ELEKTRONIKA Usměrňovače – filtrace napětí

Výukový materiál Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Číslo materiálu: 01_02_32_INOVACE_18

USMĚRŇOVAČE – FILTRACE NAPĚTÍ Předmět: ELEKTRONIKA Ročník: ME2 Jméno autora: Ing. Miroslav Sámel Škola: SPŠ Hranice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miroslav Sámel Financováno z ESF a státního rozpočtu ČR. Anotace : Prezentace popisuje pasivní a aktivní filtraci usměrněného napětí. Materiál je určený pro výuku v předmětu Elektronika. Klíčová slova: Filtr, filtrace, vyhlazovací kondenzátor, zvlnění usměrněného napětí.

USMĚRŇOVAČE – FILTRACE NAPĚTÍ 01_02_32_INOVACE_18, Elektronika, Usměrňovače – filtrace napětí Ing. Miroslav Sámel Pamatujte si: Zvlnění usměrněného napětí Usměrněné napětí vykazuje zvlnění (pulzování), které může nepříznivě ovlivnit činnost elektronických zařízení. Usměrněné napětí proto filtrujeme - snižujeme úroveň zvlnění napětí mezi usměrňovačem a zátěží. Filtr umisťujeme mezi výstup usměrňovače a zátěž.

USMĚRŇOVAČE – FILTRACE NAPĚTÍ 01_02_32_INOVACE_18, Elektronika, Usměrňovače – filtrace napětí Ing. Miroslav Sámel Pamatujte si: Použití vyhlazovacích filtrů Filtry mohou být: - pasivní - aktivní Upravené blokové schéma usměrňovače

USMĚRŇOVAČE – FILTRACE NAPĚTÍ 01_02_32_INOVACE_18, Elektronika, Usměrňovače – filtrace napětí Ing. Miroslav Sámel Pamatujte si: Pasivní vyhlazovací filtry Nejjednodušším vyhlazovacím filtrem je tzv. vyhlazovací kondenzátor (C 1 ), který připojujeme paralelně k zátěži. Kondenzátor C 1 se bude nabíjet a vybíjet v rytmu pulsování usměrněného napětí. Připojením C 1 se výrazně změní průběh usměrněného napětí U D. Čím bude kapacita C 1 větší, tím bude zvlnění U D menší. Při nabíjení C 1 ovšem dochází k proudovému nárazu, který je tím větší, čím větší je kapacita C 1. Tento proudový náraz může ohrozit diodu.

USMĚRŇOVAČE – FILTRACE NAPĚTÍ 01_02_32_INOVACE_18, Elektronika, Usměrňovače – filtrace napětí Ing. Miroslav Sámel Pamatujte si: Pasivní vyhlazovací filtry Činnost vyhlazovacího kondenzátoru: S nárůstem U D se dioda D 1 otevírá a obvodem se zátěží R Z protéká proud I F. Proud I F nabíjí kondenzátor C 1 až na maximální hodnotu U D. Když napětí U D dosáhne maxima, začíná klesat (průběh kladné půlvlny). Napětí na kondenzátoru je v tuto chvíli větší než napětí půlvlny. To znamená, že napětí na katodě diody D 1 je kladnější než napětí na anodě. Dioda D 1 se uzavře a proud I F přestává protékat. Kondenzátor C 1 se ve chvíli uzavření diody D 1 začne chovat jako zdroj a postupně se vybíjí do zátěže R Z. Rychlost vybíjení (pokles napětí) závisí na velikosti kapacity C 1 a velikosti odporu zátěže R Z. Diodou protéká proud pouze po dobu nabíjení kondenzátoru. Po zbytek půlvlny je obvod dotovaný z kondenzátoru. Vyhlazovací kondenzátor je základním filtrem a lze jej použít pro všechny druhy usměrňovačů.

USMĚRŇOVAČE – FILTRACE NAPĚTÍ 01_02_32_INOVACE_18, Elektronika, Usměrňovače – filtrace napětí Ing. Miroslav Sámel Pamatujte si: Pasivní vyhlazovací filtry

USMĚRŇOVAČE – FILTRACE NAPĚTÍ 01_02_32_INOVACE_18, Elektronika, Usměrňovače – filtrace napětí Ing. Miroslav Sámel Pamatujte si: Aktivní vyhlazovací filtry Filtr je složený s pasivního členu RC, který řídí bázi tranzistoru T 1 a výkonového tranzistoru NPN. Člen RC upravuje napětí na bázi tranzistoru T 1. Zvlnění vstupního filtrovaného napětí U ZV1 mění proud do báze T 1 přes rezistor R 1. Pokud zvlnění napětí U ZV1 vzroste, tranzistor T 1 se víc otevře a tím poklesne hodnota napětí U CE, protože se zmenšil vnitřní odpor tranzistoru. Díky kolísání U CE v rytmu zvlnění se mění hodnota U ZV2 tak, že zvlnění U ZV2 je podstatně menší než zvlnění U ZV1.

USMĚRŇOVAČE – FILTRACE NAPĚTÍ 01_02_32_INOVACE_18, Elektronika, Usměrňovače – filtrace napětí Ing. Miroslav Sámel Pamatujte si: Aktivní vyhlazovací filtry

USMĚRŇOVAČE – FILTRACE NAPĚTÍ 01_02_32_INOVACE_18, Elektronika, Usměrňovače – filtrace napětí Ing. Miroslav Sámel Pamatujte si: Aktivní vyhlazovací filtry

USMĚRŇOVAČE – FILTRACE NAPĚTÍ 01_02_32_INOVACE_18, Elektronika, Usměrňovače – filtrace napětí Ing. Miroslav Sámel Pamatujte si: Zdroje a literatura [1] VOŽENÍLEK, L.; ŘEŠÁTKO, M.. Základy elektrotechniky II. pro 2. ročník SOU elektrotechnických. Praha: SNTL, 1984, ISBN BEZ. [2] KESL, Jan. Elektronika I. Praha: NAKLADATELSTVÍ BEN, 2006, ISBN