ffle k , = U\JU\ и = f/ /f/ -коэффициенты пульсаций на входе и выходе фильтра соответственно; U\, - амплитуда переменной составляющей выпрямленного напряжения на входе и выходе фильтра соответственно; Uo, Uo - среднее значение выпрямленного напряжения на входе и выходе фильтра.

В общем случае пульсации напряжения имеют сложную форму и содержат все гармонические составляющие, кратные частоте питающей сети. Обычно расчет фильтра производят по низшей гармонике пульсации, которая равняется либо частоте р/с, либо частоте сети /с.

--UP

-J- г.. г.. в..

С<рг -г- 1

Cfr -г-

Сф2-г-

Рис. 4-1. Схемы простейших фильтров.

а - емкостный /?С-фильтр; б - индуктивный; в - индуктивио-емкостный Г-об-разный; г - П-образный С1.С-фильтр; д - иидуктивно-емкостный двухзвеиный.

В источниках электропитания радиоаппаратуры наибольшее применение получили простейшие фильтры: емкостные (см. рис. 3-1), резистивно-емкостные (рис. 4-1,а), индуктивные (рис. 4-1,6), однозвенные индуктивно-емкостные Г-образные (рис. 4-1,в), индуктивно-емкостные П-образные (рис. 4-1,г) и двухзвенные индуктивно-емкостные (рис. 4-l,d).

С помощью пассивных сглаживающих фильтров (см. рис. 3-1) несложно получить коэффициент пульсаций 0,5--1%. Дальнейшее уменьшение пульсации пассивными фильтрами приводит к значительному возрастанию габаритов и ухудшению динамических характеристик фильтра. Активно-емкостные фильтры применяются обычно в выпрямителях на токи не более 10 мА. Емкостные фильтры применяются в выпрямителях на токи до 1 А. На большие токи емкостные фильтры применяются в тех случаях, когда хотят иметь лучшую ча-

стотную характеристику выпрямителя при работе его на импульсную нагрузку.

Индуктивные фильтры применяются в сильноточных низковольтных выпрямителях (больше 50-100 А), работающих при неизменных токах нагрузки. Это в основном цепи накалов ламп, катушки магнитных систем и др. Индуктивно-емкостные фильтры применяются в выпрямителях на токи от единиц до сотен ампер.

4-2. РАСЧЕТ ЕМКОСТНЫХ И АКТИВНО-ЕМКОСТНЫХ ФИЛЬТРОВ

Расчет емкостных фильтров обычно совмещается с расчетом выпрямителя, из которого по кривым на рис. 3-9 определяют значение коэффициента Я. Зная требуемый коэффициент пульсаций кпо, по формуле (3-6) рассчитывают емкость конденсатора фильтра.

Расчет активно-емкостных фильтров (рис. 4-1,а) в однофазных выпрямителях следует совмещать с расчетом всего выпрямителя, так как в этих схемах существенно сказывается нелинейность (вентильные свойства) выпрямителя на режим работы фильтра и точность его расчета. При совмещении этих расчетов сопротивление фильтра, которым задаются в пределах 0,25-0,5iH, добавляется к внутреннему сопротивлению фазы выпрямителя:

Г=Гтр + П^Гдаф + Яф- (4-2)

в тех схемах, где на вход активно-емкостного фильтра подается небольшая переменная составляющая (не более 10% выпрямленного напряжения), расчет фильтра можно производить отдельно. Этот метод расчета можно применять во всех трехфазных схемах и в тех однофазных, в которых имеется предварительное фильтрующее звено, уменьшающее пульсации на входе 7?С-фильтра до 10%.

Коэффициент сглаживания активно-емкостного фильтра [6] определяется формулой

Сопротивление фильтра необходимо выбирать в интервале

0,257?н^Ф.опт<0,65/?и. (4-4)

Рекомендуемое значение

Рф,опт=0,25Рн. (4-5)

Для выбора типа резистора фильтра необходимо рассчитать мощность, выделяемую на нем, которая определяется эффективным значением тока и рассчитывается по формуле

где^амплитуда переменной составляющей на входе фильтра.

Если пульсация на входе iC-фильтра не превышает 10%, мощность, рассеиваемая на Яф, определяется как

\ = .Ф-

При выборе типа конденсатора фильтра необходимо учитывать максимальное (амплитудное) значение напряжения на нем, равное Uomax+U.

4-3. РАСЧЕТ ИНДУКТИВНЫХ И ИНДУКТИВНО-ЕМКОСТНЫХ ФИЛЬТРОВ

Коэффициент сглаживания индуктивного фильтра (см. рис. 4-1,6) рассчитывается по формуле

?ф = V + Г^/ + (/7 eф) (4-7)

где и 1ф - активное сопротивление и индуктивность

Дросселя фильтра.

В большинстве практических схем выполняются неравенства

В таких случаях коэффициент сглаживания рассчитывается так:

(4-8)

При расчете дросселя фильтра по найденной величине Ьф необходимо учесть, что во время переходных процессов при включении выпрямителя и при к. з. в нагрузке к обмотке дросселя может быть приложено входное