1,2– лаборатория ишлари. Тўғрилагичлар ва текисловчи фильтрлар

.
1,2– лаборатория ишлари. Тўғрилагичлар ва текисловчи фильтрлар
Тўғрилагич қурилмалари ўзгарувчи кучланишни ўзгармас кучланишга айлантириб беришга хизмат қилади. Тўғрилагичлар асосан трасформаторлар, ўзгарувчи кучланишни тўғриловчи диодлар, ҳамда тўғриланган кучланиш пульсацияларини камайтириб берувчи текисловчи фильтрлардан иборат бўлади.
Тўғрилагичларнинг ишлаши уларнинг чиқишига уланган фильтрларнинг хусусиятларига принципиал боғлиқ бўлади. Чиқишига конденсатор уланган фильтрлар тўғриланган кучланишлар ва қувватларнинг кенг диапазонида ишлайди. Бу тўғрилагичларнинг трансформаторлари индуктив фильтрли тўғрилагичлар трасформаторларидан каттароқ кувватга эга бўлишлари керак. Сиғимли фильтрли тўғрилагичлар камчиликларига манба уланган пайтдаги тўғриловчи диоддан оқиб ўтувчи ток амплитудасининг юқори қиймати ҳисобланади.
Индуктив фильтрли тўғрилагичлар тўғриланган кучланишнинг кенг диапазонларида бир неча ўн ваттдан бир неча киловатт қувват ва 1А дан ортиқ тўғриланган ток олишда қўлланилади. Бундай тўғрилагичлар сиғимли тўғрилагичларга нисбатан кам ички қаршиликка эга, бу эса ўз навбатида тўғриланган кучланишнинг юклама токига боғлиқлигини камайтиради.
Индуктив фильтрнинг қўлланилишини диодддан ўтувчи ток импульси чегаралаб туради. Бундай тўғрилагичларнинг камчилиги бўлиб тўғрилагични ёққан пайдаги ва юклама токининг сакраб ўзгариши пайтидаги чиқиш сиғимидаги ва фильтр дросселидаги кучланиш зўриқишлари ҳисобланади, чунки бу ҳолат тўғрилагич элементлари ва юкламанинг ишдан чиқиш ҳолатларига олиб келиши мумкин.
Текисловчи фильтр қўлланилмайдиган тўғрилагичлар нисбатан кам ҳолатларда ишлатилади, қачонки юклама кучланиши пульсацияларига қўйилган талаблар аҳамиятга эга бўлмаса. Текисловчи фильтрлар кўп фазали тўғрилагичларда ҳам кўпинча қўлланилмайди, чунки бундай тўғрилагичларда тўғриланган кучланиш пульсациялари ўзи кичик бўлади.
Тўғрилагич схемасини танлаш тўғрилагич қурилмасига қўйилган талаблардан келиб чиққани ҳолда қуйидаги омилларга боғлиқ бўлади: тўғриланган кучланиш ва қувват, тўғриланган кучланиш пульсациялари частотаси, диодлар сони, трансформатор қувватининг ишлатилиш коэффициенти, иккиламчи чулғам кучланиши. Пульсация частотасининг оширилиши текисловчи фильтр ўлчамларини камайтириш имконини беради.
Бир ярим даврли схемани ( 4 - расм) бир неча ўн миллиампер тўғриланган ток қийматларигача ва тўғриланган кучланиш текисланиш даражасига қуйилган талаблар юқори бўлмаганида қўлланилади. Бу схема трансформатор қувватининг ишлатилиш коэффициенти жуда кичиклиги билан характерланади.


4– расм. Бир ярим даврли тўғрилагич схемаси
Бундай тўғрилагич чиқишидаги пульсациялар коэффициенти қуйидаги тахминий формула билан топилади: Kn=6400/RnC. Бу формулада юклама қаршилиги Ом ларда, фильтр сиғими микрофарадаларда берилган ва истеъмол манбаи частотаси 50 гц га тенгдир.
Икки яримдаврли трансформатор иккиламчи чулғами ўртача чиқишига эга бўлган тўғрилагич схемаси (қуйида келтирилган 5– расм) кичик вольтли қурилмаларда қўлланилади. Бу тўғрилагичда кўприк схемали тўғрилагичга нисбатан диодлар сонини икки марта камайтиришга эришилади, бу эса ўз навбатида йўқотишларни камайтиради. Бундай тўғрилагич чиқишидаги пульсациялар коэффициенти қуйидаги тахминий формула билан топилади: Кn=1920/(RпС).
Шуни таъкидлаш лозимки, трансформаторлар билан ишлашда EWB дастурида схемалар керакли жойи доимо ерга уланган бўлиши керак ( умуман, бу ҳолат ҳамма манбалар ва ўлчов асбобларига ҳам тааллуқлидир).
6– расм. Кўприк схемали тўғрилагич (а) ва кучланишни икки марта кўпайтирувчи схема (б)
Бир фазали кўприк схемаси (6– расм, а) қувватдан фойдаланишнинг юқори коэффициентига эга, шу сабабли чиқиш кучланишининг ўнлаб вольтлардан юзлаб вольтларгача қийматларида ишлатиладиган катта қувватли қурилмаларда кўприк схемасини қўллаш мақсадга мувофиқ бўлади. Бу типдаги схемаларда пульсациялар худди аввалги схемадагидек бўлади.
Кучланишни иккилантириш симметрик схемаси (6– расм, б) кетма- кет уланган иккита бир яримдаврли тўғрилагичлардан иборат бўлиб, юклама токлари кичкина бўлган ва чиқиш кучланишлари катта ( 1…2 кВ гача) бўлган ҳолларда қўлланилади.
Бундай тўғрилагич чиқишидаги пульсациялар коэффициенти қуйидаги тахминий формула билан топилади: Kn=6400/(RnC). Бу схемадаги ҳар бир конденсатордаги пульсациялар чиқишдаги пульсациялардан икки баробар каттадир.
Кучланишни кўпайтириш носимметрик схемалари юклама кучланишлари кичик бўлган ҳолларда, яъни салт юриш (холостой ход)га яқин ҳолларда ишлатилади. Шундай схемалардан бири 7 - расмда келтирилган. Бу схемада тўғриланган кучланиш бошланғич манбадаги кучланиш амплитудаси Ui ( трансформатор иккиламчи чулғами кучланиши)дан тахминан 5 марта каттадир, чунки у диодлар ва конденсаторлар сонига тенгдир.
Тўғриланган кучланишни ошириш учун диод ва конденсатордан иборат занжирлар сонини ошириб бориш керак бўлади.
Кучланишни кўпайтириш схемаларида (7– расм) пульсациялар частотаси таъминот манбаси частотасига тенг бўлади, диодлардаги тескари кучланиш ва ҳамма конденсаторлардаги кучланиш (биринчи конденсатор бундан мустасно) Ui кучланиши иккиланган амплитудасига тенг бўлади. Шу нарсани таъкидлаш лозимки, реал тўғрилагичларда каскадлар сони тоқ бўлган ҳолларда трансформатор иккиламчи чулғамидан ўзгармас ток ўтиб туради, бу эса трансформаторнинг мақсадга мувофиқ бўлмаган магнитланишига олиб келади, шу сабабли тоқ сонли вариантларни қўлламаслик лозим.
Бундай тўғрилагич чиқишидаги пульсациялар коэффициенти қуйидаги тахминий формула билан топилади: Kn=1600N2(RnC). Бунда конденсатор сиғими ( фарадаларда) ҳамма елкалар учун бир хил қилиб олинади ва қуйидаги формула билан аниқланади: C=2(N+2)/(Rn-Fc), бу ерда N — кўпайтириш коэффициенти, F, — истеъмол манбаси частотаси, Гц.
Уч фазали кўприк схемаси (рис. 12.4) қуйидаги хусусиятларга эга: трансформатор қуввати ишлатилиш коэффициентининг энг яхши кўрсатгичига эга, диодлардаги тескари укчланишнинг энг кичик қийматларига эга, тўғриланган кучланиш пульсациялари частотаси юқори кийматларга эга. Бу схема тўғриланган кучланиш ва қувватларнинг кенг диапазонида ишлайди.
7– расм.. Кучланишни кўпайтирувчи тўғрилагич схемаси
Истъмол манбалари чиқишларидаги пульсациялар юклама характерига боғлиқ бўлади, улар процентларнинг мингдан бир қисмларидан ( микрофон кучайтиргичларнинг биринчи каскадлари) то процентнинг бирлаб ва ўнглаб қисмларигача ( ижро қурилмалари) бўлган қийматларни қабул қилади.
Пульсацияларни камайтириш учун қўшимча текисловчи фильтрлар қўлланилади (9– расм).
9– расм. Индуктив- сиғимли (а) ва реостат- сиғимли (б) фильтрлар
Г-шаклдаги индуктив- сиғимли (LC) фильтр (9– расм, а) ўрта ва катта қувватли манбаларда ишлатилади, бунга сабаб шуки, фильтрда кучланиш тушишини нисбатан кичик қилиш ва бунинг эвазига юқорироқ фойдали иш коэффициентини олиш мумкин.
LC-фильтрлар камчиликлари қуйидагилардан иборат:
1) нисбатан ўлчамлари ва вазни катта ( бирламчи манба частотаси кичик бўлганда );
2) фильтр дроссели ўзининг сочилиш магнит майдони ҳисобига шовқинлар ва халақитлар манбаси ҳисобланади;
3) фильтр дроссели баъзи бир ҳолларда мураккаб ўтиш жараёнларига сабаб бўлади, бу жараёнлар бошқа қурилмалар ( кучайтиргичлар, передатчиклар ва ҳ.к.) ишлашига халақит беради;
4) фильтр секин кечувчи кучланиш ўзгаришларини бартараф қила олмайди.
LC кўпайтма (Гн-мкФ) керак бўлган текислаш коэффициенти К ( киришдаги пульсация коэффициентининг чиқишдаги пульсация коэффициентига нисбати)га боғлиқ бўлади ва қуйидаги формула билан аниқланади:

