コンデンサフィルタ付き半波および全波整流器

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ザ・ フィルターは電子機器の一種です 主に信号処理を行うために使用されます。このフィルターの主な機能は、ACコンポーネントを許可し、負荷のDCコンポーネントをブロックすることです。フィルタ回路の出力は安定したDC電圧になります。フィルタ回路の構築は、抵抗、インダクタ、コンデンサなどの基本的な電子部品を使用して行うことができます。違いがある フィルタの種類 利用可能なすなわちLPF( ローパスフィルタ )、BPF(バンドパスフィルター)、HPF( ハイパスフィルタ )、コンデンサフィルタなど。コンデンサとこの回路のインダクタの主な機能は、コンデンサがACを許可し、DCをブロックするのに対し、インダクタはDCコンポーネントのみがACを供給してブロックすることです。この記事では、半波整流器と全波整流器を使用したコンデンサフィルタについて説明します。

コンデンサフィルターとは何ですか?

典型的な コンデンサーフィルター 回路図を以下に示します。この回路の設計は、 コンデンサ(C) 負荷抵抗(RL)も同様です。整流器の励起電圧は、コンデンサの端子間に与えられます。整流器の電圧が上昇するたびに、コンデンサが充電され、負荷に電流が供給されます。




コンデンサーフィルター

コンデンサーフィルター

クォーターフェーズの最後の部分で、コンデンサーはVmで示される最高の整流器電圧値まで充電され、次に整流器の電圧が低下し始めます。これが発生すると、コンデンサはコンデンサと負荷の両端の電圧を介して放電を開始します。次のピーク電圧が瞬時に発生してコンデンサを充電するため、負荷両端の電圧はほとんど低下しません。この手順は何度も繰り返され、出力波形にはごくわずかなリップルが出力に欠落していることがわかります。さらに、出力電圧は、の出力電圧の最高値にかなり近いままであるため、優れています。 整流器



コンデンサフィルタ入力

コンデンサフィルタ入力

コンデンサはDCに無限のリアクタンスを与えます。DCの場合、f = 0

Xc = 1 /2пfc= 1 /2пx0xC =無限

したがって、コンデンサはDCが流れることを許可しません。


コンデンサフィルタ出力

コンデンサフィルタ出力

コンデンサフィルタ回路は、低コスト、軽量、小型、優れた特性などの特徴で非常に有名です。コンデンサフィルタ回路は、小さな負荷電流に適用できます。

コンデンサフィルタ付き半波整流器

ザ・ 半波整流器の主な機能 ACを変更することです( 交流電流 )DC(直流)に。ただし、取得した出力DCは純粋ではなく、刺激的なDCです。このDCは一定ではなく、時間とともに変化します。この変化するDCが任意のタイプの電子デバイスに与えられるときはいつでも、それは正しく機能しないかもしれません、そしてそれは損害を受けるかもしれません。このため、ほとんどのアプリケーションには適用できません。

コンデンサフィルタ付き半波整流器

コンデンサフィルタ付き半波整流器

したがって、時間とともに変化しないDCが必要です。この問題を克服し、スムーズなDCを得るには、解決策、つまりフィルターがあります。エネルギッシュなDCには、主にACコンポーネントとDCコンポーネントの両方が含まれます。したがって、ここでは、フィルターを使用して、出力のACコンポーネントを除去または削減します。フィルタはで構築することができます 抵抗、コンデンサ、インダクタなどのコンポーネント 。コンデンサフィルタを使用した半波整流器の回路図を上に示します。この回路は抵抗とコンデンサで構成されています。ここで、コンデンサ「C」の接続は「RL」負荷抵抗とシャントされています。

正の半サイクルを通してAC電圧が回路に印加されると、ダイオードは回路に電流を流します。コンデンサは、DCコンポーネントに高抵抗レーンを提供し、ACコンポーネントに低抵抗レーンを提供することがわかっています。電流の流れは常に低抵抗レーンを介して供給することを選択します。したがって、電流の流れがフィルタを通過すると、ACコンポーネントは低抵抗になり、DCコンポーネントはコンデンサから高抵抗になります。 DC成分は負荷抵抗(低抵抗経路)を通って流れます。

