Výpočet kondenzátoru filtru pro vyhlazení zvlnění

V předchozím článku jsme se dozvěděli o faktoru zvlnění v obvodech napájecího zdroje, zde pokračujeme a vyhodnocujeme vzorec pro výpočet zvlněného proudu a následně hodnotu filtračního kondenzátoru pro eliminaci obsahu zvlnění na stejnosměrném výstupu.

Předchozí příspěvek vysvětlil jak může stejnosměrný obsah po opravě nést maximální možné množství zvlněného napětí a jak to lze výrazně snížit použitím vyhlazovacího kondenzátoru.

Přestože se konečný obsah zvlnění, který je rozdílem mezi špičkovou hodnotou a minimální hodnotou vyhlazeného stejnosměrného proudu, nikdy zcela nevylučuje a přímo se spoléhá na zátěžový proud.

Jinými slovy, pokud je zatížení relativně vyšší, hodnota kondenzátor začíná ztrácet schopnost kompenzovat nebo opravte faktor zvlnění.

Standardní vzorec pro výpočet kondenzátoru filtru

V následující části se pokusíme vyhodnotit vzorec pro výpočet filtračního kondenzátoru v napájecích obvodech pro zajištění minimálního zvlnění na výstupu (v závislosti na připojeném zátěžovém proudu).

C = I / (2 x f x Vpp)

kde I = zatěžovací proud

f = vstupní frekvence AC

Vpp = minimální zvlnění (špička-špička napětí po vyhlazení), které může být pro uživatele přípustné nebo v pořádku, protože prakticky nikdy není možné provést tuto nulu, protože by to vyžadovalo nefunkční, neživotaschopnou hodnotu monstrózního kondenzátoru, pravděpodobně ne proveditelné pro kohokoli.

Pokusme se pochopit vztah mezi zatěžovacím proudem, zvlněním a optimální hodnotou kondenzátoru z následujícího vyhodnocení.

Vztah mezi zatěžovacím proudem, zvlněním a hodnotou kondenzátoru

Ve zmíněném vzorci vidíme, že zvlnění a kapacita jsou nepřímo úměrné, což znamená, že pokud zvlnění musí být minimální, hodnota kondenzátoru se musí zvýšit a naopak.

Předpokládejme, že souhlasíme s hodnotou Vpp, která je, řekněme 1V, přítomná v konečném DC obsahu po vyhlazení, pak lze hodnotu kondenzátoru vypočítat, jak je uvedeno níže:

Příklad:

C = I / 2 x f x Vpp (za předpokladu, že f = 100 Hz a požadavek na zátěžový proud jako 2amp))

Vpp by měl být v ideálním případě vždy jeden, protože očekávání nižších hodnot může vyžadovat obrovské nepraktické hodnoty kondenzátorů, takže „1“ Vpp lze považovat za rozumnou hodnotu.

Řešení výše uvedeného vzorce dostaneme:

C = I / (2 x f x Vpp)

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

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

Výše uvedený vzorec tedy jasně ukazuje, jak lze vypočítat požadovaný filtrační kondenzátor s ohledem na zatěžovací proud a minimální povolený zvlněný proud ve stejnosměrné složce.

S odkazem na výše řešený příklad je možné zkusit měnit zatěžovací proud a / nebo povolený zvlněný proud a podle toho snadno vyhodnotit hodnotu filtračního kondenzátoru pro zajištění optimálního nebo zamýšleného vyhlazení usměrněného stejnosměrného proudu v daném napájecím obvodu.