Các bộ lọc là một loại thiết bị điện tử chủ yếu được sử dụng để thực hiện xử lý tín hiệu. Chức năng chính của bộ lọc này là cho phép các thành phần xoay chiều và chặn các thành phần một chiều của tải. Đầu ra của mạch lọc sẽ là điện áp một chiều ổn định. Việc xây dựng một mạch lọc có thể được thực hiện với các thành phần điện tử cơ bản như điện trở, cuộn cảm và tụ điện. Có khác nhau các loại bộ lọc có sẵn cụ thể là LPF ( bộ lọc thông thấp ), BPF (bộ lọc thông dải), HPF ( bộ lọc thông cao ), bộ lọc tụ điện, v.v ... Chức năng chính của tụ điện, cũng như cuộn cảm trong mạch này, là tụ điện cho phép dòng xoay chiều và chặn dòng điện một chiều, trong khi cuộn cảm chỉ cho phép các thành phần DC cung cấp và chặn dòng điện xoay chiều. Bài viết này thảo luận về bộ lọc tụ điện sử dụng bộ chỉnh lưu nửa sóng và bộ chỉnh lưu toàn sóng.
Bộ lọc tụ điện là gì?
Một điển hình bộ lọc tụ điện sơ đồ mạch được hiển thị dưới đây. Việc thiết kế mạch này có thể được thực hiện với một tụ điện (C) cũng như điện trở tải (RL). Điện áp kích thích của bộ chỉnh lưu được cung cấp qua các đầu cực của tụ điện. Bất cứ khi nào điện áp của bộ chỉnh lưu nâng cao thì tụ điện sẽ được sạc cũng như cung cấp dòng điện cho tải.
Bộ lọc tụ điện
Ở phần cuối của pha 1/4, tụ điện sẽ được nạp đến giá trị điện áp bộ chỉnh lưu cao nhất được ký hiệu là Vm, và sau đó điện áp của bộ chỉnh lưu bắt đầu giảm. Khi điều này xảy ra, tụ điện bắt đầu phóng điện qua điện áp trên nó và tải. Điện áp trên tải sẽ giảm ít chỉ vì điện áp đỉnh tiếp theo xảy ra ngay lập tức để sạc tụ điện. Quy trình này sẽ lặp lại nhiều lần và dạng sóng đầu ra sẽ được thấy rằng thiếu gợn sóng rất nhỏ trong đầu ra. Hơn nữa, điện áp đầu ra cao hơn vì nó vẫn gần đáng kể với giá trị cao nhất của điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu .
Đầu vào bộ lọc tụ điện
Một tụ điện cung cấp điện trở vô hạn đối với một chiều. Đối với một chiều, f = 0
Xc = 1 / 2пfc = 1 / 2п x 0 x C = vô hạn
Do đó, tụ điện không cho phép dòng điện một chiều chạy qua nó.
Đầu ra bộ lọc tụ điện
Mạch lọc tụ điện rất nổi tiếng do các tính năng của nó như giá thành rẻ, trọng lượng ít, kích thước nhỏ và các đặc tính tốt. Mạch lọc tụ điện áp dụng cho dòng tải nhỏ.
Bộ chỉnh lưu nửa sóng với bộ lọc tụ điện
Các chức năng chính của bộ chỉnh lưu nửa sóng là thay đổi AC ( Dòng điện xoay chiều ) thành DC (Dòng điện một chiều). Tuy nhiên, DC đầu ra thu được không thuần túy và nó là một DC thú vị. DC này không cố định và thay đổi theo thời gian. Bất cứ khi nào DC thay đổi này được cấp cho bất kỳ loại thiết bị điện tử nào, thì nó có thể hoạt động không chính xác và có thể bị hỏng. Vì lý do này, nó sẽ không được áp dụng trong hầu hết các ứng dụng.
Bộ chỉnh lưu Halfwave với Bộ lọc tụ điện
Do đó, chúng tôi yêu cầu một DC không thay đổi theo thời gian. Để khắc phục vấn đề này và để có được một DC trơn tru, sẽ có các giải pháp cụ thể là bộ lọc. DC năng lượng chủ yếu bao gồm cả thành phần AC và DC. Vì vậy, ở đây bộ lọc được sử dụng để loại bỏ hoặc giảm các thành phần AC ở đầu ra. Bộ lọc có thể được xây dựng với các thành phần như điện trở, tụ điện và cuộn cảm . Sơ đồ mạch chỉnh lưu nửa sóng sử dụng bộ lọc tụ điện như hình trên. Mạch này được xây dựng với một điện trở và tụ điện. Ở đây, kết nối của tụ điện ‘C’ là trong shunt với điện trở tải ‘RL’.
Bất cứ khi nào điện áp xoay chiều được đặt vào mạch trong suốt nửa chu kỳ dương, thì điốt cho phép dòng điện chạy qua nó. Chúng ta biết rằng tụ điện cung cấp làn có điện trở cao cho các thành phần DC cũng như làn có điện trở thấp cho các thành phần AC. Dòng điện luôn chọn cung cấp qua ngõ có điện trở thấp. Vì vậy, khi dòng điện chạy qua bộ lọc, các thành phần xoay chiều trải qua điện trở thấp và các thành phần một chiều chịu điện trở cao từ tụ điện. Các thành phần DC chảy qua điện trở tải (đường dẫn điện trở thấp).
