Giá trị giới hạn cho mạch chỉnh lưu toàn sóng

Tại sao chúng ta sử dụng một tụ điện có giá trị cụ thể mà không phải là giá trị tùy ý cho mạch chỉnh lưu sóng đầy đủ? Ví dụ trong sơ đồ mạch dưới đây cho thấy một tụ điện 470uF vậy tại sao tôi không thể sử dụng một tụ điện 100uF hoặc 1000uF? Làm thế nào tôi có thể chọn giá trị chính xác? Ngoài ra ý nghĩa của tụ điện C4 là gì?

Tôi giả sử bạn đang nói về C5. Tụ điện này đảm bảo rằng đầu vào điện áp của 7812 là trơn tru. Nó hoạt động như thế này:

Tham khảo hình ảnh: http://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_6.html

Các nặng tải (cao hơn hiện hành), nhanh hơn thải tụ, do đó các gợn hơn sẽ có. Chúng tôi muốn một điện áp đầu vào (đến tải) càng mịn càng tốt bởi vì đôi khi một thiết bị hoạt động kỳ lạ do nguồn cung cấp quá lớn của một gợn sóng.

Khi tải quá nặng đến mức gợn quá lớn, bạn có thể sử dụng tụ điện lớn hơn, vì điều đó làm trơn dòng hơn. Do đó, nó phụ thuộc vào tải mà bạn cần cho giá trị của tụ điện.

Bạn có thể tính toán điện dung cần thiết cho tụ điện cho một tần số chính nhất định (không quá quan trọng) và dòng điện tải - tuy nhiên, tôi thích thử nghiệm xung quanh một chút và đo các gợn sóng với phạm vi.

Một số câu trả lời đã giải thích về Ripple nhưng không đi vào tính toán. Cả hai đều quan trọng. Bạn có thể sử dụng phương trình:

$I=C{{dV}\over{dt}}$

Điều này mô tả cách dòng điện chạy qua một tụ điện. Bạn có thể đơn giản hóa nó như:

$I=C{{V}\over{T}}$

vì vậy nếu ở đầu ra của cây cầu bạn vẽ 100mA và C = 470uF của bạn và bạn có thể nói:

$t = {{1}\over{120Hz}} \approx 0.00833s$

(t = 1 / f, vì vậy f = 120Hz vì bạn có sóng toàn phần 60Hz được chỉnh lưu nên 2 * 60), vì vậy hãy sắp xếp lại phương trình bạn nhận được:

$V={{{I}\cdot{t}}\over{C}}={{{0.1}\cdot{0.00833}}\over{470{\mu}F}} \approx 1.7V$

do đó, đầu ra của bạn sẽ sạc lên đến khoảng 12 V (bỏ qua sự sụt giảm điện áp diode) và xả xuống 10,3V và lặp lại do đó bạn sẽ có một gợn sóng 1.7V trên ouptput của mình.

Phương pháp này là một xấp xỉ tốt. Bạn cũng có một bộ điều chỉnh sau đầu ra có thể xử lý một lượng Ripple nhất định và làm mịn nó hơn nữa. Nếu bạn giảm điện dung xuống 100uF thì bộ điều chỉnh của bạn có thể không xử lý được gợn điện áp tăng. Nếu bạn tăng tụ điện lên đến 1000uF thì gợn của bạn sẽ xuống thấp hơn nữa, và thiết kế của bạn sẽ tốt hơn nhưng có thể có giá cao hơn. Mong rằng sẽ giúp.

Bộ điều chỉnh điện áp 7812 yêu cầu điện áp đầu vào cao hơn vài volt để hoạt động bình thường (xem bảng dữ liệu). Sự khác biệt giữa điện áp tối thiểu và 12V đó được gọi là "bỏ học". 7812 là một bộ điều chỉnh bỏ học khá cao. Miễn là điện áp đầu vào đủ (mức giảm tối thiểu được đáp ứng), bộ điều chỉnh có thể cung cấp một DC trơn tru, trong đó độ gợn đầu vào từ bộ chỉnh lưu cầu giảm khoảng 80 dB (kiểm tra con số decibel giảm gợn chính xác trong dữ liệu tấm).

