अँटी-अलायझिंग फिल्टर आणि व्होल्टेज स्टॅबिलायझर्स

स्मूथिंग फिल्टर हे रेक्टिफाइड व्होल्टेज रिपल कमी करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. रिपल स्मूथिंगचे मुल्यांकन स्मूथिंग फॅक्टर q द्वारे केले जाते.

स्मूथिंग फिल्टरचे मुख्य घटक कॅपेसिटर आहेत, प्रेरक आणि ट्रान्झिस्टर ज्यांचा प्रतिकार थेट आणि पर्यायी प्रवाहांसाठी भिन्न आहे.

फिल्टर घटकाच्या प्रकारानुसार, कॅपेसिटिव्ह, प्रेरक आणि इलेक्ट्रॉनिक फिल्टरमध्ये फरक केला जातो. फिल्टरिंग लिंक्सच्या संख्येनुसार, फिल्टर्स सिंगल-लिंक आणि मल्टी-लिंकमध्ये विभागले जातात.

कॅपेसिटिव्ह फिल्टर हे मोठ्या क्षमतेचे कॅपेसिटर आहे जे लोड रेझिस्टर Rn च्या समांतर जोडलेले आहे. कॅपेसिटरमध्ये उच्च डीसी प्रतिरोध आणि कमी एसी प्रतिकार असतो. अर्ध-वेव्ह रेक्टिफायर सर्किटच्या उदाहरणावर फिल्टरच्या ऑपरेशनचा विचार करूया (चित्र 1, अ).

आकृती 1-कॅपेसिटिव्ह फिल्टरसह सिंगल-फेज हाफ-वेव्ह रेक्टिफायर: अ) सर्किट ब) ऑपरेशनचे टायमिंग डायग्राम

जेव्हा वेळ मध्यांतर t0 — t1 (Fig. 2.63, b), लोड करंट (डायोड करंट) आणि कॅपेसिटर चार्ज करंट प्रवाहात सकारात्मक अर्ध-वेव्ह वाहते.कॅपेसिटर चार्ज केला जातो आणि t1 च्या वेळी कॅपेसिटरमधील व्होल्टेज दुय्यम विंडिंगच्या व्होल्टेज ड्रॉपपेक्षा जास्त होतो — डायोड बंद होतो आणि वेळेच्या अंतराने t1 — t2 लोडमधील विद्युत प्रवाह कॅपेसिटरच्या डिस्चार्जद्वारे प्रदान केला जातो. चे. लोडमधील वर्तमान सतत वाहते, जे सुधारित व्होल्टेजची लहर लक्षणीयरीत्या कमी करते.

कॅपेसिटर Cf ची कॅपेसिटन्स जितकी मोठी असेल तितकी उत्तेजना लहान असेल. हे कॅपेसिटरच्या डिस्चार्ज वेळेद्वारे निर्धारित केले जाते — डिस्चार्ज वेळ स्थिर τ = СfRн. τ> 10 वर, स्मूथिंग गुणांक q = 2π fc m Cf Rn या सूत्राद्वारे निर्धारित केला जातो, जेथे fc ही नेटवर्कची वारंवारता आहे, m ही सुधारित व्होल्टेजच्या अर्ध्या कालावधीची संख्या आहे.

कमी लोड पॉवरवर उच्च प्रतिरोधक RH लोड रेझिस्टरसह कॅपेसिटिव्ह फिल्टर वापरण्याची शिफारस केली जाते.

प्रेरक फिल्टर (चोक) Rn (Fig. 3, a) सह मालिकेत जोडलेले आहे. इंडक्टन्समध्ये कमी डीसी प्रतिरोध आणि उच्च एसी प्रतिरोध आहे. रिपल स्मूथिंग सेल्फ-इंडक्शनच्या घटनेवर आधारित आहे, जे सुरुवातीला वर्तमान वाढण्यापासून प्रतिबंधित करते, आणि नंतर त्याच्या घटतेसह त्याचे समर्थन करते (चित्र 2, बी).

आकृती 2-इंडक्टिव्ह फिल्टरसह सिंगल-फेज हाफ-वेव्ह रेक्टिफायर: अ) सर्किट, ब) ऑपरेशनचे टायमिंग डायग्राम

प्रेरक फिल्टर मध्यम आणि उच्च शक्तीच्या रेक्टिफायर्समध्ये वापरले जातात, म्हणजे, मोठ्या लोड करंटसह कार्यरत रेक्टिफायर्समध्ये.

स्मूथिंग गुणांक सूत्रानुसार निर्धारित केला जातो: q = 2π fs m Lf / Rn

कॅपेसिटिव्ह आणि प्रेरक फिल्टरचे ऑपरेशन या वस्तुस्थितीवर आधारित आहे की नेटवर्कद्वारे वापरल्या जाणार्‍या प्रवाहाच्या प्रवाहादरम्यान, कॅपेसिटर आणि इंडक्टर ऊर्जा साठवतात आणि जेव्हा नेटवर्कमधून विद्युत प्रवाह नसतो किंवा तो कमी होतो तेव्हा घटक देतात. लोडमध्ये विद्युत् प्रवाह (व्होल्टेज) राखून, संचयित ऊर्जा बंद करणे.

मल्टी-जंक्शन फिल्टर्स दोन्ही कॅपेसिटर आणि इंडक्टर्सचे स्मूथिंग गुणधर्म वापरतात. लो-पॉवर रेक्टिफायर्समध्ये, जेथे लोड रेझिस्टरचा प्रतिकार अनेक kOhm असतो, चोक एलएफऐवजी, रेझिस्टर आरएफ समाविष्ट केला जातो, जो फिल्टरचे वस्तुमान आणि परिमाण लक्षणीयपणे कमी करतो.

आकृती 3 LC आणि RC शिडी फिल्टरचे प्रकार दर्शविते.

आकृती 3-मल्टी-जंक्शन फिल्टर: अ) एल-आकाराचे एलसी, ब) यू-आकाराचे एलसी, सी) आरसी-फिल्टर

स्टेबिलायझर्स हे मेन व्होल्टेजमधील चढउतार आणि लोडद्वारे वापरल्या जाणार्‍या करंटमधील बदल दरम्यान लोडचे स्थिर व्होल्टेज (वर्तमान) स्थिर करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत.

स्टॅबिलायझर्स व्होल्टेज आणि वर्तमान स्टॅबिलायझर्स, तसेच पॅरामेट्रिक आणि नुकसान भरपाईमध्ये विभागलेले आहेत. आउटपुट व्होल्टेजच्या स्थिरतेचे मूल्यमापन स्थिरीकरण घटक Kst द्वारे केले जाते.

पॅरामेट्रिक स्टॅबिलायझर नॉन-लिनियर वैशिष्ट्यासह घटकाच्या वापरावर आधारित - एक सेमीकंडक्टर झेनर डायोड. उपकरणाद्वारे रिव्हर्स करंटमध्ये लक्षणीय बदल करून जेनर डायोडचे व्होल्टेज जवळजवळ स्थिर आहे.

पॅरामेट्रिक स्टॅबिलायझर सर्किट आकृती 4 मध्ये दर्शविले आहे. इनपुट व्होल्टेज UBX मर्यादित रेझिस्टर Rlim आणि समांतर-कनेक्टेड zener डायोड VD आणि लोड रेझिस्टर Rn दरम्यान वितरित केले आहे.

आकृती 4 — पॅरामेट्रिक स्टॅबिलायझर

इनपुट व्होल्टेज जसजसे वाढते तसतसे झेनर डायोडद्वारे प्रवाह वाढेल, याचा अर्थ असा होतो की लिमिटिंग रेझिस्टरद्वारे प्रवाह वाढेल आणि त्यामध्ये एक मोठा व्होल्टेज ड्रॉप होईल आणि लोड व्होल्टेज अपरिवर्तित राहील.

