Сглаживающие фильтры:

План Лекции:

1.Определение и назначение.

2.Принцип действия и основные параметры.

3.Классификация.

4.Простые индуктивные фильтры.

5.Простые ёмкостные фильтры.

6.Многозвенные фильтры.

1.Определение и назначение:

Uн

Uср

Показывает, что при колебании участка источника питания – колеблется Uср, и после выпрямителя остаются пульсации выпрямленного напряжения, которое надо сгладить ,т.к.для устройства U пит = Uном , р= 10^-4 – 10^-7

Для стабилизации Uс предназначены стабилизаторы напряжения, а для сглаживания пульсации (т.е. для стабилизации мгновенных значений Uвыпр) применяются –сглаживающие фильтры.

Сглаживающий фильтр- это электронное устройство, предназначенное для стабилизации мгновенных значений выпрямленного U.

2.Принцип действия и основные параметры:

Основными элементами фильтров являются реактивные элементы, а именно:

1.Катушки индуктивности с сердечниками –дроссели.

2.Электролитические конденсаторы.

Эти элементы при работе цепи способны запасать электрическую энергию в виде электромагнитной или электромагнитного поля, и возвращать её в цепь , в момент паузы, т.е. в момент промежутка между импульсами.

Фильтр конструирован таким образом, чтобы коэффициент передачи постоянной составляющей имел высокое значение, а для переменной низкое , поэтому переменная составляющая гасится на больших сопротивлениях , в фильтре.

Основные параметры:

Коэффициент сглаживания пульсации

q= ≈u/=U q= ≈i/=I

Uвх

Im

Uср

3.Классификация:

1. По составу реактивных элементов:

-Простые – индуктивные;

-Простые – ёмкостные;

-Комбинированные.

2.По схемному решению:

-Г-образные;

-П- образные;

-Т-образные;

-Многозвенные.

4.Простой индуктивный фильтр:

Lф

В

Uвх I Rн

Uвх= Ulф + Uн

Требование к фильтру: Zф = Rф + jωп* Lф

Rф → 0

Lф → ∞ q= ≈u/=U=(ωп* Lф*I)/(Rн*I)=(ωп* Lф)/ Rн (А)

Тогда для постоянной составляющей Uср фильтр не представляет собой препятствие, и эта составляющая проходит на нагрузку.

Для переменной составляющей :R велико, гасится на фильтре, падение U.

С ростом q лучше работает фильтр.

В соответствии с выражением(А), для получения большого q, Rн-должно быть маленьким.

Вывод: простой индуктивный фильтр рекомендуется применять для высокотоковых выпрямителей или послевысокотоковых выпрямителей.

4.Простой ёмкостный фильтр:

iвх

В

Uвх Сф Iк Rн Uф

iф

Основные требования к фильтру:

Сф →∞

Хсф ↓ = 1/ ωп* Сф↑

Для постоянной составляющей тока конденсатора есть разрыв цепи, поэтому постоянная составляющая вся пойдёт на составляющую нагрузки.

А для переменной составляющей представляет собой минимальное сопротивление , поэтому переменная составляющая тока фильтруется по фильтру и не проходит в нагрузку.

q= ≈iвх/=Iн = (≈u *Rн)/ (1/ (ωп* Сф)*U) = ωп* Сф* Rн ↑ (Б).

Чтобы q был большой, нужно увеличить Rн, следовательно, фильтр рекомендуется применять для выпрямителей, выдающие малые токи на нагрузку.