22. Полупроводниковый сглаживающий фильтр с параллельным транзистором.
В настоящее время наряду со сглаживающими фильтрами, составленными из катушек индуктивности и конденсаторов, начали широко внедряться сглаживающие фильтры на транзисторах.
Для маломощных электропитающих устройств используют полупроводниковые фильтры, имеющие следующие преимущества перед индуктивно-емкостными:
-меньший вес и габариты;
-отсутствуют магнитные поля рассеивания, увеличивающие помехи радиоприёму;
-медленные изменения и колебания напряжения в сети не передаются на нагрузку.
Всё многообразие схемных решений полупроводниковых сглаживающих фильтров может быть приведено к принципиальным схемам с последовательным или с параллельным (рис.1) регулирующим транзистором.
При параллельном, относительно нагрузки, включении транзистора для уменьшения потерь мощности на нём следует уменьшить среднее значение протекающего через него тока. Однако, это делает необходимым значительное увеличение гасящего сопротивления Rк, включённого последовательно с нагрузкой, что снижает КПД выпрямителя, или увеличения коэффициента сглаживания предварительного фильтра выпрямителя.
Переменная составляющая выпрямленного напряжения падает на коллекторном переходе транзистора, т.к. рабочая точка транзистора выбирается на пологом участке характеристики. Поэтому величина среднего значения коллекторного напряжения должна быть выбрана так, чтобы разность среднего значения коллекторного напряжения и амплитуда пульсации были больше минимально допустимого значения коллекторного напряжения.
Коэффициент сглаживания пульсаций транзисторного фильтра тем больше, чем больше статический коэффициент усиления транзистора и отношение Rб/Xс.
Коэффициент сглаживания также в сильной степени зависит от соотношения входного сопротивления транзистора Rвх и сопротивления конденсатора Xc=1/pC; чем больше соотношение Rвх/Xc, тем лучше коэффициент фильтрации. Однако это входное сопротивление мало, что приводит к необходимости установки конденсаторов большой ёмкости.
В обеих схемах переменная составляющая напряжения ”падает” (полностью или частично) на активном сопротивлении Rэк или Rк.
Поэтому КПД у полупроводниковых фильтров довольно низок. При Rк/Rн или Rэк/Rн порядка единицы, КПД будет порядка 50%%.
Наиболее часто применяют фильтры с параллельно включённым транзистором, обладающие преимуществами:
-при больших токах нагрузки может быть применён относительно маломощный транзистор;
-сохраняется работоспособность питаемого устройства даже при выходе из строя транзистора.
Полупроводниковые фильтры следует использовать лишь при потребителях, некритичных к изменению постоянной составляющей выходного напряжения.
23. Полупроводниковый сглаживающий фильтр с последовательным транзистором.
В настоящее время наряду со сглаживающими фильтрами, составленными из катушек индуктивности и конденсаторов, начали широко внедряться сглаживающие фильтры на транзисторах.
Для маломощных электропитающих устройств используют полупроводниковые фильтры, имеющие следующие преимущества перед индуктивно-емкостными:
-меньший вес и габариты;
-отсутствуют магнитные поля рассеивания, увеличивающие помехи радиоприёму;
-медленные изменения и колебания напряжения в сети не передаются на нагрузку.
Всё многообразие схемных решений полупроводниковых сглаживающих фильтров может быть приведено к принципиальным схемам с последовательным (рис.1) или с параллельным регулирующим транзистором.
В последовательных транзисторных фильтрах переменная составляющая выпрямленного напряжения падает на коллекторном переходе транзистора, т. к. рабочая точка транзистора выбирается на пологом участке характеристики. Поэтому величина среднего значения коллекторного напряжения должна быть выбрана так, чтобы разность среднего значения коллекторного напряжения и амплитуда пульсации были больше минимально допустимого значения коллекторного напряжения.
Последовательные
транзисторные
фильтры применяются
в выпрямителях с выходным напряжением
до 300400В.
Величина коллекторного напряжения
транзистора определяется током базы,
протекающим через сопротивление Rб.
Чем больше ток нагрузки (ток коллектора),
тем больше и ток базы, 
где - коэффициент усилителя транзистора в схеме с общим эмиттером) и тем меньше должно быть сопротивление Rб.
Переменная составляющая выпрямленного напряжения падает на коллекторном переходе транзистора, т.к. рабочая точка транзистора выбирается на пологом участке характеристики. Поэтому величина среднего значения коллекторного напряжения должна быть выбрана так, чтобы разность среднего значения коллекторного напряжения и амплитуда пульсации были больше минимально допустимого значения коллекторного напряжения.
Коэффициент сглаживания пульсаций транзисторного фильтра тем больше, чем больше статический коэффициент усиления транзистора и отношение Rб/Xс.
Коэффициент сглаживания также в сильной степени зависит от соотношения входного сопротивления транзистора Rвх и сопротивления конденсатора Xc=1/pC; чем больше соотношение Rвх/Xc, тем лучше коэффициент фильтрации. Однако это входное сопротивление мало, что приводит к необходимости установки конденсаторов большой ёмкости.
В обеих схемах переменная составляющая напряжения ”падает” (полностью или частично) на активном сопротивлении Rэк или Rк.
Поэтому КПД у полупроводниковых фильтров довольно низок. При Rк/Rн или Rэк/Rн порядка единицы, КПД будет порядка 50%%.
Схемы с последовательным включением транзистора применяют редко, т.к. они обладают рядом недостатков:
-схема работоспособна только в том случае, если транзистор защищён от перегрузки;
-значительный дрейф транзистора во времени и при изменении температуры;
-через транзистор протекает весь ток нагрузки, что увеличивает необходимую мощность транзистора;
Полупроводниковые фильтры следует использовать лишь при потребителях, некритичных к изменению постоянной составляющей выходного напряжения.