Головна

Індуктивно ємнісний (L-C) згладжує фільтр

  1.  FIR фільтр
  2.  III. Типи фільтрів в селекції політичних стратегій.
  3.  Uml; Попередня фільтрація від зважених пилових і аерозольних часток.
  4.  Автофільтр
  5.  Автофільтр
  6.  Автофільтр
  7.  Автофільтрація даних
 
 

 При дотриманні умови Хін > Хс реакція фільтра
 буде індуктивного характеру. Дросель і конденсатор, що використовуються спільно, більш ефективно виконують функції згладжування, ніж при їх роздільному включенні, якщо виконуються нерівності:

Хін >> Rн і Хс << Rн

Отримаємо вираз для коефіцієнта згладжування фільтра через параметри схеми заміщення:

Фільтр використовується при великої потужності навантаження. До достоїнств фільтра відноситься: малі габаритні розміри, мала залежність коефіцієнта згладжування від змін струму навантаження (різний характер залежно q від Iн для реактивних елементів взаємно компенсує вплив). недоліки: В таких фільтрах виникають перехідні процеси, що ускладнюють роботу, як споживача, так і джерела живлення, дроселі фільтрів мають великі габаритні розміри і масу, а їх індуктивність, отже, коефіцієнти згладжування залежать від струму навантаження. При включенні і відключенні мережі, а також при різких змінах навантаження в фільтрі виникають перехідні процеси, які можуть призвести до перенапряжениям і кидкам струму в елементах фільтра і випрямляча. Виникнення перехідних процесів пов'язано зі зміною в часі запасів електромагнітної енергії, що накопичується в таких енергоємних елементах, як котушки індуктивності ( ) І конденсатори фільтра ( ). при  або  розряд індуктивності або
 конденсатора фільтра відбувається за деякий інтервал часу ( ), Який визначає час перехідного процесу. Незважаючи на малу тривалість цих процесів, вони можуть бути причиною виходу з ладу вентилів через різке зростання зворотного напруги і прямого струму, а також пробою конденсаторів або ізоляції дроселів і силового трансформатора. Перехідні процеси можуть носити коливальний характер. У цьому випадку їх можна розглядати як вільні, затухаючі при підключенні фільтра до джерела постійного струму.

Власна частота цих коливань визначається виразом:

На малюнку представлена ??графічна залежність перехідного процесу при включенні джерела харчування:

Перехідні процеси в контурі описуються рівнянням:

,

де Uз вуст - Напруга випрямляча на холостому ходу (при відключеному навантаженні), i = iн + iс - Струм випрямляча під час перехідного процесу, iн і iс - Відповідно струми навантаження і конденсатора, Rb = rтр + Ri + Rін - Внутрішній опір випрямляча: трансформатора, діодів і дроселя фільтра.

Математичний аналіз вище наведеного рівняння дозволяє визначити зсув по фазі між максимумами струму iL і напруги Uc , Який становить  . Максимальне відхилення напруги на конденсаторі  залежить від коефіцієнта загасання коливального процесу:

Відносна величина перенапруги на конденсаторі  визначається з графіка в залежності від ставлення .

Перенапруги, що виникають в фільтрі, тим більше, чим більше індуктивність дроселя L і чим менше ємність С. Для ідеального випрямляча при Rb = 0 і відключеному навантаженні (Rн =  ) відносини  = 0,  = 1, тобто граничне значення напруги на конденсаторі дорівнює:

Якщо максимальна напруга на конденсаторі  перевищує допустиме значення, а зменшити індуктивність дроселя можна через необхідність забезпечення необхідного коефіцієнта згладжування, то для зменшення перенапруги послідовно з дроселем потрібно включити додатковий, так званий пусковий резистор з опором Rпуск. При цьому активний опір випрямляча зросте на його величину і коефіцієнт загасання ? збільшиться, що призводить до зменшення  . Для потужних випрямлячів допустимою вважається величина перенапруг на конденсаторі до 20%.

При різких змінах опору навантаження від Rн до R/н в фільтрі також створюються перенапруги і кидки струму. Максимальне значення перенапруги на конденсаторі визначається виразом:

де ставлення  визначається з наведеного вище графіка в залежності від твору:

При знаходженні величини ? замість опору навантаження Rн в формулу треба підставити значення  , де  - Змінений струм навантаження. Знайшовши з графіка значення ?, по відношенню  визначимо значення:

і потім знаходимо .

На холостому ходу и  = 0; для ідеального випрямляча Rb = 0, ставлення  = 0, і тоді, перетворюючи вираз, отримаємо

де  - Хвильовий опір контуру.

Хвильовий опір ? контуру фільтра практично завжди менше опору навантаження  , Тому напруга на конденсаторі при «скиданні» навантаження ( ) буде  . Для зменшення виникають перенапруг послідовно з конденсатором фільтра можна включити резистор невеликого опору (десятки Ом).

Розглянемо перехідний процес при "скиданні" і "набиранні" струму навантаження (дивіться нижче малюнок). При "скиданні" струму навантаження виникаєперенапруження, яке може привести до виходу з ладу апаратури, тому при розрахунку LC-фільтра, необхідно враховувати режим роботи на імпульсну навантаження.




 Розділ 4 - Згладжувальні фільтри |  Критерії якості згладжують властивостей фільтрів |  Пасивні згладжують фільтри |  Резонансні згладжують фільтри |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати