Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Сложные R-, L-, C - фильтры
|
|
Более эффективно сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения осуществляется при помощи фильтров, составленных из последовательно соединенных Г- или П- образных звеньев. В качестве элементов этих звеньев используются конденсаторы, дроссели и резисторы.
Если представить Г- образный фильтр (см. рис. 5.2, в) в виде четырехполюсника с входными аb и выходными cd зажимами (см. рис. 5.2, е), то его коэффициент фильтрации можно определить из выражения
| U (1)' | m | ||||||||||
| 1 Z | Y | ||||||||||
| К ф | '' | . | (5.9) | ||||||||
| U (1) m | rd | ||||||||||
Параметры элементов Г- образного фильтра выбираются таким образом, чтобы последовательно включенные с источником элементы имели большое сопротивление для переменной составляющей тока и малые сопротивления – для постоянной составляющей. В качестве последовательно включаемых элементов на практике обычно используют дроссель, а для маломощных потребителей – резистор.
Элементы фильтра, включаемые параллельно нагрузке, должны иметь малые сопротивления для переменной составляющей тока и большие сопротивления для постоянной составляющей. В качестве параллельно включаемых элементов обычно используют конденсатор.
Так как в правильно спроектированном Г- образном фильтре
| Y | (на практике обычно rd | ||||||
| rd | Y), то выражение (5.9) можно | ||||||
упростить:
| К ф1 ZY. | (5.10) |
Для индуктивно-емкостного фильтра Z = jp ω L, Y = jp ω C, откуда
| К ф 1 p 2ω 2 LC. | (5.11) |
Из выражения (5.11) следует, что коэффициент фильтрации индуктивно-емкостного фильтра зависит от величины LC. Если емкость конденсатора выразить в «микрофарадах», а индуктивность дросселя в «генри» и учесть, что ω = 314 рад/с, то мы получим расчетную формулу LC –фильтра:
| К ф | ||||||
| LC | ||||||
| р 2 . | (5.12) | |||||
Если необходимо получить высокий коэффициент фильтрации напряжения, то обычно применяют многозвенные фильтры (см. рис. 5.2, д).В многозвенных фильтрах элементы отдельных звеньев подбираюттаким образом, чтобы каждое последующее звено не влияло на работу предыдущего.
Если многозвенный фильтр составлен из последовательно соединенных L-C – фильтров, то необходимо, чтобы сопротивление дросселя последующего звена значительно превышало сопротивление конденсатора предыдущего звена, а сопротивление нагрузки было значительно больше сопротивления конденсатора для основной гармоники пульсаций. При выполнении этих условий коэффициент фильтрации многозвенного фильтра определяется как произведение коэффициентов фильтрации отдельных звеньев:
| К ф К ф(1) К ф(2)... К ф(n). | (5.13) |
Многозвенные фильтры обычно выполняют из дросселей и конденсаторов одного типа. Для таких фильтров L 1 =L 2 =Ln=L,
C 1 =C 2 =Cn=C, поэтому
| К ф | (1) | n | , | (5.14) | |
| К ф |
где К ф(1) – коэффициент фильтрации первого звена;
n –число звеньев.
В П -образном фильтре (см. рис. 5.2, г), который обычно применяется для нагрузок малой мощности, первым звеном является конденсатор С, а вторым звеном – Г- образный LC - или RC- фильтр.
Коэффициент фильтрации П -образного фильтра
| К ф К ф(1) К ф(2), | (5.15) |
где К ф(1) – коэффициент фильтрации емкостного фильтра С 1;
К ф(2)–коэффициент фильтрации Г- образного фильтра, который связан с
параметрами L и C 2 соотношением (5.12).
В многозвенных фильтрах вопрос о выборе числа необходимых звеньев решается с учетом экономических показателей. Проведенные исследования показали, что с экономической точки зрения при К ф > 50 целесообразно применять двухзвенные фильтры, а при К ф > 220 – трехзвенные.