Пассивные сглаживающие фильтры

Активно-индуктивный (R-L) сглаживающий фильтр

Он представляет собой катушку с ферромагнитным сердечником

(дроссель), включаемую последовательно с нагрузкой.

Рисунок 7.3 Пассивный сглаживающий фильтр

Установим связь коэффициента сглаживания фильтра с параметрами его элементов.

(7.5)

Для получения достаточно хорошего сглаживания надо, чтобы q >>1. Как видно из формулы для этого следует увеличивать индуктивность дросселя, уменьшать сопротивление нагрузки и увеличивать число фаз выпрямления – р (пульсность).

Активно-индуктивный фильтр является габаритным устройством, поэтому для уменьшения его размеров стараются повысить пульсность в звене выпрямителя. Данный фильтр используется при постоянном токе нагрузки в цепях с повышенным током. При возрастании тока нагрузки (I_н) происходит увеличение энергии, накапливаемой в дросселе, при этом увеличивается ЭДС самоиндукции, что препятствует прохождению в нагрузку переменной составляющей тока. При этом улучшаются сглаживающие свойства фильтра.

Рисунок 7.4 График улучшения сглаживающих свойств фильтра

При работе на импульсную нагрузку а, именно при “сбросе” тока нагрузки Iн или отключении источника питания возникает перенапряжение, который может привести к выходу из строя элементов схемы. Поэтому при проектировании сглаживающих фильтров необходимо учитывать такие перенапряжения.

Рисунок 7.5 Схема активно-индуктивного фильтра

По законам Ома и Кирхгофа:

(7.6)

Таким образом, достоинствами схемы являются простота, небольшие потери мощности и незначительная зависимость выходного напряжения от изменения сопротивления нагрузки.

Недостатки фильтра:

1) перенапряжения, возникающие при отключении нагрузки или при резком изменении её величины. Поэтому в мощных выпрямителях рекомендуется параллельно дросселям включать разрядники, срабатывающие, когда напряжение на дросселе превышает определенный уровень;

2) непостоянство сглаживающего действия фильтра при изменении сопротивления нагрузки.