![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Тема 1. Випрямлячі напруги змінного струму.
- •1.1. Схеми випрямлення.
- •Тема 2. Згладжувальні фільтри.
- •2.1. Принципи роботи згладжувальних c і l фільтрів
- •Тема 3. Стабілізатори напруги і струму.
- •3.1. Параметричні стабілізатори напруги (псн)
- •3.2. Компенсаційні стабілізатори напруги
- •3.3. Ксн з широтно-імпульсною модуляцією.
- •3.3.1. Імпульсні стабілізатори понижувального типу.
- •3.3.2. Імпульсні стабілізатора підвищувального типу.
- •3.3.3. Імпульсні стабілізатори інвертуючого типу.
- •Тема 4. Помножувачі випрямленої напруги
- •Тема 5. Керовані випрямлячі
- •Тема 6. Інвертори.
- •6.1. Інвертори ведені мережею.
- •6.2. Автономні інвертори.
- •6.2.1. Інвертори струму
- •6.2.2. Інвертори напруги
- •6.2.3. Резонансні інвертори.
- •Тема 7. Перетворювачі частоти
- •7.1. Перетворювачі частоти з безпосереднім зв’язком.
- •7.2. Перетворювачі частоти з проміжною ланкою постійного струму
- •7.3. Перетворювачі частоти з проміжною ланкою змінного струму (циклоінвертори)
- •Тема 8. Тиристорне регулювання напруги змінного струму
2.1. Принципи роботи згладжувальних c і l фільтрів
П
б
а
Рис.6.
Схема випрямляння з активно-ємнісним
навантаженням (а) і хвильові діагра-ми
заряду і розряду конденсатора
(б).
Приєднання
конденсатора фільтра
зменшує амплітуду пуль-сації, отже
зменшує
,
тим більше, що одночасно збіль-шується
середнє значення випрямленої напруги
за рахунок енергії розряду конденсатора
(площа
),
тому
,
де
і
– середні значення випрямленої напруги
з
і без.
На
проміжку часу
конденсатор
заряджається струмом
до напруги
і накопичує енергію, на проміжку
він розряджається на опір навантаження
(струм
).
Оскільки кіль-кість накопиченої енергії
конденсатором при заряджанні рівна
вит-раченій енергії при розряджанні,
то подвійна амплітуда першої гар-моніки
,
звідки
,
/2.3/
де
– кількість фаз випрямляння;
– частота струму мережі живлення;
– ємність конденсатора фільтра;
– опір наванта-ження;
– амплітуди коливання напруги на
;
– середнє значення напруги при наявності
конденсатора.
З
(2,3) виходить, що доцільність ємнісного
фільтра має місце при малих струмах
навантаження
або при великих ємностях
.
Ось чому в якості
використовують електролітичні
конденсатори.
Перевагою
ємнісних
фільтрів
є
їх простота.
До
недоліків слід від-нести імпульсне
перевантаження випрямних діодів струмом
заряд-жання і збільшення зворотної
напруги до амплітудного значення
.
Принципи
дії індуктивного згладжувального
фільтра, рис. 7, ґру-нтується на здатності
індуктивності при протіканні через неї
струму накопичувати електромагнітну
енергію
а) б)
Рис.7. Схема вмикання (а) і хвильові діаграми (б) індуктивного згладжувального фільтра.
За
I законом комутації струм через
індуктивність відстає від при-кладної
напруги на якийсь кут φ (для реальної
індуктивності), отже індуктивна складова
струму розряду
буде затримувати зменше-ння струму
через
навантаження,
тобто
зменшувати пульсацію вихід-ної напруги,
оскільки
.
Коефіцієнт пульсації після
буде
.
Знехтувавши
отримаємо
,
/2.4/
де
– коефіцієнт пульсації схеми випрямляння.
З виразу (2.4) видно, що для зменшення коефіцієнта пульсації при використанні індуктивного фільтра бажано його використову-вати для багатофазних схем випрямляння (m), при малих опорах навантаження ( ) і великих значеннях індуктивності фільтра ( ).
Основним недоліком індуктивних фільтрів є виникнення великої Е.Р.С. самоіндукції при вимиканні навантаження, що вимагає додат-кових заходів для захисту від перенапруг.
Кращі згладжувальні властивості мають складні Г–подібні LC і П–подібні CLC–фільтри, рис.8.
а) б)
Рис.8. Схеми вмикання складних LC–фільтрів: а – Г-подібний; б – П–подібний.
Для
Г–подібного LC-фільтра
коефіцієнт згладжування
,
для П–подібних LC–фільтрів
.
Основними вимогами при виборі LC- і CLC–фільтри є відсут-ність резонансних явищ і впливу перехідних процесів на роботу ви-прямляча.
Основними недоліками наявних згладжувальних фільтрів є знач-ні габарити, залежність коефіцієнта згладжування від струму наван-таження, виникнення перехідних процесів і ін.
Вказані недоліки майже відсутні в активних згладжувальних фі-льтрах, до яких відносяться транзисторні згладжувальні фільтри. Принцип роботи транзисторного фільтра, рис.9, наступний.
Струм
колектора (точка А на рис.9, б) майже не
залежить від на-пруги на колекторі і
при зміні напруги колектора
точка А теж буде переміщуватись, але по
ледь похилій лінії, тобто зміна напруги
не викликає суттєвої зміни струму, ось
чому напруга на на-вантаженні
майже не буде змінюватись.
а
б
Рис.9. Схема транзисторного згладжувального фільтра (а) і вихідні характеристики (б).
Оскільки
характеристика не
зовсім
паралельна осі
,
то знач-но зменшені пульсації додатково
будуть згладжені конденсатором
.
Для підтримання сталим струму емітера
використовується ланка
з великою сталою часу в зв’язку з чим
напруга на кон-денсаторі
за період пульсації не встигає суттєво
змінитися і від-повідно змінитися струму
емітера і, як наслідок, струму колектора.
Транзисторні
згладжувальні
фільтри
ефективні
при
значних
стру-мах
навантаження
і малих напругах живлення. Основним
недоліком таких фільтрів є їх залежність
режиму роботи від температури і
необхідність захисту від перевантажень
(резистор
).