Half Wave และ Full Wave Rectifier พร้อม Capacitor Filter

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





ตัวกรองเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทหนึ่ง ส่วนใหญ่ใช้ในการประมวลผลสัญญาณ หน้าที่หลักของตัวกรองนี้คืออนุญาตให้ใช้ส่วนประกอบ ac และบล็อกส่วนประกอบ dc ของโหลด เอาต์พุตของวงจรกรองจะเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่คงที่ การสร้างวงจรกรองสามารถทำได้โดยใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานเช่นตัวต้านทานตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ มีที่แตกต่างกัน ประเภทของตัวกรอง ใช้ได้คือ LPF ( กรองผ่านต่ำ ), BPF (ตัวกรองแบนด์พาส), HPF ( ตัวกรองความถี่สูง ), ตัวกรองตัวเก็บประจุ ฯลฯ หน้าที่หลักของตัวเก็บประจุเช่นเดียวกับตัวเหนี่ยวนำในวงจรนี้คือตัวเก็บประจุอนุญาตให้ ac และบล็อก dc ในขณะที่ตัวเหนี่ยวนำอนุญาตเฉพาะส่วนประกอบ DC ในการจ่ายและบล็อก ac บทความนี้กล่าวถึงตัวกรองตัวเก็บประจุโดยใช้วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นและวงจรเรียงกระแสเต็มคลื่น

Capacitor Filter คืออะไร?

โดยทั่วไป ตัวกรองตัวเก็บประจุ แผนภาพวงจรแสดงด้านล่าง การออกแบบวงจรนี้สามารถทำได้ด้วย ตัวเก็บประจุ (C) เช่นเดียวกับตัวต้านทานโหลด (RL) แรงดันไฟฟ้าที่น่าตื่นเต้นของวงจรเรียงกระแสจะจ่ายให้กับขั้วของตัวเก็บประจุ เมื่อใดก็ตามที่แรงดันไฟฟ้าของวงจรเรียงกระแสเพิ่มขึ้นตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จและจ่ายกระแสให้กับโหลด




ตัวกรองคาปาซิเตอร์

ตัวกรองคาปาซิเตอร์

ในส่วนสุดท้ายของเฟสไตรมาสตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จไปยังค่าแรงดันไฟฟ้าของวงจรเรียงกระแสสูงสุดที่แสดงด้วย Vm จากนั้นแรงดันไฟฟ้าของวงจรเรียงกระแสจะเริ่มลดลง เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นตัวเก็บประจุจะเริ่มปล่อยผ่านแรงดันไฟฟ้าและโหลด แรงดันไฟฟ้าทั่วโหลดจะลดลงเพียงเล็กน้อยเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสูงสุดถัดไปเกิดขึ้นทันทีเพื่อชาร์จตัวเก็บประจุ ขั้นตอนนี้จะทำซ้ำหลาย ๆ ครั้งและรูปคลื่นเอาท์พุตจะเห็นว่าไม่มีการกระเพื่อมเล็กน้อยในเอาต์พุต นอกจากนี้แรงดันไฟฟ้าขาออกยังเหนือกว่าเนื่องจากยังคงใกล้เคียงกับค่าสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าขาออกของ วงจรเรียงกระแส .



อินพุตตัวกรองคาปาซิเตอร์

อินพุตตัวกรองคาปาซิเตอร์

ตัวเก็บประจุให้ค่ารีแอคแตนซ์ไม่สิ้นสุดกับ DC สำหรับ DC, f = 0

Xc = 1 / 2пfc = 1 / 2п x 0 x C = ไม่มีที่สิ้นสุด

ดังนั้นตัวเก็บประจุจึงไม่อนุญาตให้ DC ไหลผ่าน


เอาท์พุทตัวกรองคาปาซิเตอร์

เอาท์พุทตัวกรองคาปาซิเตอร์

วงจรกรองตัวเก็บประจุมีชื่อเสียงมากเนื่องจากคุณสมบัติเช่นต้นทุนต่ำน้ำหนักน้อยขนาดเล็กและคุณสมบัติที่ดี วงจรกรองตัวเก็บประจุใช้ได้กับกระแสโหลดขนาดเล็ก

วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นพร้อมตัวกรองคาปาซิเตอร์

หน้าที่หลักของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น คือการเปลี่ยน AC ( กระแสสลับ ) เป็น DC (กระแสตรง) อย่างไรก็ตาม DC เอาต์พุตที่ได้มานั้นไม่บริสุทธิ์และเป็น DC ที่น่าตื่นเต้น DC นี้ไม่คงที่และแปรผันตามเวลา เมื่อใดก็ตามที่ DC ที่เปลี่ยนแปลงนี้มอบให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทใด ๆ ก็อาจทำงานไม่ถูกต้องและอาจได้รับความเสียหาย ด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถใช้ได้กับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่

Halfwave Rectifier พร้อม Capacitor Filter

Halfwave Rectifier พร้อม Capacitor Filter

ดังนั้นเราจึงต้องการ DC ที่ไม่เปลี่ยนแปลงตามกาลเวลา เพื่อเอาชนะปัญหานี้และเพื่อให้ได้ DC ที่ราบรื่นจะมีวิธีแก้ไขคือตัวกรอง DC ที่มีพลังส่วนใหญ่มีทั้งส่วนประกอบ AC และ DC ดังนั้นที่นี่จึงใช้ตัวกรองเพื่อลบหรือลดส่วนประกอบ AC ที่เอาต์พุต ตัวกรองสามารถสร้างขึ้นด้วย ส่วนประกอบเช่นตัวต้านทานตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ . แผนภาพวงจรของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นโดยใช้ตัวกรองตัวเก็บประจุแสดงไว้ด้านบน วงจรนี้สร้างขึ้นด้วยตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ ที่นี่การเชื่อมต่อของตัวเก็บประจุ 'C' จะอยู่ในทางเบี่ยงกับตัวต้านทานโหลด 'RL'

เมื่อใดก็ตามที่แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับถูกนำไปใช้กับวงจรตลอดครึ่งรอบบวกไดโอดจะปล่อยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เราทราบดีว่าตัวเก็บประจุให้ช่องทางต้านทานสูงแก่ส่วนประกอบ DC และช่องทางต้านทานต่ำสำหรับส่วนประกอบ AC การไหลของกระแสจะเลือกจ่ายผ่านเลนความต้านทานต่ำเสมอ ดังนั้นเมื่อการไหลของกระแสได้รับตัวกรองส่วนประกอบ ac จะสัมผัสกับความต้านทานต่ำและส่วนประกอบ dc จะสัมผัสกับความต้านทานสูงจากตัวเก็บประจุ ส่วนประกอบ DC ไหลผ่านตัวต้านทานโหลด (เส้นทางความต้านทานต่ำ)

ตลอดระยะเวลาการนำตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จไปยังค่าสูงสุดของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าระหว่างแผ่นสองแผ่นของตัวเก็บประจุเทียบเท่ากับแหล่งจ่ายแรงดันจึงมีการเรียกเก็บเงินอย่างสมบูรณ์ เมื่อได้รับการชาร์จไฟจะเก็บแหล่งจ่ายไว้จนกว่าการจ่าย i / p AC ไปยังวงจรเรียงกระแสจะบรรลุครึ่งรอบเชิงลบ

เมื่อวงจรเรียงกระแสถึงครึ่งรอบเชิงลบ ไดโอด รับความเอนเอียงแบบย้อนกลับและหยุดปล่อยให้กระแสไหลผ่าน ตลอดเวลานี้แรงดันไฟฟ้าจะต่ำจากนั้นแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ ดังนั้นตัวเก็บประจุจะปล่อยกระแสไฟฟ้าที่เก็บไว้ทั้งหมดผ่าน RL สิ่งนี้จะหยุดแรงดันไฟฟ้า o / p ไม่ให้ตกลงไปเป็นศูนย์

การชาร์จและการคายประจุของตัวเก็บประจุส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับเมื่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าเข้าน้อยกว่าหรือมากกว่าแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ เมื่อวงจรเรียงกระแสถึงครึ่งรอบบวกไดโอดจะได้รับความเอนเอียงไปข้างหน้าและปล่อยให้การไหลของกระแสไฟฟ้าทำให้ประจุตัวเก็บประจุอีกครั้ง ตัวกรองตัวเก็บประจุผ่านการปล่อยขนาดใหญ่จะสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ราบรื่นมาก ดังนั้นจึงสามารถรับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงได้อย่างราบรื่นด้วยตัวกรองนี้

วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นพร้อมตัวกรองคาปาซิเตอร์

หน้าที่หลักของวงจรเรียงกระแสคลื่นเต็ม คือการแปลง AC เป็น DC ตามชื่อที่แสดงถึงวงจรเรียงกระแสนี้จะแก้ไขทั้งครึ่งรอบของสัญญาณ i / p AC แต่สัญญาณ DC ที่ได้รับที่ o / p ยังคงมีคลื่นอยู่ เพื่อลดคลื่นเหล่านี้ที่ o / p จะใช้ตัวกรองนี้

ในวงจรเรียงกระแสคลื่นเต็มโดยใช้ตัวกรองตัวเก็บประจุตัวเก็บประจุ C จะอยู่ตรงข้ามตัวต้านทานโหลด RL การทำงานของวงจรเรียงกระแสนี้เกือบจะเหมือนกับวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นมีเพียงครึ่งรอบ (บวกหรือลบ) ในขณะที่วงจรเรียงกระแสคลื่นเต็มมีสองรอบ (บวกและลบ)

วงจรเรียงกระแสแบบฟูลเวฟพร้อมตัวกรองคาปาซิเตอร์

วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นพร้อมตัวกรองตัวเก็บประจุ

เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับของ i / p ตลอดครึ่งรอบบวกแล้วไดโอด D1 จะเอนเอียงไปข้างหน้าและอนุญาตให้มีการไหลของกระแสในขณะที่ไดโอด D2 ได้รับความเอนเอียงแบบย้อนกลับและบล็อกการไหลของกระแส

ตลอดครึ่งรอบข้างต้นกระแสในไดโอด D1 จะได้รับตัวกรองและกระตุ้นตัวเก็บประจุ แต่การชาร์จตัวเก็บประจุจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้นั้นสูงกว่าแรงดันตัวเก็บประจุ ประการแรกตัวเก็บประจุจะไม่ชาร์จเนื่องจากไม่มีแรงดันไฟฟ้าอยู่ระหว่างแผ่นตัวเก็บประจุ ดังนั้นเมื่อเปิดแรงดันไฟฟ้าตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จทันที

ตลอดเวลาการส่งข้อมูลตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จไปยังค่าสูงสุดของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า i / p ตัวเก็บประจุมีประจุสูงสุดที่รูปคลื่นไตรมาสในครึ่งรอบบวก ในตอนท้ายแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าจะเทียบเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ เมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเริ่มลดลงและเปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุน้อยกว่าหลังจากนั้นตัวเก็บประจุจะเริ่มคายประจุทีละน้อย

เนื่องจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับของ i / p ได้รับครึ่งวงจรที่เป็นลบดังนั้นไดโอด D1 จึงเอนเอียงแบบย้อนกลับ แต่ไดโอด D2 จะเอนเอียงไปข้างหน้า ตลอดครึ่งรอบเชิงลบการไหลของกระแสในไดโอดที่สองจะทำให้ตัวกรองประจุตัวเก็บประจุ แต่การชาร์จตัวเก็บประจุจะเกิดขึ้นในขณะที่แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้นั้นดีกว่าแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุในวงจรไม่ได้ชาร์จเต็มดังนั้นการชาร์จนี้จะไม่เกิดขึ้นทันที เมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุตัวเก็บประจุจะได้รับการชาร์จ ในทั้งครึ่งรอบการไหลของกระแสจะอยู่ในทิศทางเดียวกันกับตัวต้านทานโหลด RL ดังนั้นเราจึงได้ครึ่งรอบที่เป็นบวกทั้งหมดหรือครึ่งรอบที่เป็นลบ ในกรณีนี้เราจะได้ครึ่งรอบบวกทั้งหมด

วงจรเรียงกระแส Halfwave และ Fullwave พร้อมเอาต์พุตตัวกรองคาปาซิเตอร์

Halfwave & Full-wave Rectifier พร้อม Capacitor Filter Outputs

ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ตัวกรองคืออะไร และตัวกรองตัวเก็บประจุ วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นพร้อมตัวกรองตัวเก็บประจุ และ วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นพร้อมตัวกรองตัวเก็บประจุ และอินพุตรวมทั้งรูปคลื่นเอาต์พุต นอกจากนี้หากมีข้อสงสัยเกี่ยวกับแนวคิดนี้หรือข้อมูลทางเทคนิคโปรดแสดงความคิดเห็นของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณแอพพลิเคชั่นของตัวกรองคาปาซิเตอร์คืออะไร?