導通時間中、コンデンサは電圧源の最大値まで充電されます。コンデンサの2つのプレート間の電圧は電圧源と同等であるため、完全に充電されていると言われます。充電されると、整流器へのi / pACの供給が負の半サイクルに達するまで供給を保持します。

整流器が負の半サイクルに達すると、 ダイオード 逆バイアスを取得し、電流の流れを停止します。この間、電源電圧はコンデンサの電圧よりも低くなります。したがって、コンデンサはRLを介してすべての蓄積電流を解放します。これにより、o / p負荷電圧がゼロに低下するのを防ぎます。

コンデンサの充電と放電は、主に入力電圧供給がコンデンサ電圧よりも小さいか大きいかに依存します。整流器が正の半サイクルに達すると、ダイオードは順方向にバイアスされ、電流を流してコンデンサを再び充電します。巨大な放電によるコンデンサフィルタは、非常に滑らかなDC電圧を生成します。したがって、このフィルターを使用すると、滑らかなDC電圧を得ることができます。

コンデンサフィルタ付き全波整流器

ザ・ 全波整流器の主な機能 ACをDCに変換することです。名前が示すように、この整流器はi / p AC信号の両方の半サイクルを整流しますが、o / pで取得されたDC信号にはまだいくつかの波があります。 o / pでこれらの波を減らすために、このフィルターが使用されます。

コンデンサフィルタを使用した全波整流回路では、コンデンサCはRL負荷抵抗の両端に配置されています。この整流器の動作は、半波整流器とほぼ同じです。唯一の相違点は、半波整流器には半サイクル(正または負)しかないのに対し、全波整流器には2サイクル(正と負)があることです。

コンデンサフィルタ付き全波整流器

コンデンサフィルタ付き全波整流器

正の半サイクル全体でi / p AC電圧が印加されると、D1ダイオードは順方向にバイアスされて電流が流れ、D2ダイオードは逆方向にバイアスされて電流が流れなくなります。

上記の半サイクルを通して、D1ダイオードの電流がフィルターを取得し、コンデンサーに通電します。ただし、コンデンサの充電は、印加される電圧がコンデンサの電圧よりも高い場合に発生します。第一に、コンデンサープレート間に電圧が留まらないため、コンデンサーは充電されません。したがって、電圧がオンになると、コンデンサはすぐに充電されます。

この伝送時間を通して、コンデンサはi / p電圧源の最大値まで充電されます。コンデンサには、正の半サイクルの1/4波形で最も高い電荷が含まれています。この場合、電圧供給はコンデンサの電圧と同等になります。 AC電圧が低下し始め、コンデンサの電圧よりも低くなると、その後、コンデンサは徐々に放電を開始します。

i / p AC電圧供給が負の半サイクルになると、D1ダイオードは逆バイアスされますが、D2ダイオードは順バイアスされます。負の半サイクルを通して、2番目のダイオードに電流が流れると、フィルタがコンデンサを充電します。ただし、コンデンサの充電は、印加されたAC電圧がコンデンサの電圧よりも優れているときに発生します。

回路内のコンデンサは完全に充電されていないため、この充電はすぐには行われません。電圧源がコンデンサの電圧よりも高くなると、コンデンサは充電されます。両方の半サイクルで、電流の流れはRL負荷抵抗の両端で同じ方向になります。したがって、正の半サイクル全体、または負の半サイクルのいずれかを取得します。この場合、合計の正の半サイクルを取得できます。

コンデンサフィルタ出力を備えた半波および全波整流器

コンデンサフィルタ出力を備えた半波および全波整流器

したがって、これはすべてについてです フィルタとは とコンデンサーフィルター、 コンデンサーフィルター付き半波整流器 そして コンデンサフィルタ付き全波整流器 およびその入力波形と出力波形。さらに、このコンセプトや技術情報に関するご質問は、以下のコメントセクションにコメントしてフィードバックをお寄せください。ここにあなたへの質問があります、コンデンサーフィルターの用途は何ですか?