Что такое пульсирующий ток в источниках питания

В сообщении объясняется, что такое пульсирующий ток в цепях питания, что его вызывает и как его можно уменьшить или устранить с помощью сглаживающего конденсатора.

Что такое пульсация в цепях питания

Во всех источниках питания переменного тока в постоянный ток выход постоянного тока получается путем выпрямления входной мощности переменного тока и фильтрации через сглаживающий конденсатор.

Хотя процесс очищает переменный ток до почти чистого постоянного тока, небольшое содержание нежелательного остаточного переменного тока всегда остается в составе постоянного тока, и эти нежелательные помехи в постоянном токе называются пульсирующим током или пульсирующим напряжением.

Это остающееся нежелательное содержание переменного тока в постоянном токе в основном связано с неадекватной фильтрацией или подавлением выпрямленного постоянного тока, или иногда с каким-либо другим сложным явлением, таким как сигналы обратной связи от индуктивных или емкостных нагрузок, связанных с источником питания, или также может быть от высокочастотного сигнала блоки обработки.

Выше объясненный коэффициент остаточной пульсации ( c ) технически определяется как отношение среднеквадратичной (RMS) величины фактического напряжения пульсации к абсолютной величине, вносимой в линию постоянного тока на выходе источника питания, и обычно выражается в процентах.

Выражение фактора пульсации

Существует также альтернативный метод выражения коэффициента пульсаций, а именно через значение размаха напряжения. И этот метод, по-видимому, намного проще выразить и измерить с помощью осциллографа, и его гораздо проще оценить с помощью доступной формулы.

Прежде чем мы поймем формулу для оценки содержания пульсаций в постоянном токе, было бы сначала важно понять процесс преобразования переменного тока в постоянный с помощью выпрямительных диодов и конденсаторов.

Обычно мостовой выпрямитель, состоящий из четырех диодов, используется для преобразования переменного тока в двухполупериодный постоянный ток.

Однако даже после выпрямления результирующий постоянный ток может иметь огромную пульсацию из-за большого размаха напряжения (глубокая впадина), все еще сохраняющегося в постоянном токе. Это связано с тем, что функция выпрямителя ограничена только преобразованием отрицательных циклов переменного тока в положительные циклы, как показано ниже.

Диаграмма, показывающая долину ряби

Постоянные глубокие впадины между каждым выпрямленным полупериодом создают максимальную пульсацию, с которой можно справиться, только добавив конденсатор фильтра на выходе мостового выпрямителя.

Это большое размах напряжения между впадинами и пиковыми циклами сглаживается или компенсируется с помощью конденсаторов фильтра или сглаживающих конденсаторов на выходе мостового выпрямителя.

Как работает конденсатор фильтра

Этот сглаживающий конденсатор также называется резервуарным конденсатором, поскольку он действует как резервуар-резервуар и накапливает энергию во время пиковых циклов выпрямленного напряжения.

Конденсатор фильтра сохраняет пиковое напряжение и ток во время выпрямленных пиковых циклов, одновременно нагрузка также получает пиковую мощность во время этих циклов, однако во время спада этих циклов или на спадах конденсатор мгновенно возвращает накопленную энергию в нагрузка, обеспечивающая компенсацию нагрузки, и нагрузка может получать достаточно постоянный постоянный ток с уменьшенной амплитудой пульсации по сравнению с фактической пульсацией без конденсатора.

Цикл продолжается по мере того, как конденсатор заряжается и разряжается в процессе, пытаясь минимизировать разницу в фактическом размахе пульсаций для подключенной нагрузки.

Эффективность сглаживания зависит от тока нагрузки

Вышеупомянутая эффективность сглаживания конденсатора в значительной степени зависит от тока нагрузки, так как это увеличивает сглаживающую способность конденсатора, пропорционально уменьшается, и это причина того, что большие нагрузки требуют большего сглаживающего конденсатора в источниках питания.

Вышеупомянутое обсуждение объясняет, что такое пульсация в источнике питания постоянного тока и как ее можно уменьшить, вставив сглаживающий конденсатор после мостового выпрямителя.

В следующей статье мы узнаем, как рассчитать ток пульсаций или просто разность размахов постоянного тока через сглаживающий конденсатор.

Другими словами мы узнаем как рассчитать правильное или оптимальное значение конденсатора так что пульсации в источнике питания постоянного тока уменьшаются до минимального уровня.