Содержание курса лекций по дисциплине: “Основы преобразовательной техники”, страница 8

Устройство схемы: индуктивный фильтр включается последовательно с нагрузкой и представляет собой большое сопротивление для пе­ременной составляющей тока (напряжения).    За счёт включения индуктивного филь­тра переменная составляющая тока выпрямителя значительно уменьшается и падение напря­жения от этой составляющей на сопротивлении  нагрузки Rн становится незначитель­ным. Так как реактивное сопротивление фильтра Z_ф=w×L_ф, то фильтр лучше служит для сглаживания тока в нагрузке при больших K_п.

Недостаток: индуктивный фильтр применяется только при высокой частоте пульсации и малом сопротивлении нагрузки.

1.3.«Г» - образные фильтры

1.3.1.  «L – C» фильтр

Устройство схемы: Г-образный фильтр LC состоит из индуктивности, включенной последовательно с сопротивлением нагрузки, и ёмко­сти, шунтирующей нагрузку. Назначение элементов L и С фильтра LC аналогично изложенному ранее. Коэффициент сглаживания для фильтра равен: S_Г = S_Lф×S_Cф. Потери напряжения на фильтре, сглаживающем напряжение: l @ 1.

Достоинство: большой коэффициент сглаживания  S_Г.

Недостаток: при малых частотах выпрямляемого напряжения  габариты фильтра значительно возрастают.

1.3.2.  «R-C» фильтр

 Устройство схемы: Г-образный фильтр RC состоит из активного сопротивления R, включенного последовательно с нагрузкой R_н и емко­сти С, включенной параллельно нагрузке. Сопротивление R ограничивает переменную со­ставляющую выпрямленного тока. Ёмкость С шунтирует сопротивление нагрузки для пере­менной составляющей тока. Хорошее сглаживание получается при условии: R>>R_H>>.

Достоинства: небольшие размеры, вес и стоимость, а также простота исполнения в связи с отсутствием сглаживающего дросселя.

Недостаток: потери мощности на сопротивлении R, вследствие чего RC фильтр целесо­образно применять только в выпрямителях на малые токи. Кроме того RC фильтр имеет характеристики хуже, чем у «L – C» фильтра, так как l > 1, а значит коэффициент сглаживания S данной схемы меньше чем у «L – C» фильтра.

1.4.«П» образный фильтр

Устройство схемы: П-образный фильтр представляет собой последо­вательное включение емкостного C и Г-образного LC фильтров.

Достоинство: у П-образного фильтра коэффициент сглаживания больше, чем у «L – C» фильтра: S_П = S_Г × S_Cф, значит его можно применять для более высоких частот пульсации.

1.5.Многозвенные фильтры.

Представляют собой несколько последовательно соединенных «Г» - образных «L – C» фильтров.

Достоинство: коэффициент сглаживания S_М= S_Г1×S_Г2 …S_Гn

Недостаток: не рекомендуется соединять более четырех фильтров последовательно, так как активное сопротивление индуктивности значительно возрастает и им нельзя пренебречь.

Вывод: таким образом, пассивные фильтры рекомендуется использовать для небольших токов.

2. Активные фильтры

Устройство схемы: транзистор VT1 (рис. 40) включен по схеме с общей базой, R_э и R_б – определяют режим транзистора по постоянному току.

Принцип действия: напряжение на нагрузке определится как: U_R = Iк×Rн. При изменении нагрузки, точка "Р" будет перемещаться по линии графика I_э2 , начальный ток смещения I₀₂ = I_э2. Увеличение или уменьшение напряжения почти не влияет на величину тока, так как характеристика транзистора в рабочей точке постоянна.

Неуправляемый выпрямитель с активно-ёмкостной нагрузкой

Принцип действия:

В момент времени: J₁ < J < J₂ мгновенное значение напряжения вторичной обмотки трансформатора по модулю будет больше напряжения на емкости (½U₂½>½U_c½), следовательно, вентиль VD1 будет открыт и конденсатор заряжается.

Ток будет протекать по цепи:  +U₂® VD1 ® R_н ® - U₂.     

t_заряда = R_S × C_ф.

В момент времени: J₂ < J < J₃ модуль напряжения вторичной обмотки трансформатора будет меньше модуля напряжения на ёмкости (½U₂½<½U_c½), следовательно, вентиль VD1 будет закрыт и конденсатор будет разряжаться. Ток будет протекать через ёмкость и нагрузку: +U_c ® R_н ® -U_c.