Trong suốt thời gian dẫn, tụ điện được tích điện đến giá trị cao nhất của nguồn điện áp. Vì hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện tương đương với hiệu điện thế cung cấp nên nó được tích điện hoàn toàn. Khi nó được sạc thì nó sẽ giữ nguồn cho đến khi việc cung cấp i / p AC về phía bộ chỉnh lưu đạt được nửa chu kỳ âm.
Khi bộ chỉnh lưu đạt đến nửa chu kỳ âm, diode có được phân cực ngược và ngừng cho phép dòng điện chạy qua nó. Trong suốt quá trình này, điện áp cung cấp thấp hơn điện áp của tụ điện. Do đó tụ điện giải phóng tất cả dòng điện được lưu trữ qua RL. Điều này ngăn điện áp tải o / p giảm xuống nil.
Việc sạc và phóng điện của tụ điện chủ yếu phụ thuộc vào thời điểm nguồn điện áp đầu vào nhỏ hơn hoặc lớn hơn điện áp tụ điện. Khi bộ chỉnh lưu đạt đến nửa chu kỳ dương, khi đó diode thu được phân cực thuận & cho phép dòng điện chạy qua làm cho tụ điện tích điện trở lại. Bộ lọc tụ điện thông qua phóng điện cực lớn sẽ tạo ra điện áp một chiều cực êm. Do đó, có thể đạt được điện áp một chiều êm với bộ lọc này.
Bộ chỉnh lưu toàn sóng với bộ lọc tụ điện
Các chức năng chính của bộ chỉnh lưu sóng đầy đủ là chuyển đổi một AC thành DC. Như tên của nó, bộ chỉnh lưu này chỉnh lưu cả hai nửa chu kỳ của tín hiệu AC i / p, nhưng tín hiệu DC thu được tại o / p vẫn có một số sóng. Để giảm các sóng này ở o / p, bộ lọc này được sử dụng.
Trong mạch chỉnh lưu toàn sóng dùng tụ lọc, tụ C nằm ngang điện trở tải RL. Cách làm việc của bộ chỉnh lưu này gần giống như bộ chỉnh lưu nửa sóng. Sự khác biệt duy nhất là bộ chỉnh lưu nửa sóng chỉ có một nửa chu kỳ (dương hoặc âm) trong khi bộ chỉnh lưu toàn sóng có hai chu kỳ (dương và âm).
Bộ chỉnh lưu toàn sóng với bộ lọc tụ điện
Khi điện áp xoay chiều i / p được áp dụng trong suốt nửa chu kỳ dương, khi đó diode D1 được phân cực thuận và cho phép dòng điện chạy trong khi diode D2 được phân cực ngược & chặn dòng điện.
Trong suốt nửa chu kỳ trên, dòng điện trong điốt D1 đến bộ lọc và cung cấp năng lượng cho tụ điện. Tuy nhiên, quá trình sạc tụ điện sẽ xảy ra chỉ khi điện áp được đặt vào cao hơn điện áp của tụ điện. Thứ nhất, tụ điện sẽ không sạc, vì không có điện áp sẽ ở giữa các bản tụ điện. Vì vậy, khi điện áp được bật lên, thì tụ điện sẽ được sạc ngay lập tức.
Trong suốt thời gian truyền này, tụ điện được sạc đến giá trị cao nhất của nguồn điện áp i / p. Tụ điện bao gồm điện tích cao nhất ở dạng sóng phần tư trong nửa chu kỳ dương. Tại đầu này, nguồn cung cấp điện áp tương đương với điện áp của tụ điện. Khi điện áp xoay chiều bắt đầu giảm và biến thành nhỏ hơn điện áp của tụ điện, sau đó tụ điện bắt đầu phóng điện dần dần.
Khi nguồn điện áp xoay chiều i / p nhận được nửa chu kỳ âm, khi đó điốt D1 được phân cực ngược nhưng điốt D2 được phân cực thuận. Trong suốt nửa chu kỳ âm, dòng điện chạy trong diode thứ hai được bộ lọc để sạc tụ điện. Tuy nhiên, quá trình sạc tụ điện xảy ra đơn giản trong khi điện áp xoay chiều được áp dụng cao hơn điện áp của tụ điện.
Tụ điện trong mạch không được sạc đầy, vì vậy quá trình sạc này không xảy ra ngay lập tức. Khi điện áp cung cấp trở nên cao hơn điện áp của tụ điện, tụ điện sẽ được sạc. Trong cả hai nửa chu kỳ, dòng điện sẽ có hướng tương tự trên điện trở tải RL. Do đó, chúng ta có được toàn bộ nửa chu kỳ dương nếu không thì nửa chu kỳ âm. Trong trường hợp này, chúng ta có thể nhận được tổng nửa chu kỳ dương.
Bộ chỉnh lưu nửa sóng & toàn sóng với đầu ra bộ lọc tụ điện
Vì vậy, đây là tất cả về bộ lọc là gì và bộ lọc tụ điện, chỉnh lưu sóng nửa với bộ lọc tụ điện và chỉnh lưu sóng đầy đủ với bộ lọc tụ điện và đầu vào cũng như các dạng sóng đầu ra của nó. Hơn nữa, bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến khái niệm này hoặc bất kỳ thông tin kỹ thuật nào, vui lòng phản hồi bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, ứng dụng của bộ lọc tụ điện là gì?
