Министерство образования РФ
СЕВМАШВТУЗ
Кафедра №6.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
По выполнению лабораторной работы №8
«Исследование сглаживающих, низкочастотных
активных электрических фильтров»
по дисциплине «Полупроводниковые преобразователи»
Индекс в соответствии с У.П.2000 г. Количество часов – 2 часа
ДС 05 специальность 140400
Северодвинск
2001
Исследование сглаживающих, низкочастотных электрических
фильтров на активных элементах
1.Цель работы.
Целью работы является исследование эффективности активных низкочастотных сглаживающих фильтров с учетом характера сопротивления нагрузки.
2.Основные сведения об активных сглаживающих фильтрах.
Транзисторные сглаживающие фильтры позволяют получить больший коэффициент подавления пульсаций выпрямленного тока и напряжения по сравнению с пассивными фильтрами. Чтобы добиться с помощью пассивного Г-образного низкочастотного фильтра того же эффекта по подавлению пульсаций, что и у транзисторного фильтра необходимо использовать индуктивность величиной в десятки генри, а емкость конденсатора может составить десятки и сотни тысяч микрофарад, что приводит к большой массе и габаритам фильтрующего устройства.
Транзисторные фильтры обладают низким уровнем пульсаций при импульсном характере нагрузки и допускают ее изменение на 100%, в то время как индуктивно-емкостные фильтры в соответствии с теорией четырехполюсников не могут обеспечить работу пассивного фильтра на нагрузку с переменным сопротивлением.
При частоте питающей сети 50 Гц
транзисторные фильтры предпочтительнее
индуктивно-емкостных, так как они имеют
лучшие массо-габаритные показатели.
При частоте питающей сети 400 Гц
индуктивно-емкостной фильтр сравнивается
по
массо-габаритным показателям с
транзисторным сглаживающим фильтром
но при этом продолжает уступать ему в
эффективности подавления пульсаций.
Основным недостатком активного фильтра по сравнению с пассивными является более низкий КПД.
2.1.Классификация транзисторных фильтров.
Транзисторные фильтры, сглаживающие пульсации выпрямленного напряжения, можно различать по: 1) месту включения потребителя, 2) способу питания транзистора; 3) принципу сглаживания пульсаций и 4) способу управления транзистором.
1) В фильтрах последовательного типа проходной транзистор (через который проходит весь ток нагрузки) включен последовательно с потребителем (рис. 1,а и б), а в фильтре параллельного или шунтового типа (ФШ, рис.1,в) – параллельно потребителю. В зависимости от того, в какую цепь транзистора включен потребитель, различают коллекторные фильтры “ФК” (здесь потребитель включен в цепь коллектора, рис.1,а) и эмиттерные фильтры “ФЭ” (где потребитель включен в цепь эмиттера, рис.1,б).
а) б) в)
Рис.1
2)Транзисторы могут питаться постоянным током непосредственно от основного источника, пульсации которого должны быть ослаблены, или от дополнительных источников.
3)Транзисторные фильтры могут сглаживать пульсации как за счет введения затухания на пути прохождения переменной составляющей (ослабляющий фильтр), так и за счет компенсации напряжения пульсации источника встречным напряжением, получаемым в фильтре (компенсационный фильтр).
4) В транзисторных фильтрах типа ФШ транзистор управляется напряжением пульсаций, которое может поступать на него от основного источника (управление со входа) или с выходных зажимов фильтра (управление с выхода).