Индуктивный сглаживающий фильтр
Применяется в маломощных выпрямителях, но может входить в состав сложных многозвенных фильтров. Параметры дросселя следует выбирать так, чтобы активное сопротивление обмотки rдр было много меньше сопротивления нагрузки (rдр << Rн), а индуктивное сопротивление Xдр = 2πfпLф на частоте пульсаций fп – много больше, чем Rн(Xдр >> Rн). В этом случае почти вся постоянная составляющая напряжения будет приложена к нагрузке, а переменная составляющая – к дросселю.
По заданному коэффициенту сглаживания q можно рассчитать необходимую индуктивность сглаживающего фильтра
Индуктивный фильтр прост, дешев, имеет малые потери мощности; коэффициент сглаживания фильтра растёт с увеличением индуктивности дросселя, числа фаз питающего напряжения и с уменьшением сопротивления нагрузки. Поэтому индуктивные фильтры обычно применяются совместно с многофазными мощными выпрямителями. При отключении нагрузки или скачкообразном изменении ее сопротивления возможно возникновение перенапряжений; в этом случае параллельно обмотке дросселя необходимо включать защитные устройства, например разрядники. В маломощных однофазных выпрямителях индуктивный фильтр может являться звеном более сложного фильтра.
16. С- фильтр. Схема включения. Расчет. Работа.
Кроме основного требования — сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения — к фильтру предъявляются следующие требования:
|
|
|
1. Потери мощности и падение постоянной составляющей напряжения в фильтре должны быть минимальными; т. е. он должен обладать наибольшим КПД при минимальных габаритных размерах, массе и стоимости.
2. Фильтр не должен влиять на работу потребителя.
3. Внешние электромагнитные поля, создаваемые фильтром, не должны нарушать функционирование радиоустройства.
4. Во время переходных процессов, сопровождающих включение выпрямителя, фильтр не должен создавать перенапряжений и сверхтоков, значения которых превышают пределы, допустимые для элементов электропитания и потребителя.
5. Собственная частота фильтра должна быть существенно меньше основной частоты пульсаций во избежании появления резонансных явлений в отдельных звеньях фильтра, поскольку они приводят к резкому возрастанию пульсаций выпрямленного напряжения.
6. Фильтр должен обладать высокой надежностью в пределах заданного диапазона температур.
Сглаживающие фильтры различают по элементам, из которых они состоят, схеме соединения и по количеству этих элементов, которые обычно называются звеньями.
Простые однозвенные фильтры состоят из конденсатора или катушки индуктивности, сложные фильтры представляют собой сочетание индуктивностей, конденсаторов, резисторов. Сложный многозвенный фильтр состоит из нескольких простых фильтров.
|
|
|
Емкостный фильтр
Конденсатор С, включенный параллельно нагрузке (рис.1,а), представляет собой простейший емкостный фильтр для уменьшения величины пульсаций выпрямленного напряжения. Во время пиковых значений выпрямленного напряжения конденсатор заряжается и разряжается на нагрузку, когда напряжение на входе фильтра уменьшается и становится меньше напряжения на конденсаторе. В процессе заряда конденсатор большая часть тока протекает через конденсатор, заряжая его и ограничивая максимальное напряжение пульсаций выпрямителя. Во время разряда конденсатор отдает нагрузке ранее запасенную энергию, поддерживая напряжение на нагрузке. В результате оно изменяется в относительно меньших пределах, чем при отсутствии конденсатора. Таким образом, сглаживающее действие емкостного фильтра позволяет уменьшить коэффициент пульсаций на выходе источника питания.
Рис 1. Схема емкостного фильтра (а)
играфик изменения напряжения на конденсаторе (б)
Конденсатор представляет собой емкостное сопротивление для переменного тока, а в нашем случае — для переменной составляющей выпрямленного тока, т.е.
|
|
|
где т — коэффициент, зависящий от схемы выпрямления.
Шунтирующее действие конденсатора, включенного параллельно нагрузке, обеспечивает сглаживание пульсаций при выполнении условия
.
При соблюдении этого условия большая часть переменной составляющей выпрямленного тока, минуя нагрузку, как бы замкнется через конденсатор.
Рассчитать пульсации на выходе емкостного фильтра можно с помощью приближенной формулы
Умножая это выражение на 106 и выразив Кпв процентах, получим выражение емкости конденсатора С, мкФ:
Как видно из выражения для Кп, получить небольшое значение коэффициента пульсации на нагрузке при ограниченной емкости конденсатора С можно лишь при большом сопротивлении нагрузки, т.е. при небольших выпрямленных токах, вследствие чего емкостный фильтр применяют преимущественно в маломощных выпрямителях.
К достоинствам, емкостного фильтра можно отнести простоту его выполнения.
Основной недостаток емкостного фильтра — необходимость применения диодов, рассчитанных на большую амплитуду прямого тока Iпр.и.п.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 584; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!