Сглаживающие фильтры. Анализ выпрямительных устройств, описанных ранее, показывает, что выпрямители позволяют получать на выходе постоянное пульсирующее напряжение с частотой

Анализ выпрямительных устройств, описанных ранее, показывает, что выпрямители позволяют получать на выходе постоянное пульсирующее напряжение с частотой, пропорциональной числу фаз выпрямления. Для питания устройств эти пульсации должны быть снижены до минимального уровня, при котором они не оказывают существенного влияния на работу электротехнических устройств.

С этой целью используют сглаживающие фильтры, которые пропускают на выход только постоянную составляющую выпрямленного напряжения и максимально ослабляют его переменные составляющие.

Обычно амплитуда переменной составляющей основной частоты пульсаций (основной гармоники) наибольшая, поэтому сглаживающее действие фильтра оценивается по степени ослабления именно этой гармоники.

Сглаживающие фильтры относятся к группе фильтров низких частот (см. гл. 4). Качество сглаживания фильтра оценивается коэффициентом сглаживания

k_c=q₁/q₂=(U_mп1/U_mп2)(U₀₂/U₀₁),

где q₁ и q₂ — соответственно коэффициенты пульсации на входе и выходе фильтра; U_mп1 и U_mп2 - амплитуды пульсаций; U₀₁ и U₀₂ — средние выпрямленные напряжения на входе и выходе.

► В простейшем случае сглаживающий фильтр может содержать только один элемент — либо дроссель с большой индуктивностью, включаемый последовательно на выходе выпрямителя, либо конденсатор с большой емкостью, включаемый параллельно нагрузке.

С целью увеличения коэффициента сглаживания применяют различные виды фильтров: Г-образные и П-образные, а также фильтры, в которых используются резонансные явления.

Стабилизаторы постоянного напряжения

Стабилизатором напряжения называется устройство, поддерживающее напряжения на нагрузке с заданной точностью при изменении сопротивления нагрузки и напряжения сети в определенных Пределах.

Основным показателем, характеризующим качество работы стабилизатора, является коэффициент стабилизации напряжения, который равен отношению относительного изменения напряжения на входе к относительному изменению напряжения на выходе:

где ΔU_вх=U_{вх max}-U_{вх min}; ΔU_вых=U_{вых max}-U_{вых min}; здесь U_вх.ном, U_{вых.ном} — номинальные напряжения на входе и выходе стабилизатора; U_{вx max}, U_{вх min} — максимальное и минимальное входные напряжения; U_{вых max}, U_{вых min} — максимальное и минимальное выходное напряжение (на нагрузке).

ЗАПОМНИТЕ

Существует два вида стабилизаторов: параметрический и компенсационный. В параметрических стабилизаторах основным стабилизирующим звеном является нелинейный элемент — стабилитрон. В компенсационных — стабилизация достигается путем введения отрицательной обратной связи с выхода стабилизатора на вход регулирующего элемента, в качестве которого, как правило, используется мощный транзистор.

Простейшим параметрическим стабилизатором напряжения является прибор с кремниевым стабилитроном (рис. 87, а), вольт-амперная характеристика которого представлена на рис. 87, б.

Если выбрать рабочую точку А (U_ном, I_ном) примерно в середине рабочего участка (I_{ст min}÷I_{ст max}) характеристики, то напряжение на стабилитроне U_вых будет оставаться почти неизменным при изменении тока стабилитрона в пределах ΔI_ст=I_{ст max}-I_ном.

Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора напряжения обычно невелик и составляет 20—50. Достоинством рассмотренного стабилизатора является его простота, а недостатком — низкий кпд и ограничение по току нагрузки.