7.4. RC-ФИЛЪТРЫ

В выпрямителях малой мощности в некоторых случаях применяются фильтры, состоящие из активного сопротивления и емкости (рис. 7.5). В таком фильтре относительно велики падение

-Ol/n

Рис. 7 5. 7?С-фильтры: а) Г-образный; б) П-образный

напряжения и потери энергии на резисторе /?ф, но габариты и стоимость такого фильтра меньше, чем индуктивно-емкостного. Коэффициент сглаживания фильтра (рис. 7.5а)

/*Сп вх Olm . Him . Г' D н

(7.13)

Кп вых

Выражая в (7.13) сопротивления в омах, а Ci в микрофарадах, получим следующие расчетные формулы:

при / = 50 Гц РфС^ при f = 400 Гц RCi

Rф + Rи

3200

т

Значение сопротивления фильтра Рф определяется исходя из оптимальной величины его коэффициента полезного действия. Оптимальное значение КПД лежит в пределах от 0,6 до 0,-8. При КПД, равном 0,8, /?ф = 0,25 Rs- Значения емкости Cj (в мкФ) определяются из следующих выражений:

для у = 50 Гц Ci= 16 ;

для / = 400 Гц Q = 2

т

1(1 Кс

и„ т

где /о - ток нагрузки (в мА).

При величине i?i=0,25 /?н напряжение на входе фильтра [/вх=1,25 и п.

Расчет П-образного активно-емкостного фильтра (рис. 7.56) производится так, как и в случае П-образного LC-фильтра, путем разделения этого фильтра на емкостный и Г-образный RC-филъ-тры.

7.5. РЕЗОНАНСНЫЕ ФИЛЬТРЫ И ФИЛЬТРЫ С КОМПЕНС.ЩИЕЙ ПЕРЕМЕННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ

Для улучшения сглаживаюших свойств иногда применяют резонансные фильтры.

На рис. 7.6а изображен фильтр, в котором в отличие от обычного LC-фильтра параллельно индуктивности включена емкость Ск. Ее величину выбирают ..

такой, чтобы колебатель- - . oj L

ный контур оказался настроенным в резонанс на частоту первой гармоники пульсации выпрямленного напряжения.

Для первой гармоники эквивалентное сопротивле- ние контура Яжв - Ь/СкГщ р^ 75 Фильтр с резонансным контуром: где Гдр - активное сопротив- а) параллельным; б) последовательным ление обмотки дросселя.

Эквивалентное сопротивление контура для первой гармоники будет очень большим и переменная составляюшая выпрямленного напряжения почти полностью выделится на контуре. Коэффициент сглаживания такого фильтра

По сравнению с обычным Г-образным LC-фильтром коэффициент сглаживания резонансного фильтра с параллельным контуром в 3-4 раза выше.

На рис. 7.66 изображен фильтр с последовательным резонансным контуром, в нем последовательно с емкостью Cj включен дроссель.

Индуктивность обмотки дросселя выбирают такой, чтобы последовательный контур CiLk оказался настроенным в резонанс на частоту основной гармоники выпрямленного напряжения. Прп этом сопротивление контура для тока первой гармоники будет наименьшим и равным гн=Гк, где - активное сопротивление контура, учитывающее потери в стали дросселя, активное сопротивление обмотки дросселя, а также потери в конденсаторе Ci.

Величину индуктивности обмотки дросселя Lk определяют из условия резонанса Lk= ~1/{m(ilc)Ci. Приближенно коэффициент сглаживания такого фильтра КстасЬ/Гк.

Недостатком резонансных фильтров является их эффективность только для одной резонансной частоты. Для других частот, отличных от резонансной, контур ЬСк обладает значительно меньшим сопротивлением и фильтрующие свойства значительно ухудшаются.

Рис. 7.7. Фильтр с компенсацией переменной составляющей

Помимо относительной сложности настройки контура LCk в резонанс недостатком фильтра является неизбежная расстройка его при изменениях тока нагрузки, так как при этом изменяется индуктивность дросселя Таким образом коэффициент сглаживания резонансного фильтра зависит от тока нагрузки выпрямителя

На рис. 7.7 изображен фильтр, дроссель которого имеет компенсационную обмотку Ее действие сводится к дополнительной частичной компенсации переменной составляющей напряжения за счет отрицательной ОС

Уменьшение пульсации особенно заметно при больших токах нагрузки, когда дроссель фильтра трудно выполнить с большой индуктивностью При этом компенсационная обмотка дает возможность уменьшить подмагничивание дросселя, что равносильно увеличению магнитной проницаемости материала сердечника и ин дуктивности дросселя