Сглаживающие фильтры

Для питания электронной аппаратуры допускается пульсация напряжения, не превышающая долей процента, однако на выходе выпрямителей пульсации значительно больше. Для их уменьшения применяют сглаживающие фильтры, которые должны максимально уменьшить (подавить) переменные составляющие и с возможно меньшими потерями пропустить постоянную составляющую выпрямленного напряжения.

Простейшим фильтром служит конденсатор С₀, включённый на выходе выпрямителя параллельно нагрузке R_Н, как показано на рисунке 6А, который запасает энергию, заряжаясь во время возрастания напряжения выпрямителя, и отдаёт её, разряжаясь на сопротивление нагрузки, когда оно снижается. На рисунке 6Б показана форма напряжения U_C на конденсаторе C₀ (а значит, и на параллельно включённой нагрузке R_Н) при двухполупериодном выпрямителе.

Рисунок 6

Для более эффективного снижения пульсаций применяют П-образный LC-фильтр, показанный на рисунке 7. П-образный фильтр состоит из двух конденсаторов С₀, С_ф и катушки индуктивности L_ф, называемой дросселем.

Рисунок 7.

Индуктивное сопротивление дросселя L_ф:

,

где ω – круговая частота переменной составляющей выпрямленного напряжения.

Индуктивное сопротивление дросселя L_ф должно быть значительно больше R_H для того, чтобы переменные составляющие выпрямленного напряжения с частотами пульсаций от основной ω и выше, «задерживались» фильтром в виде падения напряжения на X_L , не достигая нагрузки.

Емкостное сопротивление конденсаторов X_C = 1/ (ω С_Ф) должно быть значительно меньше, чем R_H, для того, чтобы переменные составляющие выпрямленного тока замыкались через Х_С , минуя R_H. При этом постоянная составляющая тока, для которой X_L = 0, Х_С = ∞, не создает падения напряжения на L_ф и не замыкается через С_Ф, целиком поступая в нагрузку.

Недостатком LC-фильтра является громоздкость и трудность изготовления индуктивности в микроэлектронном исполнении.

Основным параметром любого сглаживающего фильтра является коэффициент пульсаций, который показывает во сколько раз пульсации до фильтра больше чем после фильтра.

Дата добавления: 2015-07-08