:: СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ ::

СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ

   Выпрямленный ток и напряжение на нагрузочном сопротивлении являются пульсирующими. Для сглаживания пульсаций параллельно нагрузочному сопротивлению можно включить конденсатор. Для более совершенного сглаживания пульсации вместо одного конденсатора между выпрямителем и нагрузочным сопротивлением R включают сглаживающий фильтр из элементов L и С. Схема такого сглаживающего фильтра и схема двухполупериодного выпрямителя с фильтром показаны на рисунке. Конденсаторы С1 и С2, включенные в параллельные ветви сглаживающего фильтра, имеют емкость, равную нескольким единицам или десяткам микрофарад. Дроссель со стальным сердечником, включенный в последовательную ветвь, имеет индуктивность порядка нескольких единиц или десятков генри.

   Сопротивления этих элементов зависят от частоты: сопротивление дросселя незначительно для постоянной составляющей и большое для переменной составляющей тока. Конденсатор, наоборот, не пропускает постоянный ток и его сопротивление незначительно для переменной составляющей тока. Переменная составляющая тока проходит через конденсатор C1, сопротивление которого значительно меньше сопротивления дросселя L. Постоянная составляющая тока проходит через дроссель L и нагрузочное сопротивление R, на котором выделяется выпрямленное напряжение.

   Сопротивление конденсатора С2 для переменной составляющей тока значительно меньше сопротивления R. Поэтому часть переменной составляющей тока, проходящая через дроссель L, ответвляется через конденсатор С2. Таким образом, переменная составляющая тока, которая является вредной, не допускается на нагрузочное сопротивление фильтром. Рассмотренный фильтр называется однозвенным. Применяют также сглаживающие фильтры, состоящие из нескольких звеньев. В сглаживающих фильтрах широко используют электролитические конденсаторы, рассчитанные на соответствующие напряжения. Дроссель фильтра имеет стальной сердечник с числом витков, равным нескольким тысячам. Широко применяется упрощенная схема фильтра, в которой вместо дросселя L включено сопротивление Rф, равное нескольким тысячам или десяткам тысяч ом. Такую схему применяют лишь при малых токах, так как на сопротивлении Rф происходит некоторая потеря постоянного напряжения.

   Выпрямленное напряжение U2 зависит от величины тока нагрузки I. Эта зависимость U 2 =k(I) при неизменной напряжении питания называется нагрузочной или внешней характеристикой выпрямителя. Как видно из рисунка, при увеличении тока нагрузки выпрямленное напряжение уменьшается. Это обусловлено тем, что с увеличением тока увеличивается падение напряжения в обмотках силового трансформатора, кенотронах и на дросселе фильтра. Например, если потребляемый ток изменяется от I1 до I2, то выходное напряжение будет изменяться от U’2 доU''2. Наибольший допустимый ток в нагрузке определяется наибольшим допустимым выпрямленным током. Нижним пределом тока является работа выпрямителя вхолостую при отключенном сопротивлении нагрузки. Если нагрузка включена через фильтры типа LC, то выходное напряжение выпрямителя повышается и достигает амплитуды переменного напряжения на анодах кенотрона.

   Если в сглаживающем фильтре выпрямителя применяют электролитические конденсаторы, то имеется опасность их пробоя при отключенной нагрузке, так как они имеют малый запас электрической прочности. Поэтому нужно следить за тем, чтобы напряжение на электролитических конденсаторах не оказалось больше допустимого.