Индуктивные фильтры

Индуктивные фильтры состоят из дросселя L_ф, который включают последовательно с нагрузкой R_н(рисунок 1.11). Так как ток в цепи с дросселем во время переходного процесса при положительной полуволне U₂, зависит от постоянной времени τ = L_ф / R_н, то длительность импульса увеличивается с ростом τ, что видно на временных диаграммах (рисунок 1.12).

Коэффициент пульсаций такой схемы р = 2πf_осн. × Lф / R_н, т. е. фильтр будет работать тем эффективнее, чем больше L_ф или меньше R_н.

Рисунок 1.11 – Схема включения индуктивного фильтра

Обычно ωL_ф>> R_н. Индуктивные фильтры обычно применяют в 3-х фазных выпрямителях средней и большой мощности, т. е.

с нагрузочными устройствами, имеющими большие токи. Емкостные и индуктивные фильтры относятся к однозвенным фильтрам.

Рисунок 1.12 – Временные диаграммы выпрямителя с индуктивным фильтром

Рассмотрим теперь многозвенные фильтры. Это LC или RC – фильтры, которые обеспечивают еще большее уменьшение коэффициента пульсаций p и включены Г-образно или П-образно (рисунки 1.13, 1.14).

Рисунок 1.13 – Г-образные LC и RC-фильтры

Снижение пульсаций LC-фильтром объясняется совместными действиями индуктивной катушки и конденсатора, когда наблюдается максимальное снижение переменных составляющих выпрямленного тока.

Коэффициент сглаживания LC-фильтра:

q = ω²_оснL_ф C_ф – 1

В маломощных усилителях, где Rн составляет единицы кОм, вместо катушки включают резистор Rф, что уменьшает массу, габариты и стоимость фильтра, однако коэффициент сглаживания, определяемый как q = (0,5…0,9) ω_осн R_ф С_ф, будет меньше, чем у LC-фильтра.

П-образные LC-фильтры состоят из емкостного фильтра и Г-образного LC-фильтра, а RC-фильтры состоят из емкостного фильтра и Г-образного RC-фильтра (рисунок 1.14).

В П-образных фильтрах коэффициент сглаживания равен произведению коэффициентов составных звеньев: q_n = q_c q_г.

П-образные фильтры имеют больший q ≥ 100…1000, чем Г-образные, но и большие габариты.

LC-фильтр RC-фильтр

Рисунок 1.14 – П-образные LC-фильтр и RC-фильтр