10.10 Сглаживающие фильтры

В выпрямительных устройствах применяются ёмкостные, индуктивные, Г и П –образные фильтры (пассивные) и активные электронные фильтры.

1. Ёмкостной фильтр

Выбирают так, чтобы (15.2).

Используется в маломощных схемах, там, где R_Н достаточно большое, то есть выполняется условие (15.2)

В схеме рис.15.8 переменная составляющая будет уходить из С_ф, а постоянная будет оставаться на R_Н.

Рисунок 10.27

При подключении емкостного фильтра среднее значение выпрямлённого напряжения U₀ увеличивается, так как конденсатор заряжается до амплитудного значения.

Качество фильтра определяется коэффициентом сглаживания.

, К_П – коэффициент пульсации

2. Индуктивный фильтр

Представляет собой дроссель, включённый последовательно с нагрузкой. Причём дроссель обладает - большим реактивным сопротивлением для переменной составляющей выпрямительного тока. Большая часть переменного напряжения падает на L_ф , а меньшее остаётся на R_Н. В результате этого пульсации уменьшаются. Используется в выпрямителях средней и большой мощности.

3. Г- образные фильтры

Рассмотрим Г-образный LC фильтр. Состоит из дросселя и конденсатора.

Применяется в выпрямителях большой мощности. В маломощных выпрямителях используются Г-образные RC фильтры.

4. П-образные фильтры

5. Электронные фильтры

Рассмотрим фильтр, в котором вместо катушки индуктивности включён транзистор, что позволяет избавиться от переходных процессов, снизить габариты, массу, стоимость выпрямителя.

Рисунок 10.28

;

10.11 Внешние (нагрузочные) характеристики выпрямителя

Рисунок 10.29

В идеальном случае, когда падение напряжения в трансформаторе на диодах и фильтре равно 0 внешняя характеристика параллельна оси токов. В реальных случаях, когда трансфотматор, диоды и фильтр обладают сопротивлением, с возрастанием тока нагрузки выходное напряжение нагрузки уменьшается.

а – идеальный случай

б – внешняя характеристика реального выпрямителя без фильтра

в – внешняя характеристика выпрямителя с ёмкостным фильтром. Она идёт выше кривых а и б, так как конденсатор включён параллельно нагрузке. Заряжается до амплитудного значения выпрямленного напряжения.

г – внешняя характеристика выпрямителя с RC фильтром.

Стабилизаторы напряжения

Стабилизатором называется устройство автоматически обеспечивающие поддержание постоянного напряжения на нагрузке с заданной степенью точности.

Они бывают параметрическими и компенсационными по способу стабилизации.

Компенсационный стабилизатор – эти стабилизаторы являются системами автоматического регулирования, в которых благодаря наличию отрицательной обратной связи обеспечиваются постоянное напряжение на нагрузке с высокой степенью точности.