Изглаждащи филтри в силови вериги на електронни схеми

Начало Радиотехника Изглаждащи филтри в силови вериги на електронни схеми

Напрежението на изхода на токоизправителя не е строго постоянно, то пулсира, т.е. променя се с честота 50 или 100 Hz в определени граници, запазвайки знака си. Такова пулсиращо напрежение може да бъде представено като сума от две напрежения: директно и променливо. Съотношението на амплитудата на променливия компонент към постоянния компонент се нарича фактор на пулсации p (изразен като процент).

Изходният етап на високочувствителен ULF - 0.001-0.002
ULF предварителна каскада, детектор - 0,01-0,05
UHF, UPCH, честотен преобразувател - 0,02-0,1
Изходен етап ULF едноциклен - 0.1-0.5
Изходно стъпало ULF push-pull - 0,5-2,0

Тъй като коефициентът на пулсации на напрежението, взето от кондензатора на токоизправителя, има много по-голяма стойност, между токоизправителя и захранваното устройство е включен изглаждащ филтър, който включва реактивни елементи, чиято устойчивост на постоянен и променлив ток е различна. Като такива елементи могат да се използват нискочестотни дросели, кондензатори с голям капацитет, както и лампи и транзистори, свързани по специална схема.

Изглаждащите свойства на филтъра се характеризират с коефициента на изглаждане Kc, който показва колко пъти коефициентът на пулсации на изхода на филтъра е по-малък от този на входа му: Kc=Po/P

Коефициентът на пулсации на входа на филтъра Po се определя при изчисляване на токоизправителя.

I.Г-образен реостатно-капацитивен филтър (фиг. 1) Филтърът се състои от резистор R1 и кондензатор Cf. Кондензаторът C1, показан на диаграмата с тирета, се отнася до токоизправителя.

За променливата съставка на изправения ток филтърът е делителнапрежение, намалявайки променливото напрежение в по-голяма степен, толкова по-голямо е съпротивлението на резистора R1 и капацитетът на кондензатора Cf. За постоянен ток съпротивлението на кондензатора е голямо, така че за постоянния компонент филтърът е съпротивление, свързано последователно с товара.

Филтър от този тип е най-простият и най-евтиният, но за да се увеличи коефициентът на изглаждане Kc, е необходимо да се увеличи съпротивлението на резистора R1, докато загубите на постоянно напрежение и мощност през резистора R1 се увеличават и ефективността намалява. филтър. Следователно RC филтърът се използва в прости конструкции, където ефективността може да бъде малък, при ниски изправени токове (до 20 mA) и в случаите, когато е допустим голям спад на напрежението във филтъра.

Продуктът RC за полувълнов токоизправител се определя по формулата: R1 (Ohm) - Cph (μF) = 3000 Ks.

За пълна вълна по формулата: R1 (Ohm) x Sf (μF) = 1500 Ks.

Съпротивлението на резистора R1 се определя от най-големия допустим спад на напрежението върху него. Мощността, освободена на резистора, е: P (W) \u003d R1 (Ohm) Io 2 (mA) / 10 6

Ако коефициентът на изглаждане на филтъра е недостатъчен, използвайте двусекционен филтър (фиг. 2). Тъй като, когато връзките са свързани последователно, общият коефициент на изглаждане е равен на произведението на коефициентите на изглаждане на отделните връзки, формулите ще приемат формата:

за пълновълнов токоизправител: R1 (Ohm) x Cf (μF) = 1500 √ Kc при R1=R2 и Cf1=Cf2=Cf.

II.Г-образен индуктивен капацитивен филтър (фиг. 3)

Тъй като съпротивлението на LF дросела към постоянен ток е малко, спадът на напрежението върху него е незначителен и ефективността филтъра е 80-90%.

За увеличаване на коефициентаИзглаждането може да се използва за свързване на две последователни връзки (фиг. 4), например, за захранване на усилватели на микрофона.

Индуктивността на индуктора и капацитетът на филтърния кондензатор се определят по формулите: с полувълнов токоизправител и една връзка:

L (gn) x Sf (uF) = 10 Ks

с два линка:

L (gn) x C f (uF) \u003d 10 √ Ks

с пълновълнова корекция и една връзка:

L (gn) x C f (uF) = 2,5 Ks

с два линка:

L (gn) x C f (uF) = 2,5 √ Ks

където L е индуктивността на индукторите Dr 1 и Dr2.

аз ще.Филтър с щепселен филтър (фиг. 5)

Изглаждащият ефект на филтъра може да се увеличи, ако хартиен кондензатор С2 е свързан паралелно с индуктора, образувайки паралелна верига с индуктора, настроена на честота на пулсации от 50 или 100 Hz. Капацитетът на кондензатора се избира емпирично според най-ниското фоново ниво.

IV.Филтър с транзистор

Когато пулсиращ ток протича през резистора R2 (фиг. 6), напрежението върху резистора също пулсира. Променливият компонент на това напрежение през кондензатора С2 се прилага между емитера и основата на транзистора Т1. В моментите, когато напрежението на входа на филтъра се повишава, към основата на транзистора се подава положително напрежение, вътрешното му съпротивление се увеличава, в моментите, когато напрежението намалява, съпротивлението на транзистора намалява. Поради това напрежението при товара пулсира в много по-малка степен, отколкото преди филтъра.

Съпротивлението на резистора R1 трябва да бъде такова, че работната точка на транзистора да е в средата на правия участък на характеристиката. Може да се избере експериментално при настройка на филтъра. Съпротивление на резистор R2, за да се избегне голям спад на напрежениетоотнема около 80-100 ома.

На фиг. 7 показва друга верига за превключване на транзистора. Въпреки че коефициентът на изглаждане на филтъра, сглобен по тази схема, е по-нисък, но ефективността е по-висока от тази на филтъра, сглобен по схемата на фиг. 6. Резистор R1 е избран при настройка на филтъра.

Ако вместо кондензатор C2 се включи силициев ценерови диод от типа D808 - D811, напрежението на изхода на филтъра не само ще бъде изгладено, но и стабилизирано.