Сглаживающие фильтры

4.  Сглаживающие фильтры.

Назначение, виды, работа.

          Сглаживающий фильтр – зто злектротехническое устройство, предназначенное для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения.

          Фильтр включается между выпрямляющими элементами и нагрузкой.

Основная характеристика сглаживающего фильтра – коэффициент сглаживания пульсаций (q). Это отношение коэффициента пульсации на входе фильтра к коэффициенту пульсации  на выходе фильтра :

Виды фильтров:

1. Пассивные фильтры– состоят из различного количества R, L, C – элементов. Они бывают простые и сложные. В сложных кроме R, L, C – элементов дополнительно содержатся колебательные контуры.

2. Активные фильтры – кроме R, L, C – элементов дополнительно содержат лампы и транзисторы.

Рекомендуемые материалы

В медицинской аппаратуре применяются простые, пассивные «Г» и «П» – образные фильтры.

            «Г»                                                        «П»

                                                     

                                                                                                                       

       

           Принцип работы фильтров удобно рассмотреть на примере простейших емкостного и  индуктивного   фильтров, включенных на выходе однополупериодного выпрямителя.

1. Емкостной  фильтр.

Емкостной фильтр представляет собой конденсатор, включенный параллельно нагрузке.

                                                                                                                                                       

       Одн.                                                                        С  - емкостной  фильтр                                                 

       выпр.                             С                         R           R -  нагрузка  

     U

                                                                                                                  

         1                              1                        1                         1                       

          2                                                                                                         t

                                                                                                                             

При отсутствии емкости С через нагрузку R проходит пульсирующий ток ( на

графике импульсы 1 ). При наличии емкости С в положительные полупериоды часть тока идет через нагрузку, а часть тока на зарядку конденсатора, который заряжается и накапливает энергию.

В отрицательные полупериоды конденсатор отдаёт накопленную энергию в нагрузку. Ток через нагрузку становиться непрерывным. Пульсация напряжения и  тока понижается (  на графике кривая 2 ).

Условие эффективной работы емкостного фильтра:

Х_с<<R    (Хс = 1 / ωC)

2.Индуктивный фильтр.

              Индуктивный фильтр представляет собой дроссель  ( катушку  с сердечником ), включенную последовательно с сопротивлением нагрузки.

       Одн.                      L                      

      выпр.                                                R

Вам также может быть полезна лекция "Часть 3".

    

        В первую половину положительного полупериода, когла через дроссель ток возрастает, дросель накапливает энергию в виде магнитного поля катушки. Когда ток через дроссель уменьшается, энергия магнитного поля катушки переходит в электрическое поле, поддерживая ток   через нагрузку. Коэффициент пульсации такого фильтра тем меньше, чем больше индуктивность дроселя. Графики напряжения и тока на сопротивлении нагрузки для емкостного и индуктивного фильтров качественно совпадают.

Условие эффективной работы индуктивного фильтра:

Х_L>>R (Х_L   =  Lω )