Struktura:
Kondenzator kao filtar
Punovalni ispravljač
Razlika između središnjeg i mostnog ispravljača
Zaključak
Kondenzator kao filtar
Kondenzator je reaktivni uređaj čija reaktancija varira ovisno o primijenjenoj frekvenciji, a to znači da će se učinak kondenzatora na signal temeljiti na frekvenciji. Budući da filtri uvelike uključuju i frekvencije, zato se na filtrima koristi kondenzator. Štoviše, kondenzatori su pasivne komponente jer ne zahtijevaju energiju za rad i stoga se koriste u krugovima pasivnog filtera.
Normalno, kondenzator postaje otvoreni strujni krug kada je potpuno napunjen i normalno je reaktancija na višoj frekvenciji niska, tako da kondenzator djeluje kao kratki spoj dopuštajući prolazak visoke frekvencije. S druge strane, kada je frekvencija niska, reaktancija kondenzatora je velika što otežava prolaz niske frekvencije. Valovi i drugi tranzijenti većinu vremena imaju prilično nisku frekvenciju, pa ih zato kondenzator blokira.
Punovalni ispravljač
Kao što je gore spomenuto, ispravljač je krug koji pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu uz pomoć dioda. Krug za ispravljanje može se projektirati na dva načina, jedan je korištenjem dvije diode, a drugi je izradom mosta od četiri diode.
Punovalni ispravljač sa središnjim odvodom
Krug punovalnog ispravljača koji ima dvije diode zahtijeva transformator, pa je ovdje krug za krug punovalnog ispravljača koji ima dvije diode:
Diode su spojene preko opterećenja R L a kada točka A ima pozitivan polaritet u odnosu na točku C, tada je dioda D 1 će se ponašati kao što će biti u pristranosti prema naprijed. Međutim, kada je točka B na pozitivnom potencijalu u odnosu na točku C tada je dioda D 2 omogućuje protok struje, a to je način rada punovalnog ispravljača. Kao rezultat ovakvog ponašanja, negativna polovica napajanja izmjeničnom strujom je prekinuta, a na izlazu se generira čisti istosmjerni valni oblik.
Drugim riječima, prva dioda provodi u pozitivnom poluciklusu AC napajanja, a druga dioda je u stanju obrnute prednapone. Dok u negativnom poluciklusu, druga dioda provodi, a prva ostaje obrnuto prednapona.
Punovalni ispravljač s kondenzatorskim filtrom
DC izlaz primljen od punovalnog ispravljača još uvijek sadrži neke valove koji utječu na kvalitetu signala. Dakle, za filtriranje tih valova obično se koristi kondenzator koji je spojen paralelno s priključenim opterećenjem. Sada je napajanje uključeno i kondenzator se počinje puniti kada dioda D 1 je u prednaprezanju koje je u pozitivnom poluciklusu. U negativnom poluciklusu, kondenzator se počinje prazniti, ali nije potpuno ispražnjen.
Izlaz ispravljača ima i AC i DC komponente i kao što znamo kondenzatori blokiraju istosmjernu struju. Dakle, sve AC komponente u izlazu ispravljača će proći kroz kondenzator, ostavljajući čisti DC signal za opterećenje:
Konačni valni oblik za izlaz ispravljača s kondenzatorom bit će:
Punovalni mostni ispravljač
Punovalni mosni ispravljač sastoji se od četiri diode koje su raspoređene u obliku mosta. Međutim, ne zahtijeva transformator sa središnjim odvodom što ga čini jeftinijim u usporedbi s drugom vrstom. Izlaz mosnog ispravljača gotovo je isti kao i punovalni ispravljač sa središnjim odvodom, a krug punovalnog mosnog ispravljača je dan u nastavku:
Ovdje su diode u seriji jedna s drugom, a dvije diode će voditi tijekom svakog poluciklusa, u pozitivnom poluciklusu diode D 1 i D 2 bit će usmjeren prema naprijed, a druga dva će biti u nevodljivom stanju. Međutim, u negativnom poluciklusu, druge dvije diode D 3 i D 4 bit će u prednjem smjeru.
Punovalni mosni ispravljač ima veći pad napona u usporedbi s punovalnim ispravljačem transformatora sa središnjim odvodom jer postoje dvije diode u vodljivom stanju za svaki ciklus. Štoviše, vršni inverzni napon mosnog ispravljača jednak je naponu u transformatoru na sekundarnoj strani, pa se stoga može koristiti u visokonaponskim aplikacijama. Budući da je rad obje vrste ispravljačkih krugova isti, izlazni valni oblik bit će isti.
Mosni ispravljač s kondenzatorskim filtrom
Poput punovalnog ispravljača transformatora sa središnjim odvodom, kondenzator u mosnom ispravljaču spojen je paralelno s opterećenjem. Ovaj kondenzator je također poznat kao kondenzator za izglađivanje, jer blokira DC i dopušta izmjeničnoj komponenti signala da prođe kroz njega:
Funkcija kondenzatorskog filtra u mosnom ispravljaču ista je kao kod punovalnog ispravljača sa središnjim odvodom, a faktor valovitosti za oba tipa je isti. Stoga će valni oblik biti isti kada se kondenzator za izravnavanje spoji na mosni ispravljač. Valja napomenuti da ako odaberemo kondenzator većeg kapaciteta tada se faktor valovitosti dodatno smanjuje, ali će se napon pražnjenja povećati.
Razlika između punovalnog ispravljača sa središnjim odvojkom i mosnog ispravljača
Iako oba kruga rade na isti način i proizvode slične rezultate, postoje neke manje razlike između njih:
| Parametri ispravljača | Mostni ispravljač | Central Tap Full Wave ispravljač |
| Vršni inverzni napon | PIV=V m | PIV = 2V m |
| Faktor iskorištenja transformatora | 0,812 | 0,693 |
| Napon pada na diodi | visoko | Niska |
| Središnje kuckanje | Nije obavezno | Potreban |
| Oznaka transformatora KVA | Niska | visoko |
| Faktor valovitosti | 0,48 | 0,48 |
Zaključak
Kondenzatori su pasivni uređaji za pohranu naboja koji se koriste za različite primjene, od kojih je jedna filtracija bilo kakvih prijelaza na izlazu krugova. U ispravljačkim krugovima, kondenzator se koristi za filtriranje valova u njihovom izlazu koji su ukratko AC komponente. Budući da kondenzatori uvijek blokiraju istosmjernu struju, dopustiti će samo izmjeničnoj komponenti da prođe kroz nju koja će zatim putovati do mase.
Punovalni ispravljač dalje se dijeli na dvije vrste, jedna je s transformatorom sa središnjim odvodom, dok druga ima most od četiri diode. Dakle, kondenzator s oba kruga punovalnog ispravljača imat će isto ponašanje.