1.Определение и назначение:
Uср
Показывает, что при колебании участка источника питания – колеблется Uср, и после выпрямителя остаются пульсации выпрямленного напряжения.
U пит = Uном , р= 10-4 – 10-7
Для стабилизации Uф предназначены стабилизаторы напряжения, а для сглаживания пульсации (т.е. для стабилизации мгновенных значений Uвыпр) применяются –сглаживающие фильтры.
Сглаживающий фильтр- эо 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.Спектролетические конденсаторы.
Эти элементы при работе цепи способны запасать электрическую энергию в виде электромагнитной или электростатического поля, и возвращать её в цепь , в момент паузы, т.е. в момент промежутка между импульсами.
Фильтр конструирован таким образом, чтобы к передачи постоянной составляющей имело высокое значение, а для переменного низкое , поэтому переменная составляющая гасится на больших сопротивлениях .
Основные параметры:
Коэффициент сглаживания пульсации
q= ≈u/=U q= ≈i/=I
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:
iф
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 нагрзки.
А для переменной составляющей представляет собой минимальное сопротивление , поэтому переменная составляющая тока фильтруется по фильтру и не проходит в нагрзку.
q= ≈i/=I = ≈u *Rн/ (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.
4.Комбинированный фильтр:
iвх Lф
В
Uвх Ulф Uн Cф iсф Rн
Iн
На 1-ой ступени дроссель гасит переменную составляющую напряжения.
На 2-ой ступени, остаётся переменная составляющая тока и фильтр шунтируется через конденсатор.
q=qc + ql =(ωп* Lф)/Rн * ωп*Cф*Rн= (ωп)^2* Lф*Сф
формула показывает, что фильтр рекомендован для любых сопротивлений нагрузки, для любых токов, по схемному решению, Г-образные.
Для дальнейшего сглаживания пульсаций применяют А,Т и многозвенные фильтры
Т- образный фильтр:
Lф 1 Lф 2
В
+ Rн
q=qr + ql = (ωп)^2* Lф*Сф * (ωп* Lф)/Rн.
В многозвенном фильтре ( q= q1*q2 *…*qn) всех последовательных включений фильтра (каскадно-последовательный), до тех пор, пока не получим заданную степень сглаживания пульсации.
Лекция №7: