Výpočet filtračného kondenzátora na vyhladenie zvlnenia

V predchádzajúcom článku sme sa dozvedeli o faktore zvlnenia v napájacích obvodoch, tu pokračujeme a vyhodnocujeme vzorec na výpočet zvlnenia prúdu a následne hodnotu filtračného kondenzátora na vylúčenie obsahu zvlnenia na výstupe DC.

Vysvetlil predchádzajúci príspevok ako môže obsah jednosmerného prúdu po usmernení prenášať maximálne možné množstvo zvlnenia napätia a ako sa to dá výrazne znížiť použitím vyhladzovacieho kondenzátora.

Aj keď sa zdá, že konečný obsah zvlnenia, ktorý predstavuje rozdiel medzi špičkovou hodnotou a minimálnou hodnotou vyhladeného jednosmerného prúdu, nikdy úplne nevylučuje, a priamo sa spolieha na záťažový prúd.

Inými slovami, ak je zaťaženie relatívne vyššie, hodnota kondenzátor začína strácať svoju schopnosť kompenzácie alebo opravte faktor zvlnenia.

Štandardný vzorec pre výpočet filtračného kondenzátora

V nasledujúcej časti sa pokúsime vyhodnotiť vzorec na výpočet filtračného kondenzátora v napájacích obvodoch na zabezpečenie minimálneho zvlnenia na výstupe (v závislosti od pripojeného prúdového zaťaženia).

C = I / (2 x f x Vpp)

kde I = záťažový prúd

f = vstupná frekvencia striedavého prúdu

Vpp = minimálne zvlnenie (špičkové napätie po vyhladení), ktoré môže byť pre používateľa prípustné alebo v poriadku, pretože prakticky nikdy nie je možné dosiahnuť túto nulu, pretože by to vyžadovalo nefunkčnú, neživotaschopnú hodnotu obludného kondenzátora, pravdepodobne nie uskutočniteľné pre kohokoľvek.

Pokúsme sa pochopiť vzťah medzi prúdom záťaže, zvlnením a optimálnou hodnotou kondenzátora z nasledujúceho vyhodnotenia.

Vzťah medzi zaťažovacím prúdom, zvlnením a hodnotou kondenzátora

V uvedenom vzorci vidíme, že zvlnenie a kapacita sú nepriamo úmerné, čo znamená, že ak musí byť zvlnenie minimálne, musí sa zvýšiť hodnota kondenzátora a naopak.

Predpokladajme, že súhlasíme s tým, aby hodnota Vpp, ktorá je povedzme 1 V, bola prítomná v konečnom obsahu DC po vyhladení, potom sa hodnota kondenzátora môže vypočítať tak, ako je uvedené nižšie:

Príklad:

C = I / 2 x f x Vpp (za predpokladu f = 100 Hz a požiadavka na záťažový prúd ako 2amp))

Vpp by mal byť v ideálnom prípade vždy jeden, pretože očakávanie nižších hodnôt môže vyžadovať obrovské nepraktické hodnoty kondenzátorov, takže '1' Vpp možno považovať za primeranú hodnotu.

Riešením vyššie uvedeného vzorca dostaneme:

C = I / (2 x f x Vpp)

= 2 / (2 x 100 x 1) = 2/200

= 0,01 Farads alebo 10 000 uF (1 Farad = 10 000 000 uF)

Vyššie uvedený vzorec teda jasne ukazuje, ako je možné vypočítať požadovaný filtračný kondenzátor vzhľadom na prúd záťaže a minimálny prípustný zvlňovací prúd v jednosmernej zložke.

S odvolaním sa na vyššie vyriešený príklad je možné skúsiť meniť prúd záťaže a / alebo prípustný vlnový prúd a podľa toho ľahko vyhodnotiť hodnotu filtračného kondenzátora na zaistenie optimálneho alebo zamýšľaného vyhladenia usmerneného jednosmerného prúdu v danom napájacom obvode.