1. Методика расчета сглаживающего резистивно - емкостного фильтра

Сглаживающий резистивно – емкостной фильтр (RC-фильтр) подключается на выход выпрямителя и предназначен для уменьшения пульсаций переменной составляющей выпрямленного напряжения (рис.2). Такой фильтр используется при небольших токах нагрузки (обычно до 20 мА) и небольших коэффициентах сглаживания (относительно большой амплитуды пульсаций на нагрузке). Недостаток такого фильтра - большое падение напряжения на резисторе, а достоинство – малые габаритные размеры и малая стоимость.

Входными данными для расчета сглаживающего резистивно - емкостного фильтра являются:

• выходное напряжение на нагрузке ;

• выходной ток нагрузки ;

• амплитуда напряжения пульсаций на выходе фильтра ;

• коэффициент сглаживания фильтра .

Коэффициент сглаживания пульсаций – это отношение напряжения пульсаций на входе стабилизаторак напряжению пульсаций на его выходе:

, (1.1)

После расчета элементов фильтра получаем входные данные для расчета выпрямителя:

• напряжение на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

• ток на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

• амплитуду напряжения пульсаций на входе фильтра (выходе выпрямителя) .

Методика расчета сглаживающего резистивно - емкостного фильтра следующая.

1. Находят сопротивление нагрузки:

, (1.2)

где - напряжение на выходе фильтра (напряжение на нагрузке) і ток нагрузки, соответственно.

2. Выбираем значение из соотношения:

(1.3)

и с помощью приложения 1 выбираем номинальные значения сопротивления.

3. Находим значение емкости фильтра:

, (1.4)

де для двухполупериодной или мостовой схемы выпрямления идля однополупериодной схемы выпрямления;

- заданная частота переменного напряжения;

- заданный коэффициент сглаживания фильтра.

4. Находим напряжение пульсаций на входе фильтра:

, (1.5)

где - напряжение пульсаций на выходе фильтра (на нагрузке).

5. Находим напряжение на входе фильтра :

. (1.6)

6. Значение тока на входе фильтра приблизительно равняется току нагрузки:

. (1.7)

7. Находим значение мощности, рассеиваемой на резисторе фильтра:

. (1.8)

8. Находим значение рабочего напряжения емкости фильтра:

. (1.9)

9. С помощью приложения 1 и 2 выбираем номинальные значения сопротивления и мощности резистора фильтра, а также емкости и рабочего напряжения конденсатора фильтра, исходя из соотношений:

, ,,. (1.10)

10. Для последующего расчета выпрямителя используют следующие рассчитанные данные:

• напряжение на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

• ток на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

• амплитуду напряжения пульсаций на входе фильтра (выходе выпрямителя) .

11. Далее переходят к расчету выпрямителя согласно разделу 5.

2. Методика расчета сглаживающего индуктивно - емкостного

фильтра

Сглаживающий индуктивно - емкостной фильтр (LC-фильтр) подключается на выход выпрямителя и предназначается для уменьшения пульсаций переменной составляющей выпрямленного напряжения (рис.3). Такой фильтр используют при значительных токах нагрузки и средних значениях коэффициента сглаживания (более 3). Недостаток такого фильтра - значительные габаритные размеры и большая стоимость, а достоинство – достаточно большой к.п.д. вследствие малого падения напряжения на индуктивности фильтра.

Входными данными для расчета сглаживающего индуктивно - емкостного фильтра являются:

• выходное напряжение на нагрузке ;

• выходной ток нагрузки ;

• амплитуда напряжения пульсаций на выходе фильтра ;

• коэффициент сглаживания фильтра , который должен быть больше 3 для исключения резонансных явлений.

Коэффициент сглаживания пульсаций – это отношение напряжения пульсаций на входе стабилизаторак напряжению пульсаций на его выходе:

, (2.1)

После расчета элементов фильтра получаем входные данные для расчета выпрямителя:

• напряжение на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

• ток на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

• напряжение пульсаций на входе фильтра (выходе выпрямителя) .

Методика расчета сглаживающего индуктивно - емкостного фильтра следующая.

1. Находим сопротивление нагрузки:

, (2.2)

где - напряжение на выходе фильтра (напряжение на нагрузке) и ток нагрузки, соответственно.

2. Находим значение индуктивности фильтра:

, (2.3)

где для двухполупериодной или мостовой схемы выпрямления идля однополупериодной схемы выпрямления;

- заданная частота переменного напряжения.

После этого, согласно приложению 3, находим номинальное значение индуктивности фильтра.

3. Находим значение емкости фильтра:

. (2.4)

4. Находим напряжение пульсаций на входе фильтра:

, (2.5)

где - напряжение пульсаций на выходе фильтра (на нагрузке).

5. Находим напряжение на входе фильтра :

. (2.6)

6. Значение тока на входе фильтра приблизительно равняется току нагрузки:

. (2.7)

7. Находим значение рабочего напряжения емкости фильтра:

. (2.8)

8. С помощью приложения 2 и 3 выбираем номинальные значения индуктивности фильтра, а также емкости и рабочего напряжения конденсатора фильтра исходя из соотношений:

, ,. (2.9)

9. Для последующего расчета выпрямителя используют следующие рассчитанные данные:

• напряжение на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

• ток на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

• напряжение пульсаций на входе фильтра (выходе выпрямителя) .

10. Далее переходят к расчету выпрямителя согласно методике раздела 5.