Билет №14. Электрические сглаживающие фильт-ры. Их классификация, основные параметры и характеристики. Достоинства и недостатки различных типов фильтров. Электронные фильтры, их особенности Сглаживающим фильтром называют устройстве, предназначенное для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Основными элементами сглаживающих фильтров являются конденсаторы, индуктивные катушки и транзисторы, сопротивления которых различны для постоянного и переменного токов. Для постоянного тока сопротивление конденсатора равно бесконечности, а со противление индуктивной катушки очень мало. Сопротивление транзистора постоянному току (статическое сопротивление) на два-три порядка меньше сопротивления переменному току (динамическое сопротивление). Основным параметром, характеризующим эффективность действия сглаживающего фильтра, является коэффициент сглаживания, равный отношению коэффициентов пульсаций на входе и выходе фильтра: q=Рвх/Рвых
Кроме выполнения требования к коэф-фициенту сглаживания фильтры должны иметь минимальное падение постоянного напряжения на элементах, минимальные габариты, массу и стоимость.
Емкостные фильтры. Этот тип фильтров
относится к однозвенным фильтрам. Емкостный фильтр включают парал-лельно нагрузочному резистору Rф. Емкостный фильтр
целесообразно применять с высокоомным
нагрузочным резистором Rн при мощности Рн не более несколькихдесятков ватт. Rф=(0,2…0,4)Rн
Индуктивные фильтры. Индуктивный фильтр, состоящий из дросселя Lф, включают последовательно с нагрузочным резистором Rн .
Он, так же как емкост-ный фильтр, относится к типу однозвенных фильтров.
Коэффициент пульсацийопределяется простым соотношением р=2?fоcнLф/Rн. Индуктивные фильтры обычно применяют в трехфазных выпрямителях средней и большой мощностей, т. е. в выпрямителях, работающих на нагрузочные устройства с большими токами. В выпрямителях малой мощности использование индуктивного фильтра Lф нецелесообразно, поскольку они работают на высокоомные нагрузочные устройства.
Г-образные фильтры. Г-образные фильтры являются простейшими многозвенными фильтрами. Этот фильтр может быть LC-типа и RС-типа . Их применяют тогда, когда с помощью
однозвенных фильтров не выполняется предъявляемое к ним требование с точки зрения получения необходимых коэффициентов сглаживания. Эти фильтры, являясь более
сложными по сравнению с однозвенными, обеспечивают значительно большее уменьше-ние
коэффициента пульсаций. Коэффициент сглаживания для Г-образного RС-фильтра
определяется из выражения q = (0,5 ? 0,9) (омега)оснRфСф.
П-образные фильтры. где qc, qr — коэффициенты сглаживания С-фильтра и Г-образного фильтра. При сопротивлениях
нагрузочного устройства в несколько килоом применяют П-образные СRС-фильтры, а при малых сопротивлениях (несколько ом) — CLC-фильтры.
Наибольший коэффициент сглаживания П-образного фильтра достигается при условии Сф1==Сф2. П-образные фильтры целе-сообразно применять, если коэффициент сглаживания должен быть равен 100—1000 и более. Большой коэффициент сглаживания П-образного фильтра по сравнению с Г-образным достигается за счет ухудшения таких параметров выпрямителя, как габариты, масса и стоимость.
Электронные фильтры последнее время все чаще начали применять электронные фильтры, в которых
вместо индуктивных катушек включают транзисторы. Такая замена позволяет из-бавиться
от переходных про-цессов, отрицательно
влияющих на работу нагрузочного устрой-ства и самого выпрямителя, при этом сни-жаются габариты, масса и стоимость вы-прямителей. Применение транзисторов в фильтрах основано на различиисопротивлений для постоянной и переменной составляющих коллекторного тока.
Недостатком их является то, что медленные изменения напряжения на входе приводят к пропорциональному изменению выходного напряжения.