint omenyje pirmosios dalies temas apie dviejų pusperiodžių lygintuvo su tilteliu principą, tęsiama gilėjanti analizė apie dviejų pusperiodžių lygintuvo su vidurio tašku schemos savybes ir jos skirtumus nuo tiltelių varianto. Be to, aprašomi pagrindiniai filtro ir transformatoriaus vaidmenys užtikrinant stabilų išlyginimą skirtingose schemose.
Dviejų pusperiodžių lygintuvo su vidurio tašku pagrindai ir jų įtaka įtampos daliai
Toki transformatoriaus antrinė apvija susideda iš dviejų apvijų, kurios turi vienodą vijų skaičių. Vienos apvijos pabaiga yra sujungta su kitos pradžia ir šis sujungimas vadinamas vidurio tašku arba vidurio atšaka. Kadangi abiejų apvijų vijų skaičius vienodas, tai įtampos U2_1 ir U2_2 bus vienodos. Pirminės apvijos srovę I1 galima apskaičiuoti analogiškai kaip ir tiltelinės lygintuvo schemos, o diodų parametrai turi būti parenkami teisingai. Nuo teigiamo pusperiodžio diodo VD1 anodą, o negatyvaus - VD2 anodą veikiantis įtampos poliarumas lemia, kad srovė tekės per vieną ar kitą diodą, o srovės kelias keičiasi su kiekvienu pusperiodžiu.
Esant teigiamam pusperiodžiui, transformatoriaus antrinė apvija ir diodas VD1 atsiveria, o VD2 būna uždarytas. Pasikeitus poliarumui, srovė pereina per diodą VD2, VD1 užsidaro. Tokiu būdu srovė teka pakaitom per abi pusines apvijas, skirtingai nuo tiltelinės schemos, kur srovė tekės per visas diodų grandis vienu metu. Dėl šių skirtumų kyla skirtingi privalumai ir trūkumai.
Privalumai ir trūkumai
Trūkumai: didesni transformatoriaus geometriniai išmatavimai (skaičiuojamasis galingumas 1,48P0, o antrinės apvijos išnaudojimo koeficientas 0,58), taip pat diodams reikalinga didesnė Uatg. reikšmė, todėl jie brangesni. Tačiau dvipoliarinė įtampa gali būti naudinga kai kurioms elektroninėms schemoms maitinti.
Privalumai: išlyginama pulsacija, transformatorius su vidurio tašku gali turėti vieną antrinę apviją, o kontra diodų skaičius dažnai mažesnis ir patogiau įgyvendinti. Taip pat nurodomas pulsacijų koeficiento valdymas, kai filtrai įtakoja galutinę įtampos kokybę.
Pulsacijų koeficientas ir filtro įtaka
Įtampa lygintuvo išėjime yra pulsuojanti, o pulsacijų koeficientas kp (Up) priklauso nuo filtro tipo ir jo parametrų. Pirmajame tekste išryškintas pulsacijų koeficiento 0,67 santykinis vienetas (67%) lyginant be filtro. Priklausomai nuo įrenginio, kurį lygintovas maitina, kp dažnai siekia 0,1-2% ribą. Taigi reikia pasirinkti filtro įtaisyti taip, kad pulsacija būtų valdomas atitinkamai.
Tarpusavyje aprašomi ir toliau naudojami įtampos pulsacijos parametrai, įtvirtinant paprastą inžinerinį metodą: f - tinklo dažnis (50 Hz); Ra - apkrovos varža; kp - pageidaujamas pulsacijų koeficientas; ∆U0 - išėjimo įtampos pokytis. Kondensatoriaus talpa parenkama artimiausia standartinė nuo apskaičiuotos reikšmės. Talpa tiesiogiai priklauso nuo apkrovos varžos: didėjant apkrovai, didėja ir talpa. Pažymima, kad talpuminiai filtrai tinka mažoms apkrovoms (iki keliolikos dešimčių W); didesniems srovėms derėtų naudoti LC filtrus, bet apie tai - kitame skyriuje.
Filtrų tipai ir jų principai
- Kondensatorinis filtras: kondensatorius įkraunamas per teigiamą pusperiodį, o išsikrauna per laiką tarp pusperiodžių, palaikydamas įtampą apkrovoje. Privalumai: paprastumas, žemos kainos. Trūkumai: esant didelėms apkrovoms, pulsacijos išlieka didelės.
