Сглаживающие фильтры

При работе схем выпрямителей выпрямленное напряжение всегда является пульсирующим и содержит кроме постоянной переменные составляющие. Поскольку в любой схеме выпрямителя коэффициент пульсаций выходного напряжения во много раз превышает пределы допустимых значений, на выходе выпрямителей включают сглаживающие фильтры. Основными требованиями, предъявляемыми к сглаживающему фильтру, являются уменьшение переменной составляющей и минимальное уменьшение постоянной составляющей выпрямленного напряжения. Последнее связано с тем, что фильтр включают между выпрямителем и нагрузкой и через него проходит весь ток нагрузки. При этом одновременно с уменьшением переменной составляющей за счет потерь в фильтре уменьшается и постоянная составляющая выпрямленного напряжения.

Одним из основных параметров фильтра является коэффициент сглаживания. Коэффициентом сглаживания g называют отношение коэффициента пульсаций на входе фильтра к коэффициенту пульсаций на выходе фильтра: g= Кп вх/Кп вых. Роль простейших сглаживающих фильтров могут играть индуктивны катушки (дроссели), включенные последовательно с нагрузкой, и конденсаторы, включенные параллельно нагрузке.

Выпрямительные устройства с простым емкостным фильтром на выходе

Назначение конденсатора на выходе выпрямителя - сглаживать пульсацию в выпрямленном напряжении. При подключении конденсатора фильтра характер нагрузки становится емкостным.

Наличие конденсатора в схеме выпрямителя существенно меняет режим работы полупроводниковых диодов: напряжение на конденсаторе в определенный момент времени делает потенциал катода диода больше потенциала анода и диоды запираются (моменты времени t2 и t4). С момента времени с t2 по t3 диоды заперты и находятся под обратным напряжением, а с t1 по t2 и с t3 по t4 диоды открыты. При наличии С-фильтра диод переходит в режим прерывистого тока, следовательно, режим диода в прямом направлении становится более напряженным, особенно в момент включения, когда конденсатор еще не заряжен: за короткий промежуток времени (с t3 по t4) ток через диод должен успеть достичь максимального значения и уменьшиться до нуля. Емкость конденсатора фильтра выбирается из условия, чтобы ее сопротивление по переменной составляющей тока было значительно меньше сопротивления нагрузки (хотя бы в 5-10 раз).

Заряд, который получает конденсатор за время t1 - t2, t3 - t4,

На рисунке ДВП с простым С-фильторм:

а - схема ДПВ,

б - временная диаграмма напряжения на нагрузке Uн = f(t).

Заряд, который получает конденсатор за время t1 - t2, t3 - t4,

Заряд, который конденсатор теряет за время t2 - t3, t4 .,.

Отрезок времени, на котором происходит разряд конденсатора, оказывается близким к половине периода входного напряжения выпрямителя.

По условию стационарности процесса заряда и разряда (= ):

=

Откуда

где tр = RнС - постоянная времени разряда конденсатора фильтра.

Постоянная составляющая выходного напряжения легко может быть определена из временной диаграммы выходного напряжения (рисунке -б):

Окончательно среднее значение выпрямленного напряжения

В рассматриваемой схеме действующее значение выходного напряжения

Определяется действующее значение напряжения пульсаций на выходе простого емкостного фильтра:

Коэффициента пульсаций на выходе фильтра:

Выпрямительные устройства, работающие на фильтры, содержащие индуктивность

a)Простой сглаживающий L-фильтр:

Сглаживающий фильтр с индуктивностью может быть простым, то есть состоящим только из индуктивности. Его фильтрующие свойства основываются на способности индуктивности препятствовать любому изменению тока, проходящего через нее. При возрастании тока в индуктивности происходит накопление магнитной энергии, а когда ток уменьшается, энергия, накопленная в индуктивности, поддерживает этот ток, так как ЭДС на дросселе меняет свой знак. Простые индуктивные фильтры рекомендуется использовать только в двухполупериодных и многофазных схемах выпрямителей, так как в них, в отличие от однополупериодных выпрямителей, не возникает таких резких изменений токов, а следовательно, не образуется таких больших ЭДС самоиндукции.

Перейти на страницу: 1 2 3

Прочтите также:

Цифровые интегральные микросхемы
Цифровые интегральные микросхемы ЦИМС предназначены для преобразования и обработки дискретных сигналов. Основой для их построения являются электронные ключи, обладающие тем свойством, ч ...

Разработка электрической структурной, функциональной, принципиальной схем учебного комплекса по интерфейсам ввода-вывода
микросхема учебный комплекс интерфейс Интенсивное развитие микропроцессорной техники обуславливает расширение области применения средств автоматизации управления. В настоящее время микро ...

Проект внутризоновой ВОЛП на участке Хабаровск – Амурск
Современные оптические кабели связи (ОК) практически вытесняют традиционные медно-жильные кабели связи на всех участках Взаимоувязанной сети связи России. Так, строительство новых л ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2020 www.techmatch.ru