Was ist der Welligkeitsstrom in Netzteilen?

Was ist der Welligkeitsstrom in Netzteilen?

In diesem Beitrag wird erläutert, was Welligkeitsstrom in Stromversorgungskreisen ist, was ihn verursacht und wie er mithilfe eines Glättungskondensators reduziert oder beseitigt werden kann.

Was ist Welligkeit in Stromversorgungskreisen?

Bei allen AC / DC-Stromversorgungen wird der DC-Ausgang durch Gleichrichten der AC-Eingangsleistung und Filtern durch einen Glättungskondensator erfasst.



Obwohl der Prozess den Wechselstrom auf fast einen reinen Gleichstrom reinigt, bleibt immer ein kleiner Gehalt an unerwünschtem Restwechselstrom im Gleichstrominhalt übrig, und diese unerwünschte Störung im Gleichstrom wird als Welligkeitsstrom oder Welligkeitsspannung bezeichnet.



Dieser verbleibende unerwünschte Wechselstromgehalt in Gleichstrom ist hauptsächlich auf eine unzureichende Filterung oder Unterdrückung des gleichgerichteten Gleichstroms oder manchmal auf ein anderes komplexes Phänomen zurückzuführen, wie z. B. Rückkopplungssignale von induktiven oder kapazitiven Lasten, die mit der Stromversorgung verbunden sind, oder könnte auch von einem Hochfrequenzsignal stammen Verarbeitungseinheiten.

Der oben erläuterte Restwelligkeitsfaktor ( c ) ist technisch definiert als das Verhältnis der Größe des quadratischen Mittelwerts (RMS) der tatsächlichen Welligkeitsspannung zum absoluten Betrag, der in die Gleichstromleitung des Stromversorgungsausgangs eingeführt wird, und wird normalerweise in Prozent dargestellt.



Welligkeitsfaktor ausdrücken

Es gibt auch eine alternative Methode zum Ausdrücken des Welligkeitsfaktors, und zwar über den Spannungswert von Spitze zu Spitze. Und diese Methode scheint mit einem Oszilloskop viel einfacher auszudrücken und zu messen zu sein und kann mit einer verfügbaren Formel viel einfacher bewertet werden.

Bevor wir die Formel zur Bewertung des Welligkeitsgehalts in Gleichstrom verstehen, wäre es zunächst wichtig, den Prozess der Umwandlung eines Wechselstroms in einen Gleichstrom unter Verwendung von Gleichrichterdioden und Kondensatoren zu verstehen.

Normalerweise wird ein Brückengleichrichter, der aus vier Dioden besteht, verwendet, um einen Wechselstrom in einen Vollwellengleichstrom umzuwandeln.



Selbst nach dem Gleichrichten kann der resultierende Gleichstrom aufgrund der im Gleichstrom noch anhaltenden großen Spitze-Spitze-Spannung (tiefes Tal) eine große Welligkeit aufweisen. Dies liegt daran, dass die Funktion des Gleichrichters nur auf die Umwandlung der negativen Zyklen des Wechselstroms in positive Zyklen beschränkt ist, wie unten gezeigt.

Diagramm zeigt Ripple Valley

Diagramm zeigt Ripple Valley

Die anhaltenden tiefen Täler zwischen jedem gleichgerichteten Halbzyklus führen zu einer maximalen Welligkeit, die nur durch Hinzufügen eines Filterkondensators über dem Ausgang des Brückengleichrichters behoben werden kann.

Diese große Spitze-Spitze-Spannung zwischen den Tälern und den Spitzenzyklen wird unter Verwendung von Filterkondensatoren oder Glättungskondensatoren über dem Ausgang des Brückengleichrichters geglättet oder kompensiert.

Funktionsweise des Filterkondensators

Dieser Glättungskondensator wird auch als Reservoirkondensator bezeichnet, da er wie ein Reservoirtank funktioniert und die Energie während der Spitzenzyklen der gleichgerichteten Spannung speichert.

Der Filterkondensator speichert die Spitzenspannung und den Spitzenstrom während der gleichgerichteten Spitzenzyklen, gleichzeitig erhält die Last während dieser Zyklen auch die Spitzenleistung, jedoch tritt der Kondensator während der fallenden Flanken dieser Zyklen oder in den Tälern die gespeicherte Energie sofort zurück in die Last, die den Ausgleich zur Last gewährleistet, und die Last kann einen ziemlich gleichmäßigen Gleichstrom mit einer verringerten Welligkeit von Spitze zu Spitze im Vergleich zur tatsächlichen Welligkeit ohne den Kondensator empfangen.

Der Zyklus wird fortgesetzt, während sich der Kondensator dabei auflädt und entlädt, um die Differenz des tatsächlichen Welligkeitsgehalts von Spitze zu Spitze für die angeschlossene Last zu minimieren.

Die Glättungseffizienz hängt vom Laststrom ab

Die obige Glättungseffizienz des Kondensators hängt stark vom Laststrom ab, da dies die Glättungsfähigkeit des Kondensators proportional verringert und der Grund dafür ist, dass größere Lasten einen größeren Glättungskondensator in Stromversorgungen erfordern.

Die obige Diskussion erklärt, was Welligkeit in einer Gleichstromversorgung ist und wie sie durch Einsetzen eines Glättungskondensators nach dem Brückengleichrichter verringert werden kann.

Im nächsten Artikel lernen wir, wie man den Welligkeitsstrom berechnet oder einfach die Spitze-Spitze-Differenz in einem Gleichstromgehalt durch die Zuordnung eines Glättungskondensators berechnet.

Mit anderen Worten werden wir lernen wie man den richtigen oder den optimalen Kondensatorwert berechnet so dass die Welligkeit in einer Gleichstromversorgung auf das Minimum reduziert wird.




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