- Induktyvinis filtravimas: induktyvumas priešins srovės pokyčiams; kaupiama energija laikui bėgant, o tada ją atiduodant grandinei išlaikomas srovės lygis. Privalumai: didesnis efektyvumas didelėms apkrovoms. Trūkumai: didesnė konstrukcinė ir kainos našta.
- RC filtrai: rezistorius kartu su kondensatoriumi gauna kompromisą tarp energijos kaupimosi ir nuostolių. Privalumai: geras kompromisas mažoms apkrovoms; trūkumas - nuostoliai dėl rezistoriaus, todėl tinkami tik mažoms galios sistemoms.
Transformatorius, diodas ir jų vaidmuo
Transformatorius sumažina ar padidina įtampą iki reikalingo lygio, taip leidžiant naudoti diodus su mažesne vidine įtampa ir mažesnius filtrų dydžius. Diodas - esminis lygintuvo elementas; jo charakteristikos labai svarbios. Pagrindiniai parametrai: didžiausia vidutinė srovė IF(AV), didžiausia atvirkštinė darbinė įtampa VRRM, atbulinės eigos atkūrimo laikas trr ir nulinio poslinkio talpa C0. Šie parametrai nulemia lygintuvo darbingumą, atsparumą karščiavimui ir darbinę dažninę charakteristiką.
Elemento jungimo įtaka
Nuoseklusis, lygiagretus ir mišrus jungimai lemia bendrą grandinės elgseną. Reikšmingi yra ir reaktyvūs elementai: induktyvumas L ir talpinumas C, jų tarpusavio sąveika gali sukelti rezonansą, kurio vengti reikia planuojant filtrus. Tokiuose tinkluose trifazės schemos išsiskiria mažesnėmis pulsacijomis bei didesniu efektyvumu, palyginti su vienfazėmis sistemomis, nors jų schema sudėtingesnė.
Praktiški įžvalgos į filtrų parinkimą
Filtrų pasirinkimą lemia apkrovos galia ir pageidaujama pulsacijų koeficiento riba. Kondensatoriniai filtrai dažnai parenkami artimiausia standartine talpa, apskaičiuojant pagal nuoseklias formules. Didėjant apkrovos galiai, reikia didesnės talpos kondensatoriaus; kai galia didelė, gali būti reikalingi LC filtrai. Kaip ir daugelyje praktinių taikymų, inžinerinis metodas suteikia pakankamą tikslumą greitam projektavimui.
Tam, kad filtrų pasirinkimas būtų optimalus, būtina įvertinti tinklo dažnį (f) ir apkrovos varžą (Ra): kai Ra didėja, kondensatoriaus talpa turi didėti, o kai apkrova mažėja - talpa mažėja. Taip pat būtina atsižvelgti į diodų parametrų kainą ir brangiau kainuojančių diodų Uatg reikšmes. Dažnai naudojama distiliuoto vandens priėmimuose siekiama sumažinti kalkių susidarymą lygintuvo talpoje.
Pagalbinės įžvalgos apie praktinį lygintuvų panaudojimą
Vienpusio lygintuvo naudojimas reikalauja atidžiai pasirinkti padą: aliumininį, keraminį, nerūdijančio plieno arba dengtą padą. Nepriklausomai nuo pasirinkimo, tinkamai naudojamas ir prižiūrimas lygintuvas užtikrina ilgaamžiškumą ir kokybišką lyginimą. Garų srovės reguliavimas leidžia pritaikyti temperatūrą skirtingoms medžiagoms, o vertikalios garų srovės funkcija gali padėti išlyginti net labai susiglamžytus drabužius neatlendant nuo kabos.
Galiausiai, vandens talpa ir valymas iš kalkių yra svarbūs aspektai. Didesnė talpa leidžia ilgiau lyginti be papildymo, bet didesnė talpa gali apkrauti rankas; mažesnė talpa reikia daugiau papildymo, bet patogumo požiūriu gali būti pranašesnė keliaujant. Distiliuotas vanduo rekomenduojamas norint išvengti kalkių susidarymo.
Šio straipsnio tikslas - aiškiai ir išsamiai parodyti kaip skirtingi filtrai įtakoja vienpusio lygintuvo išėjimo kokybę, kokie parametrai lemia pulsacijos dydį ir kaip parinkti tinkamiausią sprendimą konkrečiai taikymui, laikantis inžinerinio požiūrio įsimplinimus.
tags: #filtruota #lygintuvo #itampa #yra
