Uнср =Uсфср	Rн	= 40В	1к	= 39,4В
			1к +0,01к
	R + Rн

.

Потери напряжения на дополнительном фильтре:

UВ=40В-39,6В=0,4В.

Ёмкостное сопротивление дополнительного конденсатора C1:

XС1 =	1	=	1				=1,390Ом
	2 2 π f C			10−6
	1		2 2 50 π
				1000

.

Цифра «2» в знаменателе обусловлена двухполупериодным выпрямлением – частота первой гармоники пульсирующего двухполупериодного напряжения равна 2f.

Поскольку XС1<<Rн и Xc<<Rн, то расчёт действующего напряжения пульсаций должен определиться в соответствии со схемой рис. 40, в. Отсюда:

		Uпнд = 5В		XC1	= 5В	1,390Ом			= 0,8В.
				R		10Ом
	Таким		образом,	при	потерях		среднего			напряжения
	ср=	0,6В	100 =1,5%,		ослабление		пульсаций			составило
		40В

п= 05,8ВВ = 6,25 раз.

Рассмотренный фильтр относится к фильтрам первого порядка. Такие фильтры минимально ослабляют пульсации. Большее их ослабление имеет место при использовании фильтров более высоких порядков. Такие фильтры содержат количество реактивных элементов, равное порядку фильтра.

6.2. LC фильтры

Схема выпрямителя с дополнительным LC фильтром представлена на

65

рис. 41 а, а эквивалентная схема дополнительного фильтра на рис. 41 б. Здесь R – резистивное сопротивление провода катушки индуктивности.

Его можно сделать достаточно малым по сравнению с Rн, т.е. R<<Rн, тогда среднее значение напряжения на нагрузке, рис. 41 в, составит

U

нср

=U

сср

Rн

≈U

сср

Rн

=U

сср

.

R

R

+ R

н

н

Тем самым ослабление среднего значения напряжения можно сделать сколь угодно малым.

Что касается подавления напряжения пульсаций, то и в том случае можно воспользоваться условием: R<0.3XL1, что означает возможность пренебречь сопротивлением резистора; а XC1<0.3Rн- сопротивлением нагрузки. Этому условию соответствует схема на рис. 41 г. Отсюда:

Uпнд =UСфпд			XС1			.
			XL − XС1

Очевидно, что для эффективного подавления пульсаций достаточно обеспечить условия. XC << X L . Тогда:

66

Uнпд =Uспд XC .

XL

Пример 2.17 Оценить пульсации напряжения на нагрузке в схеме выпрямителя, вы-

полненного по схеме рис. 41, при L=10 Гн, С1=10 мкф, Rн=5к, R=100Ом. Решение Поскольку выпрямитель двухполупериодный, то основная гармоника

напряжения пульсаций fп=2.50Гц=100Гц.

Индуктивное сопротивление дросселя XL=4πfL=4π50.10= =6280Ом. Тем самым L>R и величиной сопротивления R можно пренебречь.

Емкостное сопротивление конденсатора:

XC

=

1

=

1

=159,2Ом

ω C

2 π 2 50 10 10−6

1

.

Очевидно, что Xс<<Rн и |XC|<<|X’L|. Отсюда напряжение пульсаций

на нагрузке составит:

Uнпд

=Uспд

XС

159,2Ом

XL = 5В

6280Ом = 0,13В.

1

Пульсации напряжения в рассматриваемом случае уменьшились в

Uспд

=

5В

= 38,5раз

Uнпд

0,13В

.

6.3. Фильтры, начинающиеся с индуктивности

Схема выпрямителя с таким фильтром представлена на рис. 42.

67