O konstrukcji filtra i układu stabilizującego napięcie
1. Dobór urządzenia i obwodu filtra
Kondensatory, cewki indukcyjne, obwody RC i inne obwody filtrów są często stosowane w obwodach filtrów prostownika. Wytwarzając przeciwną siłę elektromotoryczną do prądu pulsującego za pomocą cewki indukcyjnej, można uzyskać filtrację cewki, co zapobiega zmianom prądu. Efekt filtrowania poprawia się wraz ze wzrostem indukcyjności. Zwykle go wykorzystują stacje terenowe o dużym prądzie obciążenia i niewymagające filtracji. Obwód filtra, zwany obwodem filtra RC, służy do łączenia kondensatorów i rezystorów. Rezystor redukujący część napięcia stałego jest odpowiedni tylko dla obwodów o niskim prądzie. Filtrowanie pojemnościowe zwiększa amplitudę napięcia i stabilizuje wyprostowane napięcie wyjściowe, wykorzystując efekty ładowania i rozładowania kondensatora. Działa dobrze w różnych obwodach prostowniczych i ma przyzwoity efekt filtrowania. Typ, pojemność i wartość napięcia wytrzymywanego kondensatorów filtrujących to podstawowe czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze kondensatora.
Kondensatory elektrolityczne tantalowe, aluminiowe kondensatory elektrolityczne i kondensatory monolityczne są przykładami często używanych kondensatorów prostowniczych i filtrujących. Pomimo ogromnej pojemności, aluminiowe kondensatory elektrolityczne charakteryzują się niskim napięciem wytrzymywanym, dużym prądem upływu i niską temperaturą pracy (do 70 stopni). Kondensatory tantalowe są zwykle stosowane w lokalizacjach o wyższych wymaganiach, ponieważ mają wyższe napięcia wytrzymywane, wyższe temperatury robocze i mniejsze prądy upływowe niż aluminiowe kondensatory elektrolityczne. Duża rezystancja izolacji, niskie straty, kompaktowa pojemność, niska temperatura pracy (do 55 stopni) i wysokie napięcie wytrzymywane to cechy kondensatorów poliestrowych. Mały rozmiar, wysokie napięcie wytrzymywane, stabilne właściwości chemiczne i termiczne oraz małą pojemność można osiągnąć za pomocą kondensatorów monolitycznych.
Zwykle, gdy wyprostowany prąd wyjściowy jest duży, napięcie należy ustabilizować poprzez filtrowanie kondensatora elektrolitycznego. Gdy prąd wyjściowy jest mały, do filtrowania można zastosować zwykłe kondensatory lub kondensatory elektrolityczne. Jeśli istnieją wymagania dotyczące współczynnika tętnienia napięcia wyjściowego zasilacza stabilizowanego prądem stałym lub w celu zapobiegania szumom o wysokiej częstotliwości, najlepiej jest zastosować równolegle kondensatory elektrolityczne i kondensatory niepolarne o małej pojemności: kondensatory o małej pojemności mogą odfiltrować wysokie harmoniczne porządku w pulsującym prądzie stałym i kondensatorach elektrolitycznych. Potrafi odfiltrować dużą ilość składowych o niskiej częstotliwości, ma szeroki zakres stabilizacji napięcia i ma dobre efekty. Obwód filtra prostownika nie wymaga nadmiernej pojemności i rezystancji napięciowej. Zazwyczaj pojemność kondensatora jest szacowana na podstawie prądu wyjściowego. Jeśli prąd wyjściowy jest duży, pojemność jest również duża. Jeśli prąd jest mały, pojemność jest również mała. Jednakże zbyt duża pojemność spowoduje zmniejszenie wartości napięcia wyjściowego, natomiast zbyt mała pojemność spowoduje duże i niestabilne wahania napięcia. Określana jest pojemność. Wartość napięcia wytrzymywanego wynosi zazwyczaj 1,5 do 2 razy więcej niż napięcie robocze podłączonego obwodu.
2. Układ stabilizacji napięcia i dobór urządzeń
Istnieją dwa typy obwodów stabilizujących napięcie: dyskretne obwody stabilizujące napięcie składowe i zintegrowane obwody stabilizujące napięcie. Wynalazek jest stosowany głównie w obwodach prostowniczych niskiego napięcia i małego prądu i charakteryzuje się niewielkimi rozmiarami, prostym obwodem, dokładnością stabilizacji wysokiego napięcia oraz wygodą użytkowania i debugowania. Przy wyborze należy najpierw określić, czy seria jest dodatnia, czy ujemna, regulowana czy stała, a po drugie, należy wybrać konkretny model na podstawie jego napięcia i prądu znamionowego. Jednocześnie w przypadku podłączenia regulatora napięcia do obwodu prostownika należy odpowiednio dodać pewne elementy zabezpieczające, takie jak podłączenie diod na zaciskach wejścia/wyjścia, aby zapobiec zwarciom na zaciskach wejściowych oraz podłączenie małych kondensatorów pomiędzy wejściami zaciski i uziemienie, aby ograniczyć amplitudę napięcia wejściowego itp.
