Конденсатор в сочетании с сопротивлением выпрямителя, состоящим из активного сопротивления вторичной обмотки и сопротивления двух открытых диодов, можно рассматривать как фильтр, срезающий все высокие частоты, представленные в выпрямленном, но «переменном» напряжении. Фильтр «отфильтровывает» все пульсации с частотой 100 Гц и выше, из этих соображений и выбирают величину конденсатора. Почему 100 Гц? Исходно на вторичной обмотке трансформатора переменное напряжение 50 Гц. В течение одного полу-периода на ней плюс там, где обмотка помечена точкой. В этом случае ток проходит через диоды D3 и D4 (рисунок моста на рисунке 6.17). В другой полу-период на вторичной обмотке, помеченной точкой, минус, а ток проходит через диоды D5 и D2. Оба полу-периода равнозначны, значит повторение сигнала на выходе выпрямителя происходит в два раза чаще, чем в сети переменного напряжения, то есть, с частотой 100 Гц.
Действие конденсатора на выпрямленное напряжение можно рассмотреть проще. Конденсатор заряжается через активное сопротивление вторичной обмотки и диодов, а разряжается через сопротивление нагрузки. Время заряда (и разряда) зависит от величины сопротивлений и емкости конденсатора. Если емкость конденсатора выбрать достаточно большой, сопротивление нагрузки достаточно большим, а сопротивление обмотки и диодов всегда достаточно маленькое, то конденсатор будет гораздо быстрее заряжаться, чем разряжаться. Сам же заряженный конденсатор вполне можно рассматривать, как источник напряжения. Без конденсатора выпрямленное напряжение будет «пульсирующим», эти-то пульсации и сглаживает конденсатор.
Такое напряжение уже вполне можно называть постоянным. Величину конденсатора выбирают по току потребления, или иначе можно сказать, что емкость конденсатора зависит от сопротивления нагрузки. Рабочее напряжение конденсатора выбирают равным или большим, чем напряжение на выходе выпрямителя «на холостом ходу», то есть, без сопротивления нагрузки, эквивалентного сопротивлению схемы, для которой мы делаем блок питания. Уменьшим сопротивление нагрузки, что эквивалентно увеличению потребляемого тока, и посмотрим на диаграмму.
Рис. 6.19. Влияние нагрузки на форму выпрямленного напряжения
Я уменьшил величину сопротивления нагрузки в предыдущей схеме до 50 Ом и увеличил время наблюдения до 100 мС. Напряжение бывшее раньше постоянным вновь становится переменным (по величине) и существенно. Увеличим емкость конденсатора C1 до 1000 мкФ.