Коефіцієнт згладжування фільтру прямо пропорційний постійної ланцюга Т і частотою пульсацій випрямленої напруги.
Активно-індуктивний фільтр є габаритним пристроєм, тому для зменшення його розмірів намагаються підвищити пульсность в ланці випрямляча. Даний фільтр використовується при постійному струмі навантаження в ланцюгах з підвищеним струмом. При зростанні струму навантаження (I н) відбувається збільшення енергії, що накопичується в дроселя, при цьому збільшується ЕРС самоіндукції, що перешкоджає проходженню в навантаження змінної складової струму. При цьому поліпшуються згладжують властивості фільтра.
При роботі на імпульсну навантаження а, саме при "скиданні" струму навантаження I н або відключенні джерела живлення виникаєперенапруження, який може привести до виходу з ладу елементів схеми. Тому при проектуванні згладжуючих фільтрів необхідно враховувати такі перенапруги.
За законами Ома і Кірхгофа:
Багатоланкові згладжують фільтри
У промислових випрямних пристроях широко використовуються 2-х-звенні згладжують фільтри завдяки таким достоїнств: мала залежність коеф фициента з глажіванія від струму навантаження, високі якісні і питомі показники. Подальше збільшення числа ланок приведе до зменшення області стійкої роботи джерела живлення (так як джерело живлення являє собою замкнуту систему автоматичного регулювання, то збільшення числа реактивних елементів в силовому ланцюзі може привести до нестійкості) і зменшення к.к.д. пристрою.
Отримаємо вираз для коефіцієнта згладжування багатоланкового фільтра, тобто доведемо, що при каскадному включенні коефіцієнти згладжування каскадів перемножуються.
Резонансні згладжують фільтри
Резонансні згладжують фільтри використовуються на виході випрямних пристроїв, в яких змінна складова випрямленої напруги близька за рівнем до першої гармоніці. Також вони використовуються для апаратури, яка чувтсвітельна до вищих гармонійним складовим напруги. При великих відхиленнях частоти пітающнго напруги відбувається "расстройка" щодо власної частоти контуру, що погіршує згладжують властивості філь тра. Тому не допускається використання таких фільтрів при великих відхиленнях частоти напруги живлення. Зміна струму навантаження призводить до зміни індуктивності контуру, що також зменшує значення коефіцієнта згладжування. Для виключення цього явища в дросель вводять зазор або обмотку зворотного зв'язку, що підтримує сталість індуктивності. Останнє призводить до громозкой фільтра і зменшення його к.к.д. тому рекомендується використовувати такі фільтри при постонстве струму навантаження. Для придушення гармонійних складових напруги, крім першої, використовують додаткові реактивні елементи. У порівнянні з іншими пасивними згладжуючими фільтрами цей тип фільтрів менш громіздкий і має більший ККД
Існує дві модифікації резонансних згладжуючих фільтрів:
Фільтр з паралельним коливальним контуром (фільтр "пробка")
Отримаємо вираз для коефіцієнта згладжування фільтра:
R до -втрати в дроселі коливального контуру.
Фільтр (контур) налаштовується на частоту першої гармоніки і створюється Большлй опір Z до для її проходження. Кондесатор C ф згладжує гармоніки вищих порядків.
Резонансний фільтр з послідовним коливальним контуром (режекторний фільтр)
Отримаємо вираз для коефіцієнта згладжування фільтра.
При налаштуванні коливального контуру Zк на частоту першої гармоніки, опір контуру стає рівною втрат в дроселі RК і перша гармоніка випрямленої напруги не проходить в навантаження.
Активний згладжує фільтр.
З-за ряду достоїнств активні фільтри знайшли широке поширення при невеликих вихідних потужностях. До таких переваг належать:
· Високі якісні та енергетичні показники;
· Широкий діапазон частот;
· Мала залежність коефіцієнта згладжування від змін струму навантаження;
· Малі магнітні поля через відсутність індуктивності в схемі фільтра;
· Відсутність небезпечних режимів при виникненні перехідного процесу, тому що немає перенапруги при "скиданні" струму навантаження.
До недоліків схеми можна віднести. зниження к.к.д. пристрою при збільшенні струму навантаження через збільшення втрат на транзисторі; необхідність захисту транзистора в перехідних режимах.
Принцип дії активних фільтрів заснований на властивості транзистора створювати різні опору для змінного і постійного струмів. Характерні два способи побудови фільтрів. Перший спосіб полягає в тому, що транзистор включається за схемою з загальним колектором.
Струм колектора I К в схемі фільтра ОК мало залежить від величини прикладеного до переходу колектор-емітер напруги U До при постійному значенні струму бази. На малюнку приведені графіки залежності I К = f (U К) при I б = const.
Якщо провести на графіку навантажувальну пряму (U К = U ВХ при I КО = 0 і I К = U ВХ / R Н при U К = 0) і вибрати на ній робочу точку А , то опір транзистора зміною складової струму в точці А
R Д = D U К / D I До буде багато більше його опору постійному струму
R С = U К0 / I КО. тобто R Д >> R С. Відповідно змінна складова випрямленої напруги U В.Перов. на вході фільтра викликає невеликі зміни струму колектора D I До за умови, що струм бази I б = const. Змінна складова напруги на виході фільтра ОК U ВИХ.ПЕР. = D I До R Н виходить значно ослабленою в порівнянні з U В.Перов.
Таким чином, згладжування пульсацій в фільтрі ОК забезпечується RC фільтром в базовій ланцюга, а транзистор VT призначений для посилення сигналу по потужності (емітерний повторювач!). Резистор R задає режим роботи транзистора по постійному струму, встановлюючи ток бази.
Другий спосіб побудови активного фільтра полягає в тому, що транзистор включається за схемою із загальною базою:
Режим роботи транзистора по постійному струму визначається величиною Rб, а згладжує дію - постійної часу ланцюжка R1C1. Цей ланцюг стабілізує струм емітера, якщо R1C1 >> Tn. де Tn - період пульсації. В цьому режимі транзистор має великий диференціальним опором і малим статичним, що еквівалентно дроселя в LC-фільтрах.