리플(전기)

전자제품에서 리플(특히 리플 전압)은 교류(AC) 소스에서 파생된 전원 공급 장치 내의 DC 전압의 잔류 주기적 변화입니다.이 리플은 정류 후 교류 파형의 불완전한 억제로 인해 발생합니다.리플 전압은 정류기의 출력 또는 DC 전원의 생성 및 정류에서 발생합니다.

리플(특히 리플 전류 또는 서지 전류)은 캐패시터 입력 정류기와 같은 비선형 장치의 펄스 전류 소비를 나타낼 수도 있습니다.

이러한 시간 변동 현상에 가세해 필터나 다른 신호 처리 네트워크의 일부 클래스에서 발생하는 주파수 영역의 리플이 있습니다.이 경우 주기적인 변동은 증가하는 주파수에 대한 네트워크 삽입 손실의 변동입니다.변동은 엄밀하게는 선형 주기적이지 않을 수 있습니다.이 의미에서도 리플은 보통 부수적인 효과로 간주되며, 리플의 양은 리플의 양과 다른 설계 파라미터 간의 타협이 존재한다고 볼 수 있습니다.

리플은 전력을 낭비하는 것으로, DC 회로에 바람직하지 않은 영향이 많이 있습니다.즉, 컴포넌트를 가열하거나 노이즈와 왜곡을 일으키거나 디지털 회선이 올바르게 동작하지 않게 되는 경우가 있습니다.전자 필터에 의해 리플을 저감하고 전압 레귤레이터에 의해 제거할 수 있다.

전압 리플

이상적이지 않은 DC 전압 파형은 교류(AC) 전압(리플 전압)이 중첩된 일정한 DC 성분(오프셋)의 합성물로 볼 수 있습니다.리플 성분은 DC 성분에 비해 크기가 작은 경우가 많지만 절대적인 관점에서 리플(HVDC 전송 시스템의 경우)은 수천 볼트일 수 있습니다.리플 자체는 보통 원래 AC 라인 주파수인 기본 주파수의 고조파로 구성된 복합(비 사인파) 파형이지만 스위치 모드 전원 장치의 경우 기본 주파수는 수십 킬로헤르츠에서 메가헤르츠까지입니다.리플의 특성과 성분은 그 소스에 따라 달라집니다.단상 반파 및 전파 정류, 3상 반파 및 전파 정류입니다.정류 기능은 제어(SCR(Silicon Controlled Correctifier) 사용)하거나 제어되지 않은(다이오드 사용) 방식으로 제어할 수 있습니다.또한 트랜지스터를 사용하는 능동 정류 기능이 있습니다.

용도에 따라 리플 전압의 다양한 특성이 중요할 수 있습니다.성분 고조파를 결정하기 위한 푸리에 분석용 리플 방정식, 전압의 피크(일반적으로 피크 대 피크), 전송된 전원의 구성요소인 전압의 RMS(Root Mean Square) 값, 리플 계수 δ, RMS의 비율값 대 DC 전압 출력, 변환비(정류비 또는 "효율"이라고도 함), DC 출력 전력 대 AC 입력 전력의 비율 및 폼 팩터, 출력 전압의 RMS 값과 출력 전압의 평균 값의 비율.출력 리플 전류의 유사한 비율도 계산할 수 있다.

리플 주파수에서 높은 임피던스를 가진 전자 필터를 사용하여 리플 전압을 낮추고 DC 출력을 증가 또는 감소시킬 수 있습니다. 이러한 필터를 흔히 스무딩 필터라고 합니다.

AC-DC 변환의 첫 번째 단계는 정류기를 통해 AC 전류를 보내는 것입니다.이 상황에서는 리플 전압 출력이 매우 큽니다. 피크 대 피크 리플 전압은 정류기 다이오드의 정방향 전압을 뺀 AC 피크 전압과 동일합니다.SS 실리콘 다이오드의 경우 순방향 전압은 0.7V이고 진공 튜브 정류기의 경우 순방향 전압은 일반적으로 25~67V(5R4)입니다.출력 전압은 음의 반주기가 반전된 사인파입니다.계산식은 다음과 같습니다.

V_{\mathrm {L}}(t)=V_{\mathrm {AC_{p}}}\cdot \sin(t)

함수의 푸리에 확장은 다음과 같습니다.

