Сглаживающие фильтры

При питании электронной аппаратуры допускается малая (порядка десятых, сотых и даже тысячных долей процента) пульсация выпрямленного напряжения. Для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения применяются сглаживающие фильтры.

Любой сглаживающий фильтр должен обладать необходимым коэффициентом сглаживания , величина которого определяется отношением ,

где - коэффициенты пульсации до и после фильтра.

Для того, чтобы на выходе выпрямителя получить напряжение с меньшими пульсациями, достаточно параллельно сопротивлению нагрузки подключить конденсатор, (рис. 8).

В те промежутки, когда диод пропускает ток, конденсатор запасает энергию. Когда диод заперт, конденсатор разряжается через нагрузку.

Рис. 8

Рис. 9 Напряжение на нагрузке

без конденсатор

Рис. 10

Величину емкости сглаживающего фильтра, при которой пульсация выпрямленного тока составляет не более 10%, при частоте сети , расчитываем по формулам: для однополупериодной схемы

для двухполупериодной схемы

Выбор той или иной схемы определяется величиной выпрямленного тока и допустимым значением коэффициента пульсации выпрямленного напряжения на выходе фильтра.

В качестве последовательных элементов фильтров чаще всего используют индуктивности (дроссели) (рис. 11) и активные сопротивления-резисторы (рис. 12). Параллельными элементами фильтра обычно служат конденсаторы.

Рис. 11 Рис. 12

Для постоянного тока сопротивление бесконечно велико, а сопротивление мало.

Сопротивление стремятся выбрать значительно больше нагрузочного сопротивления .

Произведение в зависимости от коэффициента сглаживания определяется по формуле

где - частота сети в Гц;

- число фаз выпрямления

Для наиболее распространенных схем с

.

Величины и должны быть выбраны так, чтобы выполнялось условие

Обычно в качестве конденсаторов фильтра используют электролитические конденсаторы, обладающие большой емкостью.

Для увеличения коэффициента сглаживания применяются несколько Г-образных фильтров, при этом суммарный коэффициент сглаживания равен

Существенным недостатком дроссельных фильтров является их большая масса, а так же образование магнитных полей.

Эти недостатки устраняются в фильтрах, величина элементов которых определяется выражением: