FILTR POJEMNOŚCIOWY

Przy dołączeniu równolegle do rezystora obciążenia kondensatora C otrzymujemy filtr pojemnościowy, którego działanie polega na gromadzeniu energii przez kondensator podczas przewodzenia diod i stopniowego jej oddawaniu, gdy diody nie przewodzą. Jeśli wyjście prostownika nie jest obciążone, to w czasie dodatniej połówki napięcia wejściowego napięcia zmiennego kondensator jest ładowany do wartości maksymalnej U_m = 2 U_tr skoro tylko napięcie spadnie poniżej napięcia wyjściowego ( chwila t₂, t₄, t₆ na rysunku) prostowniki, znajdą się w stanie zatkania. W układzie jednopołówkowym maksymalne napięcie wsteczne

Wystąpi w chwili, gdy ujemna półfala napięcia z transformatora osiągnie wartość maksymalna,. Przy (dołączonym obciążeniu kondensatora C rozładowuje się przez rezystancję obciążenia w czasie, gdy diody są zatkane. Dopiero, gdy napięcie wyjściowe stanie się większe od napięcia wyjściowego, kondensator zacznie się znów ładować. Występująca na rys. różnica napięć chwilowych u _(tr) - u_(t) w okresie przewodzenia diod jest spadkiem napięcia na rezystancji wewnętrznej transformatora i na przewodzących lach. W układzie dwupołówkowym maksymalne napięcie wsteczne również. wynosi

.

Gdy jedna z diod przewodzi (można ją na potraktować jako zwarcie), na drugiej napięcie wynosi

Wyznaczenie średniego prądu płynącego przez diodę jest bardzo proste. Z powodu konieczności zachowania ładunku prąd ten musi być równy prądowi obciążenia (układ jednopołówkowy) lub połowie prądu obciążenia (układ dwupołówkowy). Wartość maksymalna prądu zależy od rezystancji wewnętrznej transformatora R_tr oraz od I_DM parametrów układu R_tr, C. Im większa jest wartość pojemności C, tym większa jest wartość stałej czasowej R₀ • C i rozładowanie kondensatora jest łagodniejsze. Skracają się, więc czasy przewodzenia diody, co przy w przybliżeniu tym samym ładunku, który musi być uzupełniony, powoduje zwiększenie wartości I_DM Szczególnie duży prąd występuje przy włączeniu układu, gdy kondensator C jest całkowicie rozładowany. W najniekorzystniejszym przypadku na rezystancji wewnętrznej transformatora R może zostać skokowo przyłożone napięcie

(kondensator C dla skokowych zmian stanowi zwarcie).Wartość amplitudy tętnień U_t można wyznaczyć przyjmując upraszczające założenie, że czas ładowania kondensatora C jest pomijalny w porównaniu z czasem jego rozładowania, oraz że prąd wyjściowy I prawie się nie zmienia. Kondensator C oddaje, więc w czasie ładunek i napięcie wyjściowe spada tym samym o wartość (układ jednopołówkowy).

Dla prostownika dwupołówkowego I otrzymamy odpowiednio i amplituda tętnień wyniesie

Aby wyznaczyć wartość współczynnika tętnień,że napięcie wyjściowe ma kształt trójkątny. Skuteczna wartość składowej zmiennej, a więc samych tętnień o kształcie trójkątnym wynosi

powrót