पॅरामेट्रिक स्टॅबिलायझरमध्ये 20-50 च्या ऑर्डरचा Kst असतो. या प्रकारच्या स्टॅबिलायझर्सचे तोटे म्हणजे कमी स्थिरीकरण प्रवाह आणि कमी कार्यक्षमता.

पॅरामेट्रिक स्टॅबिलायझर्स सहाय्यक व्होल्टेज स्रोत म्हणून वापरले जातात, तसेच जेव्हा लोड करंट लहान असतो — शेकडो मिलीअँपपेक्षा जास्त नाही.

भरपाई देणारा स्टॅबिलायझर ट्रान्झिस्टरच्या व्हेरिएबल रेझिस्टन्सचा मर्यादित रेझिस्टर म्हणून वापर करतो. इनपुट व्होल्टेज जसजसे वाढते तसतसे ट्रान्झिस्टरचा प्रतिकार देखील वाढतो, त्यानुसार, व्होल्टेज कमी झाल्यामुळे, प्रतिकार कमी होतो. या प्रकरणात, लोडमधील व्होल्टेज अपरिवर्तित राहते.

ट्रान्झिस्टरचे स्टॅबिलायझर सर्किट आकृती 5 मध्ये दर्शविले आहे. आउटपुट व्होल्टेज URn चे नियमन करण्याचे सिद्धांत रेग्युलेटिंग ट्रान्झिस्टर VT1 च्या चालकतेतील बदलावर आधारित आहे.

आकृती 5 — भरपाई देणार्‍या व्होल्टेज रेग्युलेटरची योजनाबद्ध

ट्रान्झिस्टर VT2 वर व्होल्टेज तुलना सर्किट आणि डीसी अॅम्प्लीफायर एकत्र केले जातात. मापन सर्किट R3, R4, R5 त्याच्या बेस सर्किटमध्ये समाविष्ट केले आहे, आणि संदर्भ व्होल्टेज स्त्रोत R1VD एमिटर सर्किटमध्ये समाविष्ट आहे.

उदाहरणार्थ, इनपुट व्होल्टेज जसजसे वाढेल, आउटपुट देखील वाढेल, ज्यामुळे ट्रान्झिस्टर व्हीटी 2 च्या पायथ्यावरील व्होल्टेजमध्ये वाढ होईल, त्याच वेळी एमिटर व्हीटी 2 ची क्षमता समान राहील.यामुळे बेस करंटमध्ये वाढ होईल, आणि म्हणून ट्रान्झिस्टर VT2 चा कलेक्टर करंट — ट्रान्झिस्टर VT1 ची बेस पोटेंशिअल कमी होईल, ट्रान्झिस्टर बंद होईल आणि त्यावर मोठा व्होल्टेज ड्रॉप होईल आणि आउटपुट व्होल्टेज कमी होईल. अपरिवर्तित रहा.

आज, स्टॅबिलायझर्स एकात्मिक सर्किट्सच्या स्वरूपात तयार केले जातात. एकात्मिक स्टॅबिलायझर चालू करण्यासाठी एक विशिष्ट योजना आकृती 6 मध्ये दर्शविली आहे.

आकृती 6 - अंगभूत व्होल्टेज स्टॅबिलायझर चालू करण्यासाठी वैशिष्ट्यपूर्ण योजना

स्टॅबिलायझर मायक्रोसर्कीटच्या आउटपुटचे पदनाम: «IN» — इनपुट, «आउट» — आउटपुट, «GND» — सामान्य (केस). स्टॅबिलायझर समायोज्य असल्यास, आउटपुट आहे «ADJ» — समायोजन.

स्टॅबिलायझरची निवड आउटपुट व्होल्टेजचे मूल्य, कमाल लोड वर्तमान आणि इनपुट व्होल्टेजच्या भिन्नतेच्या श्रेणीवर आधारित आहे.