V_{\mathrm {L} }(t) = flac {2V_{AC_{p}}} {\pi}} + {\frac {4V_{p}}} {\cdot \sum_n1} {\infty} frac } {\frac

푸리에 시리즈를 검사하면 다음과 같은 몇 가지 관련 특성이 나타납니다.

상수(최대) ${\frac {2V_{\mathrm {AC_{p}} }}{\pi }}$ ${\frac {2V_{\mathrm {AC_{p}} }}{\pi }}$ ${\frac {2V_{\mathrm {AC_{p}} }}{\pi }}$ ${\frac {2V_{\mathrm {AC_{p}} }}{\pi }}$ {\({ $displaystyle {2V_{\mathrm {AC_{p}}})$ 는 ${\frac {2V_{\mathrm {AC_{p}} }}{\pi }}$ DC 전압이어야 합니다.
기본(회선 주파수)이 존재하지 않습니다.
팽창은 기본의 짝수 고조파만으로 이루어진다
고조파의 진폭은 $({$ 에 ${\frac {1}{n^{2}}}$ 비례합니다. $n$ 서 n $({displaystyle$ n})은 $n$ 고조파의 순서입니다.
2차 ${\frac {4V_{\mathrm {AC_{p}} }}{3\pi }}\cos(2\omega t)$ ${\frac {4V_{\mathrm {AC_{p}} }}{3\pi }}\cos(2\omega t)$ ${\frac {4V_{\mathrm {AC_{p}} }}{3\pi }}\cos(2\omega t)$ ${\frac {4V_{\mathrm {AC_{p}} }}{3\pi }}\cos(2\omega t)$ p ${\frac {4V_{\mathrm {AC_{p}} }}{3\pi }}\cos(2\omega t)$ ${\frac {4V_{\mathrm {AC_{p}} }}{3\pi }}\cos(2\omega t)$ cos ${\frac {4V_{\mathrm {AC_{p}} }}{3\pi }}\cos(2\omega t)$ δ ( ${\frac {4V_{\mathrm {AC_{p}} }}{3\pi }}\cos(2\omega t)$ ${\frac {4V_{\mathrm {AC_{p}} }}{3\pi }}\cos(2\omega t)$ t $){style {frac {4V_{\mathrm {AC_{p}}}}}{3\pi }}}\$ cos( $2\mega$ t $)$ 의 ${\frac {4V_{\mathrm {AC_{p}} }}{3\pi }}\cos(2\omega t)$ 용어는 계산을 단순화하기 위해 전체 리플 전압을 나타내는 데 종종 사용됩니다.

출력 전압은 다음과 같습니다.

디스플레이 스타일V_{\mathrm {L} ={}&V_{\mathrm {AC} } =bsq frac {V_{AC_{p}}} {\sqrt {2}}\sqr {{\text}}\sqrmathrm {{{}}}}}}\[6pt]V_{\mathrm {DC}}={}&{\frac {1}{T}}\int _{0}^{T}\!V_{\mathrm {L} }(t),dt=mathfrac {V_{\mathrm {AC_{p}}}}}{\pi}}{\Big]}_{0}{\pi } =mathrm {V_{\mathrmAC_{pi}}} } left} } } }}V_{\mathrm {syslog-syslog} } = {}&{\syslogrt {\frac {1}{T}}\int _{0}^{T}\!(V_{\mathrm {L} }(t),-K)^{2}dt}=sqrt {{\frac {1}{T}}\int _{0}^{T}\!(V_{\mathrm{L}}(t)^{2}\,-2KV_{L\mathrm{}}(t)+K^{2})dt}}\\[6pt]={}&,{\sqrt{{\frac{1}{\pi}}\left[{\frac{V_{\mathrm{AC_{p}}}^{2}}{2}}t-{\frac{V_{\mathrm{AC_{p}}}^{2}}{4}}\sin(2t)+2V_{\mathrm{AC_{p}}}K\cos(t=+K^{2}t\right]_{0}^{\pi}}}={\sqrt{{\frac{1}{\pi}}\left({\frac{V_{\mathrm{AC_{p}}}^{2}\pi}{2}}-4KV_{\mathrm{AC_{p}}}+K^.{2}\pi\right)}}\\[6pt]&,{\text{자}}K=V_{\mathrm{DC}},{면에서 \text{, 교체 투입}}V_{\mathrm{AC_{p}}},{\text{ 그렇게}}\\={}&,{\sqrt{{\frac{V_{\mathrm{AC_{p}}}^{2}}{2}}-{\frac{8}{\pi ^{2}}}V_{\mathrm{AC_{p}}}^{2}+{\frac{4}{\pi ^{2}}}V_{\mathrm{AC_{p}}}^{2}}}={\sqrt{\left({\frac{V_{\mathrm{AC_{p}}}}{\sqrt{2}}}\right)^{2}-\left({\fra.c{2V_{)mathrm {AC_{p}}}}{\pi }}\right)^{2}}\end{aligned}}

