מסננים נגד חיוג ומייצבי מתח

מסנני החלקה נועדו להפחית אדוות מתח מתוקנות. החלקת אדווה מוערכת על ידי גורם ההחלקה q.

המרכיבים העיקריים של מסנני החלקה הם קבלים, משרנים וטרנזיסטורים שההתנגדות שלהם שונה עבור זרמים ישירים וחילופין.

בהתאם לסוג אלמנט המסנן, מתבצעת הבחנה בין מסננים קיבוליים, אינדוקטיביים ואלקטרוניים. על פי מספר קישורי הסינון, המסננים מחולקים לחיבור יחיד ורב קישור.

מסנן קיבולי הוא קבל בעל קיבולת גדולה המחובר במקביל לנגד העומס Rn. לקבל יש התנגדות DC גבוהה והתנגדות AC נמוכה. הבה נשקול את פעולת המסנן בדוגמה של מעגל מיישר חצי גל (איור 1, א).

איור 1- מיישר חצי גל חד פאזי עם מסנן קיבולי: א) מעגל ב) דיאגרמות תזמון של פעולה

כאשר חצי גל חיובי זורם במרווח הזמן t0 - t1 (איור 2.63, ב), זרם העומס (זרם דיודה) וזרם הטעינה של הקבל זורמים.הקבל נטען ובזמן t1 המתח בקבל עולה על מפל המתח של הפיתול המשני - הדיודה נסגרת ובמרווח הזמן t1 - t2 הזרם בעומס מסופק על ידי פריקת הקבל. צ'ה. הזרם בעומס זורם ללא הרף, מה שמפחית באופן משמעותי את האדוות של המתח המיושר.

ככל שהקיבול של הקבל Cf גדול יותר, העירור קטן יותר. זה נקבע על ידי זמן הפריקה של הקבל - קבוע זמן הפריקה τ = СfRн. ב-τ> 10, מקדם ההחלקה נקבע על ידי הנוסחה q = 2π fc m Cf Rn, כאשר fc הוא התדר של הרשת, m הוא מספר חצאי התקופות של המתח המיושר.

מומלץ להשתמש במסנן קיבולי עם נגד עומס RH בעל התנגדות גבוהה בהספקי עומס נמוכים.

מסנן אינדוקטיבי (משנק) מחובר בסדרה עם Rn (איור 3, א). לשראות יש התנגדות DC נמוכה והתנגדות AC גבוהה. החלקת אדווה מבוססת על תופעת ההשראה העצמית, שבהתחלה מונעת מהזרם להגדיל, ולאחר מכן תומכת בו בירידה שלו (איור 2, ב).

איור 2- מיישר חצי גל חד פאזי עם מסנן אינדוקטיבי: א) מעגל, ב) דיאגרמות תזמון של פעולה

מסננים אינדוקטיביים משמשים במיישרים בהספק בינוני וגבוה, כלומר במיישרים הפועלים עם זרמי עומס גדולים.

מקדם ההחלקה נקבע על ידי הנוסחה: q = 2π fs m Lf / Rn

פעולת המסנן הקיבולי והאינדוקטיבי מבוססת על העובדה שבמהלך זרימת הזרם הנצרכת על ידי הרשת, הקבל והמשרן אוגרים אנרגיה, וכאשר אין זרם מהרשת, או שהוא יורד, האלמנטים נותנים כיבוי של האנרגיה האצורה, שמירה על הזרם (המתח) בעומס.

מסננים מרובי צומת משתמשים בתכונות ההחלקה של קבלים ושל משרנים כאחד. במיישרים בעלי הספק נמוך, בהם ההתנגדות של נגד העומס היא מספר קוטג'ים, במקום המשנק Lf, כלול הנגד Rf, מה שמפחית משמעותית את המסה והממדים של המסנן.

איור 3 מציג את סוגי מסנני הסולם LC ו-RC.

איור 3-מסננים מרובי צומת: א) LC בצורת L, ב) LC בצורת U, ג) מסנן RC

מייצבים מיועדים לייצב מתח (זרם) קבוע של העומס במהלך תנודות במתח הרשת ושינויים בזרם הנצרך על ידי העומס.

מייצבים מחולקים למייצבי מתח וזרם, כמו גם פרמטריים ופיצויים. היציבות של מתח המוצא מוערכת על ידי גורם הייצוב Kst.

מייצב פרמטרי המבוסס על שימוש באלמנט בעל מאפיין לא ליניארי - דיודת זנר מוליכים למחצה.מתח דיודת הזנר כמעט קבוע עם שינוי משמעותי בזרם ההפוך דרך המכשיר.

מעגל המייצב הפרמטרי מוצג באיור 4. מתח הכניסה UBX מופץ בין הנגד המגביל Rlim ודיודת הזנר המחוברת במקביל VD ונגד העומס Rn.

איור 4 - מייצב פרמטרי

ככל שמתח הכניסה עולה, הזרם דרך דיודת הזנר יגדל, מה שאומר שהזרם דרך הנגד המגביל יגדל ותתרחש ירידת מתח גדולה יותר על פניו, ומתח העומס יישאר ללא שינוי.

למייצב הפרמטרי יש Kst בסדר גודל של 20-50. החסרונות של מייצבים מסוג זה הם זרמי ייצוב נמוכים ויעילות נמוכה.

מייצבים פרמטריים משמשים כמקורות מתח עזר, כמו גם כאשר זרם העומס קטן - לא יותר ממאות מיליאמפר.

מייצב מפצה משתמש בהתנגדות המשתנה של הטרנזיסטור כנגד מגביל. ככל שמתח הכניסה עולה, גם ההתנגדות של הטרנזיסטור עולה, בהתאמה, ככל שהמתח יורד, ההתנגדות יורדת. במקרה זה, המתח בעומס נשאר ללא שינוי.

מעגל המייצב של הטרנזיסטורים מוצג באיור 5. עקרון ויסות מתח המוצא URn מבוסס על שינוי במוליכות של טרנזיסטור ויסות VT1.

איור 5 - סכימה של וסת מתח מפצה

מעגל השוואת מתחים ומגבר DC מורכבים על הטרנזיסטור VT2. מעגל המדידה R3, R4, R5 כלול במעגל הבסיס שלו, ומקור מתח הייחוס R1VD כלול במעגל הפולט.

לדוגמה, ככל שמתח הכניסה עולה, גם הפלט יגדל, מה שיוביל לעלייה במתח בבסיס הטרנזיסטור VT2, כשבמקביל הפוטנציאל של הפולט VT2 יישאר זהה.זה יוביל לעלייה בזרם הבסיס, ומכאן לזרם הקולטור של הטרנזיסטור VT2 - פוטנציאל הבסיס של הטרנזיסטור VT1 יקטן, הטרנזיסטור ייסגר ותתרחש עליו ירידת מתח גדולה יותר, ומתח המוצא יקטן. נשאר ללא שינוי.

כיום מייצרים מייצבים בצורה של מעגלים משולבים. תוכנית טיפוסית להפעלת מייצב משולב מוצגת באיור 6.

איור 6 - סכימה אופיינית להפעלת מייצב מתח מובנה

ייעוד היציאות של המיקרו-מעגל המייצב: «IN» — קלט, «OUT» — פלט, «GND» — נפוץ (מקרה). אם המייצב מתכוונן, אז יש פלט «ADJ» - התאמה.

בחירת המייצב מבוססת על ערך מתח המוצא, זרם העומס המרבי וטווח השונות של מתח הכניסה.