آموزش الکترونیک 1؛ فیلتر خازنی؛ یکسو کننده ها؛ جلسه 7

سلام و عرض ادب خدمت دوستان عزیزم؛ امیدوارم حال دلتون عالی باشه. بدون مقدمه بریم سراغ مطلب آموزشی امروز. فیلتر خازنی موضوعی هست که اموز بهش می پردازیم. تا انتها با ما همراه باشید.

فیلتر خازنی

بعد از اینکه ولتاژ توسط یکسو کننده، یکسو شد هنوز دارای ریپل است و تغییرات آن تقریبا بین 0 تا V_m است. برای کاهش این تغییرات از فیلتر خازنی استفاده می شود. البته توجه داشته باشید که قبل از یکسو کننده، مقدار DC ولتاژ صفر است در حالیکه بعد از یکسو کننده دیگر مقدار DC صفر نیست. بنابراین عملا بعد از یکسو کننده یک ولتاژ DC داریم. اما عیب آن این است که ریپل دارد و باید ریپل آن گرفته شود.

 مدار یکسو کننده ی نیم موج با فیلتر خازنی به صورت زیر است (فرض کنید دیود ایده ال است)

در نیم سیکل مثبت دیود D وصل بوده و خازن شارژ می شود. در این مرحله خازن به اندازه ی V_m شارژ می شود. زمانیکه مقدار V_I از V_m کمتر شد دیود قطع می شود. در حقیقت ولتاژ پایه ی منفی دیود برابر V_m شده و ولتاژ پایه ی مثبت آن از V_m کمتر می شود که باعث قطع شدن دیود می شود.

بعد از قطع شدن دیود، مدار به صورت روبرو بوده و خازن جایی دشارژ نمی شود. بنابراین ولتاژ خازن به همین صورت باقی می ماند و تغییری نمی کند. این امر باعث می شود که دیود D همیشه قطع باقی بماند و ولتاژ خروجی در مقدار V_m ثابت بماند و داریم:

بنابراین در این حالت V_{I و} V_O  به صورت شکل روبرو است. 

در شکل بالا مشاهده می کنیم که V_O ثابت بوده و تغییری نمی کند. کند بنابراین به نظر می رسد که بعد از اضافه کردن فیلتر V_O ثابت بوده و نیازی به بخش بعدی نیست. اما واقعیت این است که این منبع تغذیه ساخته می شود که یک بار مشخصه ی مثل R_L

را تغذیه می کند. بنتابراین بعد از فیلتر حتما یک مقاومت R_L به مدار وصل می شود. به عبارتی در اینجا کل مداری که باید بعد از فیلتر قرار گیرد را معادل R_L در نظر می گیریم. و باید با وجود مقاومت این مدار را تحلیل کنیم.

بنابراین مدار رو به رو را داریم:

در شروع کار V_I دیود D وصل شده و ، دیود خازن به اندازه ی V_m شارژ می شود. V با بنابراین V_O با V_m برابر می شود. وقتیکه V_I از V_m  کمتر شد دیود D قطع می شود چون ولتاژ پایه ی مثبت از منفی آن کمتر می شود. با قطع شدن دیود مدار به صورت زیر خواهد بود.

لحظه ی قطع شدن دیود

بنابراین در این حالت که دیود قطع است خازن در مقاومت R_L شارژ می شود و رفته رفته ولتاژ آن کاهش می یابد. بنابراین ولتاژ V_O با ثابت زمانی وابسته است. از طرفی از آنجاییکه V_I یک ولتاژ متناسب است مقدار آن در حال تغییر بوده و V_I دوباره مثبت می شود. زمانیکه V_I از V_O بیشتر نشد، دیود D دوباره وصل می شود و V_O با V_I برابر شده و در ماکزیمم مقدار V_I خازن به اندازه V_m شارژ شده و دوباره دیود قطع می شود و این فرآیند به همین صورت تکرار می شود.

خب دوستان عزیزم این جلسه رو با لینک دسترسی به جزوه این فصل و محتوای ویدئویی به پایان می رسونیم.

از اینکه این جلسه هم ما را همراهی کردید، سپاسگزاریم.

موفق و پیروز باشید.