Краткие теоретические и практические сведения. Изучение принципа действия и физических процессов в индуктивно-емкостных сглаживающих фильтрах

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНО-ЕМКОСТНЫХ СГЛАЖИВАЮЩИХ ФИЛЬТРОВ

Лабораторная работа № 30

Цель работы

Изучение принципа действия и физических процессов в индуктивно-емкостных сглаживающих фильтрах.

Сглаживающие фильтры предназначены для уменьшения переменной составляющей выпрямленного напряжения до допустимых значений.

Сглаживающие фильтры включаются между схемой выпрямления и нагрузкой и представляют собой фильтр нижних частот.

Сглаживающие фильтры разделяются на пассивные и активные. Пассивные сглаживающие фильтры используют свойство реактивных элементов накапливать энергию в электрических (конденсаторы) и (или) магнитных (дроссели) полях в одни интервалы времени и возвращать эту энергию в цепь в другие. Активные сглаживающие фильтры используют нелинейные свойства полупроводниковых приборов.

Сглаживающие фильтры различают по элементам, из которых они состоят, схеме их соединения и по количеству этих элементов, обычно называемых звеньями.

Простые однозвенные фильтры состоят из конденсатора или катушки индуктивности; сложные фильтры представляют собой сочетание индуктивностей, конденсаторов, резисторов. Сложный многозвенный фильтр состоит из нескольких простых фильтров.

Свойства и качества сглаживающих фильтров определяются следующими основными параметрами:

1) коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения

, или

где – амплитуда первой гармоники переменной составляющей;
– среднее значение выпрямленного напряжения;

2) коэффициент сглаживания, характеризующий способность фильтра снижать пульсации выпрямленного напряжения,

где , – коэффициенты пульсации напряжения на входе и выходе фильтра;

3) выходное сопротивление на переменном токе позволяет оценить степень влияния сглаживающего фильтра на режим работы потребителя.

Поскольку в приводимых выше соотношениях учитывается коэффициент пульсаций только по 1-й гармонике выпрямленного напряжения, т.е. , далее в целях упрощения он обозначается .

Кроме основного требования – сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения – к фильтру предъявляются следующие требования:

1) потери мощности и падение постоянной составляющей напряжения в фильтре должны быть минимальными, т. е. он должен обладать наибольшим КПД при минимальных габаритных размерах, массе и стоимости;

2) фильтр не должен влиять на работу потребителя;

3) внешние электромагнитные поля, создаваемые фильтром, не должны нарушать функционирование радиоустройства;

4) во время переходных процессов фильтр не должен создавать перенапряжения и сверхтоков, значения которых превышают пределы, допустимые для элементов электропитания и потребителя;

5) собственная частота фильтра должна быть существенно меньше основной частоты пульсаций во избежание появления резонансных явлений в отдельных звеньях фильтра, поскольку они приводят к резкому возрастанию пульсаций выпрямленного напряжения;

6) фильтр должен обладать высокой надежностью в пределах заданного диапазона температур.

Дата добавления: 2015-04-24