 |
|
Сглаживающие фильтры.
Сглаживающий фильтр предназначен для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения на нагрузке. Он должен пропускать постоянную составляющую выпрямленного напряжения и ослаблять его гармонические составляющие.
Наиболее простым является емкостной сглаживающий фильтр.
Включается параллельно сопротивлению нагрузки. Схема выпрямителя с фильтром и временные диаграммы, поясняющие работу схемы представлены на рисунке 15.
 |
Рис. 15.
Начиная с момента времени 
мгновенное значение входного напряжения 
больше нуля, это приводит к открыванию диодов VD2 и VD3. Через эти диоды протекает ток, равный сумме тока нагрузки и тока заряда конденсатора:
.
До момента t2 мгновенные значения напряжений выходного uc = uн и входного u будут равны. После момента t2 напряжение u становится меньше uc. Это вызовет запирание ранее открытых диодов VD2 и VD3 и отключение нагрузки от входного напряжения. Далее до момента t3 напряжение на нагрузке будет поддерживаться исключительно за счет заряда, накопленного в конденсаторе Сф до момента t2. Разряд конденсатора происходит по экспоненциальному закону:
.
В момент t3 входное напряжение становится равным напряжению на конденсаторе и диоды VD1 и VD4 открываются. Начиная с момента времени t3 конденсатор заряжается от источника входного напряжения. Далее описанные выше процессы заряда и разряда конденсатора периодически повторяются.
Включение конденсатора параллельно к сопротивлению нагрузки приводит к снижению пульсаций выходного напряжения выпрямителя. Величину емкости конденсатора Сф на практике выбирают так, чтобы при заданном сопротивлении нагрузки выполнялось соотношение:
.
При этом условии напряжение на конденсаторе в фазе разряда спадает относительно медленно.
В установившемся режиме степень пульсации напряжения на выходе выпрямителя можно оценить коэффициентом пульсации:
,
где Uвых.max – максимальное напряжение на выходе;
Uвых.min – минимальное напряжение на выходе;
Uн. – среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке.