การทำเอาต์พุตให้เรียบ ของ ตัวเรียงกระแส

ไฟฟ้ากระแสสลับขาเข้า (สีเหลือง) และ เอาต์พุต DC (สีเขียว) ของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นที่มีตัวเก็บประจุเป็นตัวทำให้เรียบ สังเกต ripple ในสัญญาณ DC

ในขณะที่วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น และแบบเต็มคลื่น สามารถผลิตกระแสทิศทางเดียวแต่แรงดันไฟฟ้าที่ได้ยังไม่คงที่. เพื่อผลิต DC มั่นคง, ต้องใช้วงจรที่ทำแรงดันไฟฟ้านี้ให้เรียบ หรือที่เรียกว่าวงจร filter. ในรูปแบบง่ายที่สุด filter นี้จะเป็นเพียงแค่ตัวเก็บประจุสำรองพลังงานที่ต่ออยู่ที่ DC เอาต์พุตเท่านั้น แต่จะยังคงมีส่วนประกอบของระลอกคลื่นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ที่มีความถี่เท่ากับแหล่งจ่ายไฟสำหรับวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น, หรือสองเท่าของความถี่นั้น สำหรับแบบเต็มคลื่น, ซึ่งแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตจะยังไม่ได้เรียบอย่างสมบูรณ์

การกรองแบบ RC: วงจรนี้ถูกออกแบบและจำลองโดยการใช้ ซอฟแวร์ Multisim 8

ขนาดของตัวเก็บประจุสำรองพลังงานมีข้อดีข้อเสีย ถัตัวเก็บประจุมีขนาดใหญ่ จะช่วยลดการกระเพื่อม แต่จะ เสียค่าใช้จ่ายมากขึ้นและจะสร้างกระแสพีคที่สูงขึ้นในหม้อแปลงของแหล่งจ่ายไฟหลัก กระแสพีคตามหลักการถูกกำหนดโดย อัตราการเพิ่มของแรงดันจ่ายบนขอบที่กำลังเพิ่มของคลื่นไซน์ขาเข้า, แต่ในทางปฏิบัติมันจะถูกทำให้ลดลงโดยความต้านทานของขดลวดหม้อแปลง ในกรณีสุดขีด ที่วงจรเรียงกระแสจำนวนมากจ่ายโหลดเข้าสู่วงจรกระจายพลังงาน กระแสสูงสุดอาจก่อให้เกิด ความยากลำบากในการรักษาแรงดันรูปไซน์อย่างถูกต้องในแหล่งจ่าย AC

เพื่อจำกัดการกระเพื่อมให้มีค่าที่ต้องการ ขนาดของตัวเก็บประจุสำรองพลังงานที่ใช้จะเป็นสัดส่วนกับกระแสในโหลด และแปรผกผันกับความถี่แหล่งจ่ายและจำนวนยอดเอาต์พุตของ rectifier ต่อ input cycle. กระแสโหลดและความถี่แหล่งจ่ายโดยทั่วไปมักจะอยู่นอกเหนือการควบคุมของนักออกแบบระบบ rectifier แต่จำนวนยอดต่อรอบอินพุทได้รับผลกระทบโดยทางเลือกของการออกแบบวงจรเรียงกระแส

วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น จะให้หนึ่งยอดต่อรอบ และด้วยเหตุผลนี้ มันจึงถูกใช้เฉพาะกับแหล่งจ่ายไฟขนาดเล็กมาก วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นจะมีสองยอดคลื่นต่อรอบ ซึ่งดีที่สุดที่เท่าที่เป็นไปได้สำหรับอินพุตเฟสเดียว สำหรับอินพุทสามเฟส สะพานสามเฟสจะให้หกยอดต่อรอบ จำนวนยอดสามารถทำให้มากขึ้นได้ โดยการใช้เครือข่ายหม้อแปลง วางไว้ก่อน rectifier เพื่อแปลงเฟสให้เป็นลำดับที่สูงขึ้น

เพื่อลดการกระเพื่อมต่อไปอีก, ตัวกรองแบบตัวเหนี่ยวนำสามารถนำมาใช้ อุปกรณ์นี้ต่อหลังตัวเก็บประจุสำรองพลังงาน และตามด้วยตัวเก็บประจุตัวที่สอง ตัวเหนี่ยวนำให้อิมพีแดนซ์สูงกับกระแส ripple ซึ่งจะกั้นไม่ให้กระแส ripple ที่มีความถี่สูงผ่าน กระแสโหลดที่เป็น DC สามารถไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำนี้ได้เพราะอิมพีแดนซ์เป็น 0 ใน DC สำหรับการใช้งานกับความถี่ของไฟฟ้า ตัวเหนี่ยวนำจำเป็นต้องมีแกนเป็นเหล็ก หรือวัสดุแม่เหล็กอื่นๆ ซึ่งเพิ่มน้ำหนักและขนาด เพราะฉะนั้นการใช้งานของมันในแหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จึงลดลงในความโปรดปรานของวงจรสารกึ่งตัวนำ เช่น voltage regulators

ทางเลือกที่ดีกว่าการกรองปรกติ, และเป็นสิ่งสำคัญถ้า DC โหลดต้องการ ripple ที่ต่ำมาก, คือวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่เรียกว่า regulator ต่อหลังตัวเก็บประจุสำรองพลังงาน ตัวเก็บประจุสำรองพลังงานจะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะป้องกันไม่ให้ระลอกคลื่นแรงดันไฟฟ้า ตกต่ำกว่าแรงดันขั้นต่ำที่กำหนดโดยตัว regulator ในการผลิตแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการ ตัว regulator ให้บริการทั้งลดการกระเพื่อม และการจัดการกับการเปลี่ยนแปลงในแหล่งจ่ายไฟหลัก และในโหลด ที่สุดขีดของวิธีการ นี้ คือการไม่ใช้ตัวเก็บประจุสะสมพลังงานทั้งหมดและป้อนคลื่นที่เรียงกระแสแล้วตรงเข้าไปในตัวกรองเหนี่ยวนำเลย ความได้เปรียบของวงจรนี้ก็คือรูปแบบของคลื่นกระแสจะเรียบเนียนกว่า และเป็นผลให้วงจรเรียงกระแสไม่ต้องปฏิสัมพันธ์กับกระแสที่เป็นพัลส์ขนาดใหญ่อีกต่อไป แต่กระแสจะไหลแผ่กระจายไปทั่วทั้งวงจรแทน ข้อเสียที่นอกเหนือจากขนาดและน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นแล้ว คือ แรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตจะต่ำลงมาก - เฉลี่ยแล้วประมาณ ครึ่งรอบ AC ไม่ใช่ค่า peak

ใกล้เคียง