Фильтры источников электропитания

Сглаживающие фильтры включаются между выпрямителем и нагрузкой для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Наиболее часто применяются фильтры, состоящие из дросселя и конденсатора или из резистора и конденсатора.

Для характеристики фильтра используют коэффициент сглаживания, равный отношению коэффициентов пульсаций на входе и выходе фильтра:

где q1 и q2 – коэффициенты пульсаций выпрямленного напряжения на входе и выходе фильтра.

Эффективность сглаживания пульсаций зависит от соотношения параметров элементов фильтров и нагрузки.

Ёмкостный фильтр подключается параллельно нагрузке, поэтому для эффективного сглаживания пульсаций необходимо, чтобы реактивная проводимость конденсатора на частоте основной гармоники пульсации была намного больше проводимости нагрузки, т.е.

или

Индуктивный фильтр включается последовательно с нагрузкой, поэтому для эффективного сглаживания пульсаций необходимо, чтобы реактивное сопротивление дросселя было намного больше сопротивления нагрузки

или

Для переменной составляющей пульсации выпрямленного напряжения индуктивность дросселя представляет собой реактивное сопротивление, поэтому напряжение пульсации на нагрузке будет ослаблено по сравнению с напряжением пульсации на входе фильтра. Величина ослабления зависит от соотношения сопротивлений дросселя и нагрузки.

Г-образные LC- фильтры (рис. 6.10, а) применяются при повышенных токах нагрузки. КПД таких фильтров достаточно высок.

Для LC – фильтров следует выбирать S≥3, чтобы избежать резонансных явлений. Произведение LC можно определить по формуле:

Г-образные RC – фильтры (рис. 6.10, б) применяют при малых токах нагрузки (менее 10…15 мА) небольших S. Произведение RC можно определить по формуле

.

Вопросы для самопроверки:

1. Приведите схему однополупериодного выпрямителя. Назовите ее недостатки.

2. Как различаются обратные напряжения на вентилях и токи, протекающие через них, в двухполупериодной и мостовой схемах выпрямления.

3. Объясните принцип действия параллельного компенсационого стабилизатора напряжения.

4. Какие пассивные фильтры источников питания вам известны.

Литература: [1, 2, 6, 7, 11].

7 Импульсные устройства

В отличие от аналоговых систем, в которых сигналы изменяются во времени непрерывно, в импульсных системах используются дискретные сигналы импульсной формы. Этим обусловлен ряд положительных качеств импульсных систем, вследствие чего они получили преобладающее применение в современной электронике.

Импульсные системы обладают меньшим потреблением энергии, более высокой точностью, меньшей критичностью к изменениям температуры, большей помехоустойчивостью. Большую роль играют относительная простота средств представления информации в импульсной форме и наличие эффективных способов ее обработки (преобразования).