Источники питания генераторов плазмы, страница 27

Чем λ ближе к единице при неизменном k_Ф, тем качественнее фильтр. Для фильтров выпрямителей мощностью до 100 Вт λ= 0,9…0,95, для фильтров выпрямителей мощностью выше 1000 Вт λ = 0,99…0,995. При таких значениях величины К и k_Ф мало отличаются друг от друга (не более чем на 10%) и их часто путают, что не приводит к существенным ошибкам при расчетах.

Однако при питании аппаратуры, работающей при малых U_Н,СР и больших I_Н,СР (аппаратура на транзисторах и микросхемах), падение постоянной составляющей напряжения в фильтре может быть существенным по сравнению с U_Н,СР и коэффициент передачи напряжения может составить λ ≈ 0,5. При этом К₁ и k_Ф будут отличаться один от другого в два раза. Поэтому при рассмотрении работы фильтров следует четко различать К₁ и k_Ф.

Обычно величина сопротивления потребителя изменяется во времени (импульсная нагрузка) или модулируется с частотой его полезного сигнала Ω (усилитель), при этом через потребитель, а, следовательно, и через выпрямитель с фильтром, помимо постоянной составляющей тока, протекают еще и переменные составляющие с частотой сигнала Ω (их не следует путать с переменными составляющими пульсации после выпрямления с частотами qm_Пω_С. Очень важно, чтобы на частоте Ω фильтр имел малое выходное сопротивление Z_ВЫХ. В противном случае в выходном сигнале потребителя будут возникать искажения формы сигнала и частотные искажения, а при некоторых неблагоприятных условиях может возникнуть генерация.

Полное выходное сопротивление фильтра — это комплексная величина. Для первой гармоники сигнала с круговой частотой Ω комплекс полного выходного сопротивления

                   (2.8-9.53.)

где I_ВЫХ,1 - комплекс действующего значения тока первой гармоники Ω, протекающего через фильтр; U_ВЫХ,1 - комплекс действующего значения  напряжения  первой гармоники Ω на выходе фильтра, возникающего под действием действующего значения тока I_ВЫХ,1. Знак «—» учитывает, что возрастание тока i_ВЫХ вызывает спад напряжения u_ВЫХ и что вещественная часть комплекса г_ВЫХ - это положительная величина. Так как х_ВЫХ изменяется с частотой, то Z_ВЫХ - частотнозависимая величина и для разных Ω она будет разная.

Выходное сопротивление фильтра для постоянной составляющей тока получаем из (2.8-9.53.), положив в нем х_ВЫХ = 0,

                                             (2.8-9.54.)

где ΔU_ВЫХ — прирост постоянной составляющей напряжения на выходе фильтра, возникающий вследствие прироста постоянной составляющей тока ΔI_ВЫХ. Важным параметром фильтра является его к. п. д.

                                            (2.8-9.55.)

С учетом (2.8-9.51.)

                                                 (2.8-9.56.)

Большинство фильтров не потребляет дополнительный ток и поэтому его входной и выходной токи одинаковые

                                            (2.8-9.57.)

Для таких фильтров (2.8-9.56.) запишется в виде

                                                   (2.8-9.58.)

П2.1.2. Требования, предъявляемые к фильтру

Сглаживающий фильтр должен обеспечить:

1.  заданный коэффициент сглаживания при заданном изменении тока I_Н,СР

2.  заданный к. п. д.;

3.  заданное выходное сопротивление в рабочем диапазоне частот потребителя;

4.  работу в пределах заданного диапазона температуры окружающей среды;

5.  отсутствие недопустимых искажений выходного сигнала потребителя и внешних магнитных полей, величина которых нарушает работу функциональных устройств (электромагнитная несовместимость);

6.  величины перенапряжений и сверхтоков при переходных процессах в пределах, допускаемых элементами электропитающего и функциональных устройств;

7.  приемлемые габаритные размеры, массу (удельные массогабаритные показатели) и стоимость;

8.  достаточную надежность.