Сглаживающие фильтры. Стабилизаторы напряжения

Напряжение на выходе любого выпрямителя всегда пульсирующее и содержит постоянную и переменную составляющую напряжения. Для сглаживания пульсаций применяют сглаживающие фильтры (СФ) - устройства, предназначенные для подавления пульсаций выпрямленного напряжения до уровня, при котором происходит нормальная работа потребителя. СФ бывают активные и пассивные. Простейшим СФ является кондер, включаемый параллельно нагрузке. Также можно влепить катушку индуктивности (дроссель), но уже последовательно с нагрузкой. А можно комбинировать. 28.4 Сглаживающие фильтры. Стабилизаторы напряжения.

Для питания ряда узлов электронной аппаратуры обычно требуется постоянное напряжение. Напряже­ние же, получаемое на выходе рассмотренных выпря­мительных схем, является или пульсирующим (трех­фазный выпрямитель), или импульсным (одно- и двух-полупериодный выпрямитель). Для того чтобы вы­прямленное напряжение имело требуемую форму, при­меняют сглаживающие фильтры.

Количественно работа фильтра характеризуется коэффициентом сглаживания пульсации q, который показывает, во сколько раз уменьшается пульсация при прохождении сигнала через данный фильтр:

q = k_n / k'_п,

здесь k_n и k'_п,— коэффициенты пульсации сигнала до и после.

Наряду с малым значением коэффициента пуль­сации в фильтре не должно быть значительных потерь постоянной составляющей выпрямленного напряжения.

Сглаживающие фильтры подразделяются на емкостные, индуктивные, индуктивно-емкостные и резисторно-емкостные.

Наиболее простым является емкостный фильтр, который состоит из конденсатора С_ф включенного параллельно с нагрузкой R_n (рис. 18.10, а). Работа фильтра основана на способности конденсатора быстро запасать электрическую энергию, а затем относительно медленно отдавать ее в нагрузку.

Когда напряжение на диоде Д, равное разности напряжения источника и напряжения на конденсаторе положительно, т.е. U_Д = и - U_с > 0, то диод открыт и С_ф заряжается. Как это видно из графика рис. 18.10,б, зарядка происходит в интервале времени от t₁ до t₂. Так как сопротивление диода Д весьма мало, конденсатор успевает зарядиться почти до и. Затем, когда и - U_с<0, диод заперт и конденсатор медленно разряжается через R_H до тех пор, пока напряжение источника и снова не станет больше U_c. Время разрядки зависит от постоянной времени t = С_фR_н, которая показывает, в течение какого времени напряжение на конденсаторе уменьшится в 2,72 раза.