Nếu bạn đo điện áp trên tụ điện, bạn sẽ thấy rằng nó sạc với điện áp cao hơn 12. Cuộn dây thứ cấp của máy biến áp là 12V, nhưng đó là điện áp RMS AC danh nghĩa. Điện áp cực đại thực sự cao hơn, và điện áp cực đại là thứ sạc cho tụ điện. Nếu cuộn dây thứ cấp hoạt động ở mức 12 RMS, thì tụ điện sẽ tích điện đến cực đại khoảng 17V. Do đó, ở đỉnh, có 5V bỏ học.

Trên mỗi chu kỳ, tụ điện nạp vào điện áp cực đại. Sau đó, nó phóng điện khi bộ điều chỉnh lấy dòng điện từ nó. Tụ điện phải đủ lớn để khi bộ điều chỉnh lấy dòng điện từ nó giữa các chu kỳ sạc, điện áp sẽ không giảm xuống dưới mức điện áp tối thiểu được chỉ định cho bộ điều chỉnh đó.

Điều này phải được đảm bảo dưới tải trọng trong trường hợp xấu nhất cho bộ điều chỉnh khi nó rút ra dòng điện mới nhất.

Ngoài việc thỏa mãn trường hợp xấu nhất hiện tại, nếu bạn tăng thêm tụ điện lên giá trị lớn hơn, lợi ích duy nhất mà nó mang lại là nó làm giảm gợn sóng từ đỉnh đến đỉnh. Đây là một lợi ích nhỏ, vì cơ quan quản lý đang tích cực giảm gợn đó xuống 80 đến 90 decibel. Nếu gợn là 0,5V cực đại đến cực đại ở đầu vào của bộ điều chỉnh và bị cắt 80 dB, nó trở thành 50$\mu$V đỉnh đến đỉnh ở đầu ra. Nếu bạn giảm đầu vào xuống 0,3V đến cực đại bằng một tụ điện lớn hơn, gợn đầu ra sẽ đi từ 50$\mu$V đến 30 $\mu$V. Cả hai giá trị này đều nhỏ và có thể không đáng kể đối với mạch.

Nếu mạch cần ít gợn hơn, thì cách tốt hơn để có được nó là sử dụng bộ điều chỉnh tốt hơn với nhiều decibel từ chối gợn hơn là làm cho tụ lớn hơn. Một bộ điều chỉnh cải thiện sự loại bỏ từ 85 dB đến 110 dB sẽ tạo ra sự khác biệt giống như một sự thay thế tụ điện thực sự rất lớn và không thực tế.

Một tụ điện quá lớn nhấn mạnh điốt chỉnh lưu máy biến áp khi cấp nguồn, bởi vì tụ càng lớn thì càng lớn và càng bền là dòng vào.

Phương trình tôi đi là: C = I * (V) / (T) Trong đó tôi là dòng điện bạn muốn tạo ra ∆V là lượng Ripple điện áp tối đa (Ripple đến đỉnh của điện áp tụ) mà bạn mạch có thể xử lý một cách an toàn. Đỉnh tối thiểu phải cao hơn bộ điều chỉnh điện áp Đầu vào mong muốn, thường là 3 vokts trên điện áp quy định của bạn. T có thể được tính bằng cách lấy Điện áp cực đại đến cực đại và chia nó cho điện áp cực đại cực đại và giá trị đó là = X và giải arcsin (x). Góc bạn nhận được theo độ phải được trừ 90 ° từ nó. 360 ° xảy ra trong t = 1 / (50-hertz) =. 02 nên ∆T = (arcsin (x) -90 °) *. 02/360 °

Nếu I = 1Amp, ∆V = 5% và Vmax = 15-volt thì Vmin = 14,25 và x = 14,25 / 15 = 0,95 Vậy ARCSIN (0,95) *. 02/360 = 3.989uF và giá trị tụ điện tiêu chuẩn gần nhất sẽ là 4.700 uF cho kích thước Tụ lọc.