$V_{\text{ripple-rms}}=blac {2V_{\mathrm {AC_{p}}}}{\pi }}{\blac {\flac {\pi ^2}}{8}}-1$

어디에

$V_{\mathrm {L} }$ L $V_{\mathrm {L} }$ {\ $displaystyle V_{\mathrm {L}}}$ 은 $V_{\mathrm {L} }$ 부하 전체에 걸친 시간 가변 $|\sin(t)|$ 입니다. sin $|\sin(t)|$ ( t $|\sin(t)|$ ) ${\displaystyle \sin($ t $|\sin(t)|$ ) $}$ 은(는) 0 ~ T 기간입니다.
$T$ {\ $displaystyle$ T $}$ 는 $T$ V $V_{\mathrm {L} }$ {\ $displaystyle V_{\mathrm {L$ 의 $\pi$ 으로, ${\$ {\ $displaystyle$ \ $pi }$ 라디안으로 $\pi$ 간주할 수 있습니다.

파급 요인은 다음과 같습니다.

{\displaystyle\flac {V_{\mathrm {dc}}} =displayrt {\flac {\mathrm {DC}} =displayrc {\flac {{{2}} {8}}}-1}

$\displaystyle \displaystyle \약 0.483$

폼 팩터는 다음과 같습니다.

FF=frac {V_{\mathrm {L}}}}{V_{\mathrm {DC}}}}=frac {V_{\mathrm {AC_{p}}}}}}{\frac {2V_{\mathrmathrm {AC_{p}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}{V_Frac}}}}}}}}}}}}}}}}}

${\displaystyle FF=flac {pi }{2(rt {2}}}}}\약 1.11$

피크 계수는 다음과 같습니다.

PF=mathfrac {V_{p}}}{\frac {V_{\mathrm {AC_{p}}}}}{\fracrt {2}}}

$PF=sqrt {2}$

변환 비율은 다음과 같습니다.

$\displaystyle \eta \약 0.812\(81.2\%)}$

트랜스포머 사용률 계수는 다음과 같습니다.

$(\displaystyle TUF\약 0.812\({\text{bridge}}); 0.692\(\text{center-taped})})$

필터링

콘덴서 필터가 있는 전파 센터 탭 정류기

리플을 줄이는 것은 전원장치 필터 ^{[nb 1]}설계에서 고려해야 할 몇 가지 주요 사항 중 하나에 불과합니다.리플 전압 필터링은 다른 종류의 신호를 필터링하는 것과 유사합니다.단, DC 발전뿐만 아니라 AC/DC 전력 변환에서는 고전압과 전류 또는 둘 다 리플로서 출력될 수 있습니다.따라서 고전류 정격 전해 콘덴서, 대형 철심 초크 및 와이어와이드 파워 저항기와 같은 대형 이산 컴포넌트는 전압 레귤레이터와 같은 IC 컴포넌트 또는 부하에 전류를 전달하기 전에 리플을 관리 가능한 비율로 줄이는 데 가장 적합합니다.필요한 필터링의 종류는 리플의 다양한 고조파의 진폭과 부하 수요에 따라 달라집니다.예를 들어 포노프리앰프의 이동코일(MC) 입력회로는 리플을 수백나노볼트(10V⁻⁹) 이하로 줄일 것을 요구할 수 있다.반면 배터리 충전기는 완전히 저항성 회로이므로 리플 필터링이 필요하지 않습니다.원하는 출력이 직류(기본적으로 0Hz)이므로 리플 필터는 일반적으로 션트 캐패시터 및 직렬 초크로 특징지어지는 로우패스 필터로 구성됩니다.직렬 저항기는 출력 DC 전압을 낮추기 위해 초크를 대체할 수 있으며 전압 조절에는 션트 저항을 사용할 수 있습니다.

