Классификация сглаживающих фильтров
Все схемы сглаживающих фильтров можно разделить на группы:
I группа – фильтры состоящие из одного элемента: индуктивные, емкостные.
II группа – Г-образные фильтры, состоящие из двух элементов.
Г-образный реостатно-емкостный фильтр целесообразно применять при малых выпрямленных токах (менее 15…20 мА) и небольших значениях коэффициента сглаживания. Такой фильтр является достаточно дешевым, имеет малые размеры и вес. Его недостатком является малый КПД из-за большого падения выпрямленного напряжения на сопротивлении фильтра.
Г-образный индуктивно-емкостный (LC) фильтр применяется в источниках средней и большой мощности вследствие того, что падение напряжения на фильтре можно сделать сравнительно малым и тем самым обеспечить более высокий КПД.
Недостатки LC – фильтров:
1) сравнительно большие размеры и вес (при низкой частоте первичного источника);
2) дроссель фильтра является источником помех, создаваемых магнитным полем рассеяния;
3) дроссель фильтра иногда является причиной сложных переходных процессов, приводящих к искажениям в работе устройств (усилителя, передатчика и т.п.);
4) фильтр не устраняет медленных изменений питающих напряжений.
III группа – сложные фильтры состоящие из различных комбинаций первой и второй групп – П-образные и многозвенные;
IV группа – фильтры с параллельными и последовательными резонансными контурами;
|
|
|
V группа – фильтры с компенсацией переменной составляющей на выходе фильтра;
VI группа – активные фильтры.
Качество сглаживания характеризуется величиной максимально допустимой амплитуды переменной составляющей.
Таким образом, основным требованием к фильтру является заданная величина коэффициента его фильтрации, либо для гармоники наиболее нужной частоты, либо для отдельных гармоник, либо для всего комплекса гармоник, содержащихся в выпрямленном напряжении.
Дополнительными требованиями к фильтрам являются:
1. Минимально возможное падение постоянной составляющей напряжения на элементах фильтра.
2. Отсутствие заметных искажений, вносимых в работу нагрузки.
3. Отсутствие недопустимых перенапряжений и сверхтоков при переходных процессах.
4. Высокие массогабаритные показатели.
Коэффициент пульсаций
Выпрямленное напряжение (ЭДС) - 
, 
(напряжение до ФУ) как любую периодическую несинусоидальную функцию можно разложить в ряд Фурье, т.е. представить в виде суммы постоянной составляющей и суммы переменных гармонических составляющих. Первый член разложения в ряд Фурье – постоянная составляющая 
( 
) – среднее значение выпрямленного напряжения (ЭДС). Сумма переменных гармонических составляющих называется напряжением пульсаций 
( 
). Также можно представить в виде суммы постоянной 
и пульсирующей 
составляющих напряжение в нагрузке 
(напряжение после ФУ). Значение пульсации задается коэффициентом пульсаций, равным отношению максимального значения пульсации к постоянной составляющей напряжения:
|
|
|
, (1.6)
где 
- полуразность между наибольшим и наименьшим мгновенными значениями напряжения в нагрузке (рис. 1.12). Аналогично можно записать выражения для коэффициента пульсаций 
выпрямленного напряжения .
Рис. 1.12. График напряжения с постоянной составляющей 
и пульсирующей 
.
Также пользуются коэффициентом пульсаций k-й гармоники, который равен отношению амплитуды k-й гармонической напряжения пульсаций к среднему значению напряжения
(до ФУ) и 
(после ФУ) (1.7)
Следует отметить, что во многих литературных источниках по электронике под коэффициентом пульсаций называют коэффициент пульсаций 1-й гармоники, равный отношению амплитуды первой (основной) гармоники напряжения пульсаций к среднему значению напряжения. Это верно, если суммой высших гармонических напряжения пульсаций относительно первой (основной) можно пренебречь.
|
|
|
Известно, что для выпрямителя без ФУ коэффициент пульсаций по k-й гармонике выпрямленной ЭДС:
,
где p – число пульсаций в кривой выпрямленного напряжения (пульсность схемы выпрямления). При p = 2 получим 
, 
и амплитуда 2-й гармонической составляет 20% от первой (основной) гармоники. При p = 6 получим 
, 
и амплитуда 2-й гармонической составляет 24,5% от первой (основной) гармоники.
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 211; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!