• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Г-подібні індуктивно-ємнісний (LC) та активно-ємнісний (RC) фільтри

Схеми принципові електричні фільтрів наведені на рисунку 2.1. Знайдемо зв'язок між коефіцієнтами згладжування фільтрів та номінальними значеннями їх елементів.

Розглянемо спочатку Г-подібний LC-фільтр. Його принципова схема наведена на рисунку 2.4, а. Варіанти еквівалентної схеми наведені на рисунках 2.4,б, в [3, 4].

Вираз для коефіцієнта згладжування пульсацій в загальному вигляді записується так (2.3):

. (2.10)

Рисунок 2.4 – Принципова та еквівалентні схеми Г-подібного LC-фільтра

Врахуємо, що з метою отримання високого значення коефіцієнта корисної дії дросель виготовляють таким, щоб його активний опір був набагато менший від опору навантаження (). Тому на ньому практично відсутнє падіння постійної напруги і . і вираз (2.10) спрощується:

.

Виразимо коефіцієнт згладжування через параметри схеми (рисунок 2.4, в). Для цього запишемо вирази для струмів пульсацій на вході і виході схеми:

,

.

Враховуючи, що для схеми рисунка 2.4, в

,

запишемо

.

Звідки

. (2.11)

Для LC-фільтра

,

оскільки , а

. (2.12)

При перетвореннях виразу (2.12) враховано, що .

Підставимо значення z1та z2 у (2.11).

.

Звідки отримаємо кінцевий результат:

. (2.13)

При вибраній схемі випрямлення, відомих частоті мережі і коефіцієнті обчислюють, використовуючи (2.13), добуток LC. Далі з практичних міркувань приймають певне значення ємності конденсатора чи величину індуктивності і обчислюють параметр другого елемента.

Додаткові умови при визначенні величин індуктивності та ємності полягають у виконанні таких співвідношень:

, .

Виконання першої з них забезпечує індуктивний характер навантаження, а другої – виключає виникнення у фільтрі резонансів на частотах гармонічних складових. Практично досить прийняти

.

Перейдемо до розгляду RC-фільтра. Він замість дроселя L (рисунок 2.4) містить резистор R. Для знаходження опору резистора R та ємності конденсатора С скористаємося рівнянням (2.11). Але в RC-фільтрі, на відміну від LC-фільтра, на активному опорі падає не тільки змінна, але й постійна напруга, якою уже не можна нехтувати [4, 7]. Падіння напруги враховується коефіцієнтом передачі фільтра, який визначається виразом (2.2)

.

Тому згідно (2.10) та (2.11) запишемо:

. (2.14)

Відношення , що входить до (2.14), знайдемо скориставшись законом Ома. При отриманні виразів зважимо на те, що індуктивний опір дроселя для постійного струму є нульовим.

або .

Прирівняємо праві частини рівнянь і знайдемо відношення :

, .

Повернемося до виразу (2.14). Для RC-фільтра . Крім цього, щоб забезпечити ефективність згладжування пульсацій, необхідно виконати умову:

.

Тому

.

Підставивши і значення модулів та у вираз для коефіцієнта згладжування (2.14) отримаємо:

.

Звідси знаходимо добуток СR.

. (2.15)

Як видно з (2.15), при визначені опору R потрібно враховувати втрати, які вносить фільтр, що можна виразити через його коефіцієнт корисної дії:

,

де – потужність навантаження, – потужність в трат втрати на резисторі фільтра, І – струм, що протікає в ланцюзі.

Таким чином

. (2.16)

Для збільшення ККД необхідно зменшувати опір резистора фільтра,а щоб отримати при цьому необхідний коефіцієнт згладжування, потрібно збільшувати ємність конденсатора.

Читайте також:

1. Активні RC-фільтри (АRC- фільтри).
2. Багатофункціональні фільтри трафіку в FreeBSD
3. Баштові біофільтри .
4. Біофільтри із пластмасовим завантаженням .
5. Дискові (заглибні ) біофільтри .
6. До фільтрів періодичної дії відносяться ємнісні, листові, патронні фільтри та фільтрпреси. Фільтри неперервної дії – це барабанні, дискові, стрічкові, тарілкові та карусельні.
7. Електронні фільтри.
8. Загальні відомості про фільтри
9. Загальні положення про фільтри
10. Згладжуючи фільтри
11. Краплинні біофільтри .

Переглядів: 1875