전원 장치 필터링

현재 대부분의 전원장치는 스위치 모드 설계로 되어 있습니다.이러한 전원 공급기의 필터링 요구 사항은 리플 파형의 주파수가 높기 때문에 훨씬 쉽게 충족할 수 있습니다.스위치 모드 전원 장치의 리플 주파수는 회선 주파수와 관련이 없으며, 초퍼 회로의 주파수의 배수로, 보통 50kHz ~1MHz ^{[citation needed]}범위에 있습니다.

캐패시터 vs 초크 입력 필터

캐패시터 입력 필터(제1 컴포넌트가 션트 캐패시터)와 초크 입력 필터(제1 컴포넌트로 직렬 초크가 있음)는 모두 리플을 줄일 수 있지만 전압과 전류에 반대 효과가 있으며 둘 중 하나는 부하의 특성에 따라 달라집니다.캐패시터 입력 필터는 전압 조절이 잘 되지 않기 때문에 부하가 안정되고 전류가 낮은 회로에서 사용하는 것이 좋습니다(여기서는 전류가 낮아 리플이 감소하기 때문입니다).초크 입력 필터는 부하가 가변적이고 전류가 높은 회로에 적합합니다(이 경우 초크가 안정적인 전압을 출력하고 전류가 높으면 리플이 적기 때문입니다).

필터의 반응성 성분 수를 순서라고 합니다.각 반응성 성분은 필터의 코너 주파수 위(또는 하이패스 필터의 경우 아래)에서 신호 강도를 6dB/octave만큼 감소시키므로 예를 들어 2차 로우패스 필터가 코너 주파수보다 12dB/octave까지 신호 강도를 감소시킵니다.저항성 컴포넌트(코크의 DCR이나 캐패시터의 ESR과 같은 저항이나 기생 소자 포함)도 신호 강도를 낮추지만 그 효과는 선형이며 주파수에 따라 달라지지 않습니다.

일반적인 방법은 정류기가 저장소로 작동하는 대형 스무딩 캐패시터로 작동할 수 있도록 하는 것입니다.출력 전압의 피크 후 캐패시터는 부하에 전류를 공급하고 캐패시터 전압이 현재 상승하는 정류 전압의 다음 반주기 값으로 떨어질 때까지 계속합니다.이 시점에서 정류기는 다시 도통하여 피크 전압에 다시 도달할 때까지 탱크에 전류를 공급합니다.

부하 저항의 함수로서

교류파형의 주기에 비해 RC시 정수가 클 경우 콘덴서 전압이 직선적으로 떨어진다고 가정함으로써 비교적 정확한 근사치를 얻을 수 있다.리플이 DC 전압에 비해 작을 경우 더욱 유용한 가정을 할 수 있습니다.이 경우 정류기가 통과하는 위상각은 작으며 캐패시터가 정확도 ^[1]손실 없이 한 피크에서 다음 피크까지 모두 방전된다고 가정할 수 있습니다.

평활 캐패시터 적용 전후의 전파 정류기 리플 전압

위의 가정 하에 피크 대 피크 리플 전압은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

$커패시턴스$ C(\ $displaystyle$ C $)$ 및 $C$ $전류$ I $(\displaystyle$ I $)$ 의 $I$ ^[2] 정의는 다음과 같습니다.

{\displaystyle\begin{aligned}&Q=CV_{\text{pp}}\&Q=I_{\text{ave}}t_{\text{ave}},\end{aligned}}}

여기서 Q $(\displaystyle$ Q $)$ 는 $Q$ 충전량입니다.전류 및 $시간 t$ 는 $t$ 콘덴서 방전 시작부터 오른쪽 그림과 같이 전파 정류 신호의 최소 전압이 될 때까지 측정됩니다. $이$ 경우 $t_{\text{ave}}$ (\displaystyle t_ ${\text{ave}})$ 시간은 $t_{\text{ave}}$ 전파 입력 주기의 절반과 같습니다.

t_{\text{ave}}=subscfrac {t_{\text{fullwave}}{2}=subscfrac {1}{2f}}

위의 3개의 방정식을 조합하여 $(\$ 가 $V_{\text{pp}}$ $V_{\text{pp}}$ 하는 값을 구하면 됩니다.

V_{\text{니코틴산}}={\frac{Q}{C}}={\frac{I_{\text{아베}}t_{\text{아베}}}{C}}

는 전파 정류기에 그러므로:[3].

${\displaystyle V_{\mathrm{니코틴산}}={\frac{나는}{2fC}}}.$

어디에

Vpp{\displaystyle V_{\mathrm{니코틴산}}}은peak-to-peak 리플 전압.
$(displaystyle$ I $)$ 는 $I$ 회로의 전류입니다.
$\displaystyle$ f는 $f$ AC전원의 전원(회선) 주파수입니다.
$(\displaystyle$ C $)$ 는 $C$ 캐패시턴스입니다.

