Electronic-circuits-filters
電子回路-フィルター
電源ブロック図は、整流回路の後にフィルター回路が必要であることを明確に説明しています。 整流器は、脈動する交流電流を一方向にのみ流れる直流電流に変換するのに役立ちます。 これまで、さまざまなタイプの整流回路を見てきました。
これらすべての整流回路の出力には、リップル要因が含まれます。 また、半波整流器のリップル係数は全波整流器のリップル係数よりも大きいことも確認しています。
フィルターが必要な理由
信号のリップルは、AC成分の存在を示しています。 純粋なDC出力を得るには、このACコンポーネントを完全に削除する必要があります。 そのため、整流出力を純粋なDC信号に*平滑化*する回路が必要です。
- フィルター回路*は、整流された出力に存在するAC成分を除去し、DC成分が負荷に到達できるようにするものです。
次の図は、フィルター回路の機能を示しています。
フィルタ回路は、インダクタとコンデンサの2つの主要コンポーネントを使用して構築されます。 私達は既に基本的な電子工学のチュートリアルでそれを研究しました
- インダクタは dc を許可し、 ac をブロックします。
- コンデンサは ac を許可し、 dc をブロックします。
これらの2つのコンポーネントを使用して、いくつかのフィルターを作成してみましょう。
直列インダクタフィルタ
インダクタはDCを許容しACをブロックするため、インダクタを直列に整流器と負荷の間に接続することにより、 Series Inductor Filter と呼ばれるフィルタを構築できます。 次の図は、直列インダクタフィルタの回路を示しています。
整流された出力は、このフィルターを通過すると、信号に存在するAC成分をブロックし、純粋なDCを提供します。 これは単純なプライマリフィルターです。
シャントコンデンサーフィルター
コンデンサはACを通過させ、DCをブロックするため、次の図に示すように、シャントで接続されたコンデンサを使用して*シャントコンデンサフィルタ*と呼ばれるフィルタを構築できます。
このフィルターを通過した整流出力は、信号に存在するAC成分がAC成分を許容するコンデンサーを介して接地されます。 信号に存在する残りのDC成分は、出力で収集されます。
上記のフィルタタイプは、インダクタまたはコンデンサを使用して構成されます。 では、両方を使用して、より良いフィルターを作成してみましょう。 これらは組み合わせフィルターです。
L-Cフィルター
インダクタとコンデンサの両方の効率を使用できる場合に、より良い出力を得るために、インダクタとコンデンサの両方を使用してフィルタ回路を構築できます。 以下の図は、LCフィルターの回路図を示しています。
この回路に整流出力が与えられると、インダクタによりDC成分が通過し、信号のAC成分がブロックされます。 さて、その信号から、もし存在すれば、さらにいくつかのACコンポーネントが接地され、純粋なDC出力が得られます。
このフィルタは、入力信号が最初にインダクタに入るため、*チョーク入力フィルタ*とも呼ばれます。 このフィルターの出力は、前のものよりも優れています。
Π-フィルター（Piフィルター）
これは、非常に一般的に使用される別のタイプのフィルター回路です。 入力にコンデンサがあるため、「コンデンサ入力フィルタ」とも呼ばれます。 ここでは、2つのコンデンサと1つのインダクタがπ型ネットワークの形で接続されています。 この回路は、並列のコンデンサ、直列のインダクタ、並列の別のコンデンサの順になります。
必要に応じて、要件に応じて、これに複数の同一のセクションを追加することもできます。 以下の図は、$ \ pi $フィルター*（Pi-filter）*の回路を示しています。
Piフィルターの動作
この回路では、コンデンサが並列に接続され、次にインダクタが直列に接続され、その後に別のコンデンサが並列に接続されています。
- コンデンサC〜1〜-このフィルタコンデンサは、DCに対する高いリアクタンスとAC信号に対する低いリアクタンスを提供します。 信号に含まれるACコンポーネントを接地した後、信号はインダクタに渡されてさらにフィルタリングされます。
- *インダクタL *-このインダクタは、DCコンポーネントに対して低いリアクタンスを提供し、ACコンポーネントがコンデンサC〜1〜を通過できた場合、ACコンポーネントをブロックします。
- コンデンサC〜2〜-このコンデンサを使用して信号がさらに平滑化されるため、信号に含まれるインダクタ成分がブロックできなかったAC成分を許可します。
したがって、負荷で目的の純粋なDC出力を取得します。
