|
Читайте также: |
Згладжувальними фільтрами випрямлячів називаються прилади, призначені для зменшення змінної складової випрямленої напруги (пульсації) до значення, при якому забезпечується нормальна робота електронної апаратури, що живиться.
Основним параметром згладжувальних фільтрів є коефіцієнт згладжування, який являє собою відношення коефіцієнта пульсацій на вході фільтра Kп вх до коефіцієнта пульсації на його виході:
. (2.6)
Коефіцієнт пульсацій Kn вих становить 0,001 – 0,002 % для попередніх каскадів електронних підсилювачів низької частоти, задавальних генераторів високої частоти, імпульсних, логічних схем; 0,1 – 0,5 % для однотактного вихідного каскаду підсилювача низької частоти; 0,5 – 2 % для двотактного каскаду підсилювача низької частоти, стабілізаторів напруги, аноди електронно-променевих трубок і т.д.
Найбільш розповсюджені схеми згладжувальних фільтрів розподіляють на три групи: індуктивно-ємнісні (типу LC); резисторно-ємнісні (типу RС) і транзисторні.
Розглянемо методику розрахунку індуктивно-ємнісного фільтра [1, с. 36-39]. Найбільш розповсюджені схеми індуктивно-ємнісних фільтрів наведені на рис. 2.8. Робота конденсатора як елемента фільтра зводиться до того, що, шунтуючи опір навантаження (еквівалентний опір приладу, що живиться), він пропускає через себе найбільшу частину змінної складової випрямленого струму. Тому необхідною умовою, яка забезпечує згладжувальну дію фільтра, є відношення
,
де m – число фаз випрямляча; w =2p f м (f м – частота мережі).
Рис. 2.8. Схеми індуктивно-ємнісних фільтрів:
а – Г-подібного; б – П-подібного; в – багатоланцюгового
Робота дроселя зводиться до того, що на ньому втрачається найбільша частина змінної складової напруги. Тому необхідно, щоб
m w L >> R н.
Якщо значення R н не задано, то його можна розрахувати за законом Ома, знаючи значення U 0 і I 0 на навантаженні (R н= U 0/ I 0).
Розрахунок фільтрів типу LC зводиться до визначення параметрів індуктивних і ємнісних елементів, які забезпечують потрібне значення коефіцієнта згладжування.
Розрахунок проводимо в такій послідовності.
1. За формулою (2.6) знаходимо коефіцієнт згладжування q. При великому значенні коефіцієнта згладжування (q >25) рекомендується використовувати дволанкові або багатоланцюгові фільтри, причому коефіцієнт згладжування кожної ланки q л можна знайти за формулою
.
2.Визначаємо добуток L 1 C 1 для кожної ланки Г-подібного фільтра за формулою
,
де L 1 виражається в генрі (Гн); С 1 – у мікрофарадах (мкФ); f c – у герцах(Гц).
Для найбільш розповсюджених двопівперіодних схем (m =2) при частоті f м = 50 Гц формула для розрахунку має вигляд
L 1 C 1 = 2,5(q л + 1). (2.7)
2. Після визначення з виразу (2.7) добутку L 1 C 1 необхідно знайти значення величин L 1 і C 1 (кожне окремо). Якщо першим елементом фільтра є ємність C (рис. 2.8, б), яка визначається в процесі розрахунку випрямляча за формулою (2.5), то значення ємності конденсатора фільтра С 1 для уніфікації елементів необхідно вибрати з таким самим значенням. Зазвичай як конденсатори фільтрів використовують електролітичні та оксид-напівпровідникові конденсатори. При виборі конденсаторів треба керуватися шкалою номінальних значень ємностей конденсаторів. Номінальні ємності конденсаторів з допустимими відхиленнями ±5 %, ±10 %, ±20 % вибираються з рядів, приведених у табл. 2.5, а параметри електричних конденсаторів – у табл. 2.6.