리플전압의 RMS값의 경우 리플파형의 형상이 결과에 영향을 미치기 때문에 계산이 더욱 복잡해집니다.톱니 파형도 위와 유사한 가정이라고 가정합니다.톱니 파형의 RMS ${\frac {V_{\mathrm {p} }}{\sqrt {3}}}$ 은 V p 3 $({$ 입니다. $V_{\mathrm {p} }$ 서 $V_{\mathrm {p} }$ V $V_{\mathrm {p} }$ { $displaystyle$ V_ ${\mathrm {p}}}$ 는 ${\frac {V_{\mathrm {p} }}{\sqrt {3}}}$ $V_{{\mathrm {p}}}$ 피크 전압입니다. $V$ $V_{\mathrm {p} }$ p { $display style$ V _ { \ $mathrm$ { $p }$ } } ${\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2}}$ 、 V ${\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2}}$ 2 ${\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2}}$ （ \ $displaystyle$ { V $_$ { \ $mathrm {$ pp } ${\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2}}$ } ${\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2}}$ $V_{\mathrm {p} }$ $that$ that that that that with with with with that that that ） with with ^[4]with with with with with with that 。

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

m

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

3

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

3

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

D

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

4

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

R

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {pp} }}{2{\sqrt {3}}}}={\frac {I}{4{\sqrt {3}}fC}}={\frac {V_{\mathrm {DC} }}{4{\sqrt {3}}fCR}}

{

display style

V _ { \

mathrm { pp

} =

vpc frac

{ V _ { \

mathrm

{ pp } } = {

2 spaircrcrt

{ 4 } { 4 \ s

rt

} } { 3

frc

}

$\displaystyle {V_{\mathrm {DC}}}}=syslogfrac {1}{4syslogrt {3}fCR}}$ ${\displaystyle\약 0.453{X_{\mathrm {C}}}{R}}$

어디에

$§$ $(\displaystyle$ \displicate $)$ 는 $\gamma$ 파급 $\gamma$ 입니다.
$(\displaystyle$ R $)$ 은 $R$ 부하 저항입니다.
근사 공식의 경우 X µ R로_C 가정합니다. 톱니파는 정류 전압에 존재하지 않는 홀수 고조파로 구성되기 때문에 실제 값보다 약간 큽니다.

직렬 초크의 함수로서

리플을 줄이기 위한 또 다른 방법은 직렬 초크를 사용하는 것입니다.초크는 필터링^{[clarification needed]} 작용을 하므로 고차 고조파가 적은 부드러운 파형을 생성한다.이에 대해 DC 출력은 피크 입력 전압에 가까운 리저버 캐패시터 전압에 비해 평균 입력 전압에 가깝습니다.2차 고조파에 대한 푸리에 항에서 시작하여 고차 고조파를 무시합니다.

V_{\mathrm {2f} }(t) = scfrac {4V_{\mathrm {AC_{p}}}} {3\pi }}\cos(2\mega t)

리플 계수는 다음과 같습니다.^[5]

디스플레이 스타일V_{\mathrm {frac} = {}&{\frac {1}{T}}\int _{0}^{T}\left({\frac{4V_{\mathrm{AC_{p}}}}{3\pi}}\cos(2\omega지)\right)^{2}dt}}\cdot Z_{\mathrm{RL}}\\&,{\text{어디}}Z_{\mathrm{RL}}{그 RL필터의 \text{은 임피던스는 초크와 하중에 의해서 형성되}}\\[8pt]={}&,{\frac{4V_{\mathrm{AC_{p}}}}{3\pi}}{\sqrt{{\frac{1}{\pi}}\left는 경우에는{\frac{t}{2}}+{\frac{\sin 2\omega지}{4\omega}}\righ.t]_{0}^{\pi }}\cdot {\sqrt {R^{2}+X_{\mathrm {L}^{2}}=4V_{\mathrm {AC_{p}}}}{3\pi }}}{\cdrt {{frc}\end { aligned}}

