Comment réduire l'ondulation de tension redressée
La tension reçue par les redresseurs n'est pas constante, mais pulsée. Il se compose de composantes constantes et variables. Plus la composante variable est grande par rapport à la constante, plus la perturbation est importante et plus la qualité de la tension redressée est mauvaise.
La composante variable est formée d'harmoniques. Les fréquences harmoniques sont définies par l'égalité
f (n) =kmf,
où k est le nombre d'harmoniques, k = 1, 2, 3,…, m est le nombre d'impulsions de la tension redressée, f est la fréquence de la tension secteur.
La qualité du coefficient d'ondulation p de la tension redressée est évaluée, qui dépend de la valeur moyenne de la tension redressée et de l'amplitude de l'harmonique fondamentale dans la charge.
L'ordre des composantes harmoniques n = km contenues dans la courbe de tension redressée ne dépend que du nombre d'impulsions et ne dépend pas de la spécificité circuits redresseurs... Les harmoniques des nombres les plus bas ont l'amplitude la plus élevée.
La valeur de tension efficace de la composante harmonique d'ordre n dépend de la valeur moyenne de la tension redressée Ud d'un redresseur non régulé idéal :
Dans les circuits réels, la transition de courant d'une diode à une autre se produit dans un certain laps de temps fini, mesuré en fractions période de tension alternative et appelé un angle de commutation... La présence d'angles de commutation augmente considérablement l'amplitude des harmoniques. En conséquence, vous développez une excitation de vague rectifiée.
La composante alternative de la tension redressée, composée d'harmoniques basse et haute fréquence, crée un courant alternatif dans la charge qui interfère avec d'autres appareils électroniques.
Pour réduire l'ondulation de la tension redressée entre les bornes de sortie du redresseur et la charge, incluez un filtre de lissage, qui réduit considérablement l'ondulation de la tension redressée en supprimant les harmoniques.
Les principaux éléments des filtres de lissage sont inducteurs (accélérateur) et condensateurs, et à faibles puissances et transistors.
Le fonctionnement des filtres passifs (sans transistors et autres amplificateurs) est basé sur la dépendance en fréquence de la valeur de résistance des éléments réactifs (inductance et condensateur). Résistance inductance Xl et condensateur X° C : Xl = 2πfL, X° C = 1 / 2πfC,
où f est la fréquence du courant traversant l'élément réactif, L est l'inductance de la self, C est la capacité du condensateur.
Des formules de la résistance des éléments réactifs, il s'ensuit qu'avec une augmentation de la fréquence du courant, la résistance de la bobine inductance (starter) augmente et le condensateur diminue. Pour le courant continu, la résistance du condensateur est infinie et l'inductance est nulle.
Cette caractéristique permet à l'inductance de laisser passer librement la composante continue du courant redressé et les harmoniques de retard.De plus, plus le nombre d'harmoniques est élevé (plus sa fréquence est élevée), plus il ralentit efficacement. Au contraire, le condensateur bloque complètement la composante continue du courant et laisse passer les harmoniques.
Le paramètre principal caractérisant l'efficacité du filtre est le coefficient de lissage (filtrage)
q = p1 / p2,
où p1 est le facteur d'ondulation de la sortie du redresseur dans un circuit sans filtre, p2 est le facteur d'ondulation de la sortie du filtre.
En pratique, des filtres passifs en forme de L, en forme de U et résonnants sont utilisés. Les plus utilisés sont en forme de L et en forme de U, dont les schémas sont illustrés à la figure 1
Figure 1. Schémas de lissage passif des filtres en forme de L (a) et en forme de U (b) pour réduire l'ondulation de tension redressée
Les données initiales pour calculer l'inductance de la self de filtre L et la capacité du condensateur de filtre C sont le facteur d'ondulation du redresseur, la variante de circuit et le facteur d'ondulation requis de la sortie du filtre.
Le calcul des paramètres du filtre commence par la détermination du coefficient de lissage. Ensuite, vous devez choisir au hasard le circuit de filtrage et la capacité du condensateur qu'il contient. La capacité du condensateur de filtrage est choisie dans la plage de capacité donnée ci-dessous.
En pratique, on utilise des condensateurs aux capacités suivantes : 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 uF. Il est recommandé d'utiliser des valeurs de capacité plus petites de cette série à des tensions de fonctionnement élevées et de grandes capacités à des tensions basses.
L'inductance d'arrêt dans le circuit de filtre en forme de L peut être déterminée à partir de l'expression approximative
pour un schéma en U —
Dans les formules, la capacité est substituée en microfarads et le résultat est obtenu en henry.
Filtrage de tension d'ondulation redressée par tension