Таблиця 2.5
Ряди номінальних ємностей конденсаторів і опорів резисторів
| Ін-декс ряда | Номінальне значення (одиниці, десятки, сотні ом, кілоом, мегом, пікофарад, мікрофарад) | Допусти-ме відхилен-ня від но-мінальних значень, % | |||||
| Е6 Е12 Е24 | 1,0 1,0 1,2 1,0 1,1 1,2 1,3 | 1,5 1,5 1,8 1,5 1,6 1,8 2,0 | 2,2 2,2 2,7 2,2 2,4 2,7 3,0 | 3,3 3,3 3,9 3,3 3,6 3,9 4,3 | 4,7 4,7 5,6 4,7 5,1 5,6 6,2 | 6,8 6,8 8,2 6,8 7,5 8,2 9,1 | ±20 ±10 ±5 ±5 ±5 ±5 ±5 |
Таблиця 2.6
Параметри електролітичних конденсаторів
| Номі-нальна | Тип конденсатора та його номінальна ємність, мкФ | ||||||
| напруга | К50-3Б | К50-6 | К50-12 | К50-15 | К50-20 | К50-24 | К50-27 |
| 50, 100, 200, 500, 1000 | 50, 100, 200, 500 | 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000 | 68, 150, 220, 330, 680 | 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000 | 470, 1000, 2200, 4700, 10000 | — |
Продовження табл. 2.6
| Номі-нальна | Тип конденсатора та його номінальна ємність, мкФ | ||||||
| напруга | К50-3Б | К50-6 | К50-12 | К50-15 | К50-20 | К50-24 | К50-27 |
| 20,50, 100, 200, 500, 1000, — 10, 20, 50,100, 200, 500, 10,20, 50,100, 200, | 10, 20, 50, 100, 200,500,1000 1,5, 10, 20, 30, 50, 100, 200, 1,5, 10, 20, 50, 100, 200, 1,2,5, 10, 20, 50, 100, | 5,10,20, 50,100, 200,500, 1000, 2000 — 2,5,10, 20,50, 100,200, 500, 1000, 2000, 1,2,5,10, 20,50, 100,200 | — 47, 100, 220, 470, 33, 47, 100, 220, 10, 22, 47, | — 2,5,10, 20,50, 100, 200, 500, 1000, 2,5,10, 20,50, 100, 200, 500, 1000, 1,2,5, 10,20, 50,100, | 47,100, 470, 1000, 2200, 4700, 22,47, 100, 220, 470, 1000, 2200, — | — — — — |
Продовження табл. 2.6
| Номі-нальна | Тип конденсатора та його номінальна ємність, мкФ | ||||||
| напруга | К50-3Б | К50-6 | К50-12 | К50-15 | К50-20 | К50-24 | К50-27 |
| — 10,20, 50, 100, 2,5,10,20,50, 20,50 5,10, 20,50 | — 1,2, 5, 10, 1,2, 5,10 — — | — 1,2,5, 10,20, 50 5,10, 20,50, 100, 50,100, 150, 200 5,20, 50, 100,10, | — 47,15, 33,47 4,7, 10, 22, 2,2,4,4,10,22 — | — 1,2,5, 10,20, 50, 100, 2,5,10, 20,50, 100, 20,50, 2,5,10, | 10,22, 47, 100, 220, 470, 1000, 4,7,10, 22,47, 100, 2,2,4, 7,10,22,47, 100, — — | — — 470, 10,22, 47,220,470 10,22, 47,100,200, 470 |
Закінчення табл. 2.6
| Номі-нальна | Тип конденсатора та його номінальна ємність, мкФ | ||||||
| напруга | К50-3Б | К50-6 | К50-12 | К50-15 | К50-20 | К50-24 | К50-27 |
| 2,5, 10,20 2,5, 10,20 | — — | 10, 20,50 10, 20, 50 | — — | 2,5,10, 2,5,10,20 | — — | 4,7, 10, 22, 47, 100, 2,2, 4,7, 10, 20, 47, 100, 200 |
Після того, як знайшли значення величини С 1, з виразу (2.7) знайдемо L 1. Після чого за відомими значеннями L 1 і I 0 підберемо стандартний дросель. При виборі стандартного дроселя можна обійтися без складного конструктивного розрахунку його параметрів за табл. 2.7. Загальний вигляд уніфікованого дроселя показано на рис. 2.9.
Основною перевагою фільтра LC є мале падіння постійної складової випрямленої напруги на дроселі. Це дозволяє застосовувати такі фільтри в пристроях з відносно великим струмом навантаження. Суттєвим їхнім недоліком є велика маса дроселя, а також утворення навколо нього магнітних полів, які впливають на роботу різних високочутливих вузлів електронної апаратури.
Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 151 | Нарушение авторских прав