R $R\ll X_{L},$ $R\ll X_{L},$ L $R\ll X_{L},$ $\ll$ X_ ${L}$ 의 $R\ll X_{L},$ ,

디스플레이 스타일V_{\mathrm {DC}={}&{\mathrm {2V_{\mathrm {AC_{p}}}}}{\pi}}}}{2}-V_{{2}}={frac2V_{\mathrm {AC}}}}}}}}}}}}} {\pi}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}:{{\frcfrcrcrcrclac2}.\\[8pt]\mathrm = {}&{\frac {V_{\mathrm {DC} }} =\left.{\frac {4V_{\mathrm {AC_{p}}}}{3grt {2}}\pi }}}{cdot {frac {R}{2\ope L}}\right/{\frac {2V_{\mathrm {AC_{p}}}}}}}{\frac {\{3}}}}}{3grcdrcdrt {{{\pi}}}}}}}}}}{{{{q}}}}}}}}}}}{frac {frac\\[8pt]&{\text{치환}}X_{\mathrm {L}}=2\Omega L,{\text{여기}}L{\text{는 초크}의 인덕턴스입니다.\text{\text}는 보다 친숙한 형식의 인덕턴스입니다.}\ } \ } \ } \ \ abrox {\ > {\ 0 . 0 . 0 . 471 fracrcrmathrm {L } }\end { aligned}}

이는 고차 고조파가 고려 대상에서 제외되었기 때문에 0.483보다 약간 작습니다.(인덕턴스 참조).

직렬 초크가 전류를 연속적으로 전달하기 위해 필요한 최소 인덕턴스(부하의 저항에 상대적인)가 있습니다.인덕턴스가 이 값 아래로 떨어지면 전류가 간헐적으로 흐르고 출력 DC 전압이 평균 입력 전압에서 피크 입력 전압으로 상승합니다. 실제로 인덕터는 캐패시터처럼 작동합니다.임계 인덕턴스라고 불리는 최소 인덕턴스는 L $L={\frac {R}{2\pi (3f)}}$ $L={\frac {R}{2\pi (3f)}}$ 2 $L={\frac {R}{2\pi (3f)}}$ ( $L={\frac {R}{2\pi (3f)}}$ f $){$ $displaystyle$ L = $flac {R}{2\pi (3$ f $)}}$ 입니다 $L={\frac {R}{2\pi (3f)}}$ .여기서 R은 부하 저항이고 라인 주파수는 f입니다.이 값은 60Hz 주전원 정류의 경우 L = R/1131(종종 R/1130이라고 함)이고 50Hz 주전원 정류의 경우 L = R/942입니다.또한 인덕터에 전류를 차단하면 인덕터의 자속이 기하급수적으로 붕괴됩니다. 전류가 떨어지면 매우 높은 고조파로 구성된 전압 스파이크가 발생하여 전원 공급 장치 또는 회로의 다른 구성 요소가 손상될 수 있습니다.이 현상을 플라이백 전압이라고 합니다.

직렬 초크의 복잡한 임피던스는 실질적으로 부하 임피던스의 일부이기 때문에 경부하 회로가 리플을 증가시킵니다(캐패시터 입력 필터와는 정반대).따라서 초크 입력 필터는 거의 항상 LC 필터 섹션의 일부이며, 그 리플 감소는 부하 전류에 의존하지 않습니다.파급 요인은 다음과 같습니다.

{\displaystyle\mathrm {vfac}}}{V_{\mathrm {DC}}}}=cdot {{frac {1}{4\Omega ^{2}CL}}\약 0.471gfrac {X_{\mathrm {C}}}{C}}}}}{V_{\cdlac}}

어디에

$\displaystyle \opega = 2\pi f}$

고전압/저전류회로에서는 저항이 LC필터부(RC필터부 작성)의 직렬초크를 대체할 수 있다.이는 DC 출력과 리플을 감소시키는 효과가 있습니다.파급 요인은

\gamma ={\frac {V_{\mathrm {rms} }}{V_{\mathrm {DC} }}}={\frac {\left(1+{\frac {R}{R_{\mathrm {L} }}}\right)}{3{\sqrt {2}}\omega CR}}={\frac {1}{3{\sqrt {2}}\omega CR}}\approx 0.471{\frac {X_{\mathrm {C} }}{R}}

rm {C}

}} {

R}

> > R인

\gamma ={\frac {V_{\mathrm {rms} }}{V_{\mathrm {DC} }}}={\frac {\left(1+{\frac {R}{R_{\mathrm {L} }}}\right)}{3{\sqrt {2}}\omega CR}}={\frac {1}{3{\sqrt {2}}\omega CR}}\approx 0.471{\frac {X_{\mathrm {C} }}{R}}

_L 경우 RC 필터 섹션은 실질적으로 부하에 의존하지 않습니다.

어디에

$\displaystyle \opega = 2\pi f}$
$(\displaystyle$ R $)$ 은 $R$ 필터 저항의 저항입니다.

마찬가지로 부하에 대한 LC 필터 섹션의 독립성 때문에 리저버 캐패시터도 일반적으로 저역 통과 ^[6]δ 필터가 됩니다.δ 필터는 캐패시터 또는 초크 입력 필터에 비해 리플 팩터가 훨씬 낮아집니다.그 후 LC 또는 RC 필터 섹션이 추가되어 부하가 견딜 수 있는 수준까지 리플을 더욱 줄일 수 있습니다.그러나 경제적 이유로 현대 디자인에서는 초크 사용이 권장되지 않는다.

전압 조절

좋은 리플 제거가 필요한 보다 일반적인 해결책은 리저버 캐패시터를 사용하여 리플을 관리할 수 있는 것으로 줄인 다음 전류를 전압 조절기 회로를 통과하는 것입니다.레귤레이터 회로는 안정적인 출력 전압을 제공할 뿐만 아니라 리플 파형의 최소 레벨이 조절되는 ^[7]전압 아래로 내려가지 않는 한 거의 모든 리플을 우연히 필터링합니다.스위치 모드 전원 장치에는 일반적으로 회로의 일부로 전압 조절기가 포함되어 있습니다.

전압 조절은 필터링과는 다른 원리에 기초합니다. 즉, 다이오드 또는 다이오드의 피크 역전압에 의존하여 최대 출력 전압을 설정할 수 있습니다.또한 트랜지스터와 같은 하나 이상의 전압 증폭 장치를 사용하여 처짐 중에 전압을 높일 수도 있습니다.이들 디바이스의 비선형 특성 때문에 레귤레이터의 출력에는 리플이 없습니다.단순 전압 조절기는 전압을 강하하는 직렬 저항기에 이어 PIV(Peak Inverse Voltage)가 최대 출력 전압을 설정하는 션트 제너 다이오드를 사용하여 만들 수 있습니다. 전압이 상승하면 다이오드가 전류를 차단하여 조절을 유지합니다.

파급 효과

리플은 다양한 이유로 많은 전자 애플리케이션에서 바람직하지 않습니다.

리플은 직류를 필요로 하는 회로에서는 이용할 수 없는 낭비된 전력을 나타냅니다.
리플은 콘덴서의 ESR과 같은 기생 소자를 통과하는 전류로 인해 DC 회로 컴포넌트에 발열을 일으킵니다.
전원장치에서 리플전압은 컴포넌트의 피크전압을 높여야 합니다.리플전류는 컴포넌트의 기생소자를 낮추고 분산용량을 높여야 합니다(컴포넌트는 더 크고 품질은 더 높아야 합니다).
용량성 입력 회로에 리플 전류를 공급하는 변압기는 부하(와트) 정격을 초과하는 VA 정격을 가져야 합니다.
리플 주파수와 그 고조파는 오디오 대역 내에 있으므로 라디오 수신기, 녹음 재생 장치 및 전문 스튜디오 장비와 같은 장비에서 들을 수 있습니다.
리플 주파수는 텔레비전 비디오 대역폭 내에 있습니다.아날로그 TV 수신기는 파문이 너무 ^[8]많으면 물결 모양의 선이 움직이는 패턴을 보입니다.
리플이 있으면 전자 테스트 및 측정 기기의 분해능이 저하될 수 있습니다.오실로스코프에서는 화면에 보이는 패턴으로 나타납니다.
디지털 회로 내에서는 논리 회로가 잘못된 출력을 제공하고 데이터가 손상되는 공급 레일 노이즈의 모든 형태와 마찬가지로 임계값을 줄입니다.

리플 전류

리플 전류는 고진폭 협대역폭 펄스로 특징지어지는 AC 전원에서 도출되는 주기적인 비 사인파 파형입니다.펄스는 수반되는 사인파 전압 파형의 피크 또는 근접 피크 진폭과 일치합니다.

리플 전류는 콘덴서의 ESR, 변압기 및 인덕터의 DCR, 저장 배터리의 내부 저항과 같은 회로의 기생 저항 부분의 소산을 증가시킵니다.산란은 전류 제곱 저항(IR)에² 비례합니다.리플 전류의 RMS 값은 로드 전류의 RMS의 몇 배일 수 있습니다.

주파수 영역 리플

5차 프로토타입 체비셰프 필터의 리플

주파수 도메인의 컨텍스트에서의 리플은 필터 또는 기타 2포트 네트워크의 주파수에 따른 삽입 손실의 주기적인 변동을 의미합니다.모든 필터가 리플을 나타내는 것은 아닙니다.Butterworth 필터와 같이 주파수에 따라 삽입 손실이 단조롭게 증가하는 필터도 있습니다.리플을 나타내는 필터의 일반적인 클래스는 체비셰프 필터, 역체비셰프 필터 및 타원 ^[9]필터입니다.일반적으로 예제 그림에서 볼 수 있듯이 리플은 선형 주기적이지 않습니다.리플을 나타내는 네트워크의 다른 예로는 체비셰프 다항식을 사용하여 설계된 임피던스 매칭 네트워크가 있습니다.이러한 네트워크의 리플은, 통상의 필터와 달리, 패스 밴드 전체를 ^[10]개입시켜 최적인 전송을 하도록 설계되어 있는 경우, 최소 손실시 0 dB에 도달하는 일은 없습니다.

리플의 양은 필터 설계의 다른 파라미터와 교환할 수 있습니다.예를 들어 필터의 순서를 늘리지 않고 리플을 늘리는 대신 패스밴드에서 스톱밴드로의 롤오프 속도를 높일 수 있다(즉, 성분 수는 그대로 유지된다).한편, 같은 롤오프 ^[10]레이트를 유지하면서 필터의 차수를 높임으로써 리플을 저감할 수 있다.

「」를 참조해 주세요.

정류기, 리플의 주요 소스인 비선형 장치
출력에 큰 리플 성분이 포함된 직류 발전 장치인 Dynamo
주파수 영역 리플의 자연 응답 시간 영역 아날로그인 링잉(신호)

메모들

^ 전원 공급기의 출력 요구사항은 일반적으로 최소 DC 전압, 출력 전압 범위 또는 전압 조절 비율, 리플 계수를 지정합니다.또한 필터는 부하 임피던스, 소스 전압 및 전압 조절, 역률(변압기의 경우), 라인 전압 변동 및 소스 노이즈 또는 고조파 왜곡의 필요한 필터링도 고려해야 합니다.

레퍼런스

^ 라이더, 페이지 107~115
^ "Capacitor Input Filter : Part3". www.yourelectrichome.com. Retrieved 2018-09-25.
^ 밀먼-할키아스, 페이지 112~114
^ 라이더, 페이지 113
^ 라이더, 페이지 115~117
^ 라이더 페이지 117~123
^ 라이더 pp 353–355
^ 와튼, W & Howorth, D, 텔레비전 수신 원리, p70, Pitman Publishing, 1971
^ 마태이 외, 페이지 85-95
^ ^a ^b 마태이 외, 페이지 120–135

Ryder, JD, Electronic Fundamentals & Applications, Pitman Publishing, 1970.
Millman-Hallkias, 통합 일렉트로닉스, McGrow-Hill Kogakusha, 1972.
Matthaei, Young, Jones, 마이크로파 필터, 임피던스 매칭 네트워크 및 커플링 구조 McGraw-Hill 1964.

[1] 전원 공급기의 출력 요구사항은 일반적으로 최소 DC 전압, 출력 전압 범위 또는 전압 조절 비율, 리플 계수를 지정합니다.또한 필터는 부하 임피던스, 소스 전압 및 전압 조절, 역률(변압기의 경우), 라인 전압 변동 및 소스 노이즈 또는 고조파 왜곡의 필요한 필터링도 고려해야 합니다.

[2] 라이더, 페이지 107~115

[3] "Capacitor Input Filter : Part3". www.yourelectrichome.com. Retrieved 2018-09-25.

[4] 밀먼-할키아스, 페이지 112~114

[5] 라이더, 페이지 113

[6] 라이더, 페이지 115~117

[7] 라이더 페이지 117~123

[8] 라이더 pp 353–355

[9] 와튼, W & Howorth, D, 텔레비전 수신 원리, p70, Pitman Publishing, 1971

[10] 마태이 외, 페이지 85-95

[Matt120-11] 마태이 외, 페이지 120–135

[nb 1]

[1]

[2]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

Search

리플(전기)

네임스페이스

더

목차

전압 리플

필터링

전원 장치 필터링