Транзисторные сглаживающие фильтры

Пассивные сглаживающие фильтры просты и надежны в эксплуа­тации, однако их массо-габаритные показатели составляют существенную часть всего источника питания. Это объясняется тем, что габариты дро­сселя фильтра с ростом тока нагрузки резко возрастают. Большое влия­ние на питающую аппаратуру оказывают магнитные поля рассеяния дрос­селя, выполняемого с воздушным зазором. В связи с этим находят применение транзисторные сглаживающие фильтры. Транзисторные фильтры применяют при токах нагрузки до нес­кольких десятков ампер и напряжений, определяемых десятками вольт. В основу построения транзисторного фильтра положено то обстоятельство, что его коллекторная характеристика подобна кривой намагничивания ферромагнитного сердечника дросселя (рис. 12,а). Поэтому транзистор выполняет роль дросселя фильтра. Выходные характеристики транзистора после точки перегиба имеют малый угол наклона к оси абсцисс и ток коллектора почти не за висит от напряжения на нем. Поэтому, если выбрать рабочую точку тран­зистора на горизонтальном участке выходной характеристики (точка 1), то его сопротивление для переменного тока Ri будет значительно боль­ше, чем для постоянного Ri₀. Из графических построений В зависимости от способа подключения нагрузки схемы транзисторных фильтров разделяют на последовательные и параллельные. В последовательном фильтре транзистор включается последовательно с нагрузкой. На рис. 12,6 изображена схема такого фильтра, в которой нагрузка включается в коллекторную цепь транзистора. На входе схемы введено фильтрующее звено с постоянной времени T=R₁C₁, значительно большей периода переменной составляющей входного напряжения U₀. За счет этого напряжение на конденсаторе C₁, за период пульсаций не успе­вает существенно изменяться, что обеспечивает постоянство переменной составляющей тока эмиттера. Резистор R₁ служит для термостабилизации рабочей точки. Положение рабочей точки на характеристике определяется сопротивлениями резисторов R₁ и R₂.

рис. а

рис. б

рис. В

Рис. 12

В данном фильтре транзистор при включении должен выдерживать перегрузку по току, поэтому

(2.25)

Транзистор должен иметь запас по напряжению

(2.26)

где U_н.нас - напряжение насыщения транзистора.