бу ерда Fc — тўғриланаётган ток частотаси (Гц); m — фазалар сони. Бир ярим даврли схема учун m=1, икки яримдаврли ва кўприк схемалари, ҳамда кучланишни иккилантириш параллел схемаси учун m=2.
Икки яримдаврли ва кўприк схемалари, ҳамда частота 50 Гц даги формула қуйидагича бўлади:

L ва С катталиклар шундай танлаб олиниши керакки, қуйидаги шарт бажарилсин

Агар LC кўпайтмаси 200...250 дан катта бўлса , фильтрни икки бўғинли қилиб ясаш мумкин, иккинчи бўғинида RC-фильтр ишлатса ҳам бўлади.
Г-шаклдаги реостат- сиғимли фильтрни (9– расм, б) кичик тўғриланувчи токлар ( 15…20 мА дан кам) ва текисланиш коэффициентининг кичик қийматларида ишлатиш мақсадга мувофиқдир. Бундай фильтр етарли даражада арзон, кичик ўлчамлар ва вазнга эга бўлади. Уларнинг камчилиги бўлиб фильтр қаршилигида кучланиш тушишининг юқори қиймати ҳисоланади. RС (Ом-мкФ) кўпайтма қуйидаги формула билан аниқланади: RC=150000Kc/(mFc). R қаршилик фильтрда кучланиш тушишининг йўл қўйилиши мумкин бўлган қийматлари асосида танланади.
Ярим ўтказгич асосидаги фильтр қуйидаги 10 -расмда келтирилган. Унинг иш принципи транзисторнинг пульсация қилиб турувчи токка нисбатан катта қаршиликка ва ўзгармас токка нисбатан нисбатан кичик қаршиликка эга эканлиги асос қилиб олинган.
Транзистор юкламага кетма- кет қилиб уланган.
10– расм.. Ярим ўтказгич асосидаги фильтр.
Rl, C1 занжир юклама кучланишининг қисқа вақтли ўзгаришларида эмиттер токининг доимийлигини сақлаб туришга хизмат қилади ва унинг вақт доимийси катта қийматга эга бўлиши керак. R2 қаршилик билан транзисторнинг ўзгармас ток бўйича режими ўрнатилади. Транзистор шундай танланадики, фильтр юкламаси токи коллектор токининг рухсат этилган максимал қийматидан 2 баробар кам бўлиши керак. Коллектор ва эмиттер ўртасидаги максимал кучланиш қиймати ( бу қиймат тўғрилагич уланган пайтда пайдо бўлиши мумкин) коллектор кучланишининг максимал рухсат этилган қийматидан кам бўлиши керак. Транзисторда сочилаётган қувват ҳам максимал рухсат этилган қийматдан кам бўлиши керак. R1 резистор қаршилиги 80... 100 Ом оралиғида, R2 резистор қаршилиги — ўнлаб кОм қилиб олинади. Конденсатора сиғими Cl>l/(2mFcEl) шартни қаноатлантириши керак.