Сглаживающие фильтры

 

---

Активно- емкостный (R-C) сглаживающий фильтр 
Представляет собой конденсатор, включаемый параллельно нагрузке. 
Получим выражение для 
коэффициента сглаживания
через параметры 
схемы замещения:
При однополупериодном выпрямлении конденсатор С
ф
фильтра заряжается 
импульсом тока через вентиль и разряжается на нагрузку R
н 
один раз в 
течение периода сети. В многофазном выпрямителе заряд и разряд 
конденсатора происходят с частотой пульсаций 
, где Т
с
– период 
сетевого напряжения. 
Активно- емкостный фильтр используются при малых токах нагрузки, так 
как с ростом тока уменьшается постоянная цепи разряда τ, что увеличивает 
пульсацию напряжения (из-за глубокого разряда конденсатора).
К 
достоинствам
фильтра можно отнести: отсутствие повышения уровня 
напряжения или его снижение при переходных процессах, простота, 
небольшие габаритные размеры и стоимость.
Недостатком 
фильтра является: воздействие на выпрямитель ( угол отсечки 
тока меньше 180 градусов), поэтому при использовании такого фильтра с 

---

большой величиной емкости необходимо вводить в звено выпрямителя 
защитные элементы по току.
Индуктивно- емкостный (L-C) сглаживающий фильтр 
При 
соблюдении 
условия 
Х
др
> 
Х
с
реакция 
фильтра 
будет индуктивного характера. Дроссель и конденсатор, используемые 
совместно, более эффективно выполняют функции сглаживания, чем при их 
раздельном включении, если выполняются неравенства:
Х
др
>> R
н 
и Х
с
<< R
н
Получим выражение для коэффициента сглаживания фильтра через 
параметры схемы замещения: 
Фильтр используется при большой мощности нагрузки. 
К 
достоинствам
фильтра относится: малые габаритные размеры, малая 
зависимость коэффициента сглаживания от изменений тока нагрузки 
(различный характер зависимости q от Iн для реактивных элементов взаимно 
компенсирует влияние).

---

Недостатки
: в таких фильтрах возникают переходные процессы, 
усложняющие работу, как потребителя, так и источника питания, дроссели 
фильтров имеют большие габаритные размеры и массу, а их индуктивность, 
следовательно, коэффициенты сглаживания зависят от тока нагрузки. При 
включении и отключении сети, а также при резких изменениях нагрузки в 
фильтре возникают переходные процессы, которые могут привести к 
перенапряжениям и броскам тока в элементах фильтра и выпрямителя. 
Из выше сказанного можно сделать несколько выводов. Сглаживающие LC-
фильтры чаще всего применяются в выпрямителях большой и средней 
мощности. При большой мощности выпрямителя величина индуктивности 
дросселя получается сравнительно малой, поэтому падение напряжения на 
дросселе от постоянного тока незначительно и КПД фильтра достаточно 
высок. 
К недостатком LC-фильтров относятся: 
1. изменение индуктивности дросселя, а значит, и коэффициента 
сглаживания при изменении тока нагрузки;
2. значительная 
величина 
индуктивности 
дросселя 
для 
маломощных выпрямителей. В этом случае габариты и масса 
дросселя соизмеримы с габаритами и массой силового 
трансформатора;
3. наличие магнитного поля рассеяния, создаваемого дросселем 
фильтра, которое может быть источником помех для приемной и 
измерительной аппаратуры;
4. возникновение переходных процессов в фильтре, которые могут 
быть причиной искажения тока в нагрузке;
5. недостаточное 
сглаживание 
низкочастотных 
пульсаций, 
возникающих при медленных изменениях сетевого напряжения.

---

В маломощных выпрямителях вместо LC-фильтров применяются RC-
фильтры, но это связано с понижением КПД.