Сглаживающие фильтры кратко

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про сглаживающие фильтры, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое сглаживающие фильтры , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база.

На выходе выпрямителя получается пульсирующее постоянное напряжение. Для многих электронных устройств коэффициент пульсации питающего напряжения не должна превышать р = 10-2 – 10-5. Поэтому для уменьшения пульсации применяются сглаживающие фильтры .
Фильтры выполняются обычно на реактивных элементах: конденсаторах и дросселях. Здесь используются реактивные свойства этих элементов: при последовательном включении – дроссель имеет большое сопротивление переменному току; при параллельном включении – конденсатор имеет малое сопротивление переменному току. Особенностью фильтров является то, что емкость фильтра лучше сглаживает пульсации при малых токах нагрузки, а индуктивный фильтр, наоборот, при больших токах.
Емкостной фильтр включается всегда параллельно нагрузке. Рассмотрим однополупериодный выпрямитель со сглаживающим емкостным фильтром рис.3.


Рис. 3 Схема однополупериодного выпрямителя с емкостным фильтром

Принцип сглаживания сводится к следующему (рис.4) для схемы рис.3: в первый полупериод (0 – Т/2), когда потенциал точки А выше потенциала точки В, диод VD1 – открыт и конденсатор заряжается через низкое внутреннее сопротивление диода до U2max. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Когда потенциал точки А ниже напряжения на конденсаторе, во второй полупериод (Т/2 – Т) – диод закрыт и конденсатор разряжается через нагрузочный резистор Rн, до тех пор пока потенциал точки А не окажется выше напряжения на конденсаторе.


Рис. 4 Временные диаграммы напряжения однополупериодного выпрямителя с емкостным фильтром

Напряжение на запертом диоде будет определяться по второму закону Кирхгофа:

Uобрmax = Uc + U2max

причем конденсатор заряжается до значения U2max, значит:
для однополупериодного выпрямителя:

Uобрmax = 2•U2max = 2√2 U2

для двухполупериодного выпрямителя:

Uобрmax = U2max = √2 U2

Средневыпрямленное напряжение выпрямителей с фильтром определяется по формуле

Простейшим фильтром является емкостной фильтр (С-фильтр). Рассмотрим его работу на примере однофазного однополупериодного выпрямителя (рис. 2.78). Емкостной фильтр подключают параллельно нагрузке (рис. 2.78, а).

На отрезке времени t1 … t2 диод открыт и конденсатор заряжается (рис. 2.78, б).
На отрезке t2 … t3 диод закрыт, источник входного напряжения отключен от конденсатора и нагрузки. Разряд конденсатора характеризуется экспонентой с постоянной времени t = RhC. ток через диод протекает только часть полупериода (отрезок t1 … t2). Чем короче отрезок t1 … t2, тем больше амплитуда тока диода при заданном среднем токе нагрузки. Если емкость С очень велика, то отрезок t1 … t2 оказывается очень малым, а амплитуда тока диода очень большой, и диод может выйти из строя. Такой фильтр широко используется в маломощных выпрямителях; в мощных выпрямителях он используется редко, так как режим работы диода и соответствующих электрических цепей (к примеру, обмоток трансформатора) достаточно тяжел.

Статью про сглаживающие фильтры я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое сглаживающие фильтры и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база