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Obwohl der Ausgang von einer elektronischen Gleichrichterschaltung technisch gleichstrom ist Da der gesamte Strom in die gleiche Richtung fließt, ist er für die meisten Zwecke nicht stabil genug. Sogar Vollwellen- und Brückengleichrichter erzeugen Gleichstrom, der im Rhythmus mit der 60-Hz-Wechselstrom-Sinuswelle pulst, die von dem 120-VAC-Strom stammt, der an den Transformator angelegt wird. Und dieser pulsierende Strom ist für die meisten elektronischen Schaltungen nicht geeignet.
Hier kommt die Filterung ins Spiel. Die Filterstufe einer Stromversorgungsschaltung glättet die Wellen im gleichgerichteten Gleichstrom, um einen gleichmäßigen Gleichstrom zu erzeugen, der selbst für die empfindlichsten Schaltkreise geeignet ist.
Die Filterung wird gewöhnlich durch Einführen eines Kondensators in die Stromversorgungsschaltung erreicht. Hier wird der Kondensator einfach über den DC-Ausgang gelegt.
Ein Kondensator hat die Eigenschaft, Spannungsänderungen zu widerstehen. Es erreicht dieses magische Kunststück, indem es eine Ladung über seine Platten aufbaut, wenn die Eingangsspannung zunimmt. Wenn die Eingangsspannung abnimmt, nimmt auch die Spannung an den Kondensatorplatten ab, jedoch langsamer als die Eingangsspannung. Dies hat die Wirkung, die Spannungswelligkeit auszugleichen.
Die Differenz zwischen der minimalen Gleichspannung und der maximalen Gleichspannung in der Filterstufe wird als Spannungswelligkeit oder nur Welligkeit, bezeichnet. gemessen als Prozentsatz der durchschnittlichen Spannung. Zum Beispiel bedeutet eine 10% ige Welligkeit in einer 5-V-Stromversorgung, dass die tatsächliche Ausgangsspannung um 0, 5 V variiert.
Der Filterkondensator muss normalerweise groß sein, um ein akzeptables Filterniveau bereitzustellen. Für eine typische 5-V-Stromversorgung wird ein 2, 200-μF-Elektrolytkondensator die Arbeit erledigen. Je größer der Kondensator ist, desto niedriger ist die resultierende Welligkeitsspannung.
Vergessen Sie nicht die Polarität der Elektrolytkondensatoren zu beachten. Die positive Seite des Kondensators muss mit dem positiven Spannungsausgang vom Gleichrichter verbunden werden, und die negative Seite muss mit Masse verbunden werden.
Eine Möglichkeit, die Filterschaltung zu verbessern, besteht darin, zwei Kondensatoren in Kombination mit einem Widerstand zu verwenden. In dieser Schaltung eliminiert der erste Kondensator einen großen Teil der Welligkeitsspannung. Der Widerstand und der zweite Kondensator arbeiten als ein RC-Netzwerk, das die Wellenspannung noch weiter eliminiert.
Die Vorteile dieser Schaltung sind, dass der resultierende DC eine kleinere Welligkeitsspannung hat und die Kondensatoren kleiner sein können.Der Nachteil ist, dass der Widerstand die Ausgangsgleichspannung abnimmt. Wie viel hängt von der Strommenge ab, die von der Last gezogen wird.
Wenn Sie beispielsweise einen 100-Ω-Widerstand verwenden und die Last 100 mA zieht, fällt der Widerstand um 10 V (100 0. 1) ab. Um eine endgültige Ausgabe von 5 V bereitzustellen, muss die Gleichrichterschaltung daher 15 V liefern, und zwar wegen des durch den Widerstand eingeführten 10 V-Abfalls.
Sie können auch einen Induktor in einer Filterschaltung verwenden. Anders als ein Widerstands-Kondensator-Filter reduziert ein Induktor-Kondensator-Filter die Ausgangsgleichspannung nicht signifikant. Obwohl Induktor-Kondensator-Filterschaltungen die kleinste Welligkeitsspannung erzeugen, sind Induktoren im erforderlichen Bereich (typischerweise 10 Henry) groß und relativ teuer. Somit verwenden die meisten Filterschaltungen einen einzelnen Kondensator oder ein Paar von Kondensatoren, die mit einem Widerstand gekoppelt sind.
