FILTR INDUKCYJNY

Filtr indukcyjny jest dużo rzadziej stosowany w układach prostowniczych małej mocy niż filtr pojemnościowy. Wykonywanie specjalnego dławika, którego gabaryty są znaczne, jest kłopotliwe. W wielu rozwiązaniach ( zwłaszcza w energoelektronice) układy z indukcyjnością są jednak nie zastąpione. Działanie filtru indukcyjnego opiera się na magazynowaniu energii w polu magnetycznym, gdy prąd narasta i oddawaniu energii, gdy prąd maleje. Już z tej prostej zasady wynika, że dławik przeciwdziała zmianom prądu i stara się utrzymać jego wartość na stałym poziomie..W układzie jednopołówkowym prąd płynący w obwodzie jest. Funkcją będącą rozwiązaniem równania różniczkowego

                          

Znając przebieg prądu można drogą różniczkowania graficznego wykreślić kreślić przebieg napięcia na indukcyjności  . Jak widać z wykresu w przedziale czasu od zera do punktu A transformator do starcza energii, gdyż Utr > O i   - itr – i=iL > O. Część tej energii jest magazynowana w polu magnetycznym dławika, pozostała część wydziela się w rezystancji obciążania R0. W przedziale czasu odpowiadającym punktom A-B bilans energetyczny zmienia się 'Dławik zaczyna oddawać energię do obciążenia podobnie jak transformator. Wreszcie w przedziale czasu począwszy od punktu B Jedynym "dostarczycielem" energii staje się dławik. Jego energia jest częściowo rozpraszana w rezystorze obciążenia, częściowo zaś zwracana przez transformator do sieci, gdyż itr > O; utr < O  Ptr < 0.

Układy prostowania jednopołówkowego nie są praktycznie stosowane ze względu na bardzo dużą amplitudę tętnień (napięcie wyjściowe spada do zera). W układzie dwupołówkowym nie występuje  proces zaniku prądu do zera, gdyż wcześniej rozpoczyna się proces przewodzenia drugiej diody) Im większa jest wartość ilorazu ,  tym bardziej płaski kształt prądu: tym dłuższy jest czas jego przepływu. Napięcie wyjściowe ma wówczas mniejszą  amplitudę tętnień. Aby wyzna wartość współczynnika tętnień dla układu dwupołówkowego z filtrem indukcyjnym skorzystajmy z zależności podanej na rys.( powyżej). Prąd, jaki popłynie w obwodzie, przy upraszczającym uwzględnieniu jedynie drugiej harmonicznej, (wyższe harmoniczne mają niewielki wpływ)dzie miał postać

 

Układ prostownika jednopołówkowego z filtrem indukcyjnym

a)     schemat

b)    przebiegi napięć i prądów

c)     przebiegi napięć na elementach obwodu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Układ prostownika dwupołówkowego

a)     schemat

b)    przebiegi napięcia wyjściowego u oraz prądów diod iD

 

 

gdzie

                   *      

 

Wartość skuteczna składowej zmiennej wyniesie zatem:

 

a zgodnie z definicją

 

w większości przypadków praktycznych stosunek jest duży, a wówczas wyrażenie powyższe można uprościć do postaci

                            

Wyrażenie to wskazuje, ze filtracja poprawia się wraz ze zmniejszeniem się rezystancji obciążenia ( odwrotnie niż w filtrze pojemnościowym. W filtrach indukcyjnych nie występuje groźba dużych wartości prądów w momencie włączenia IDWŁ oraz maksymalnych prądów okresowych IDW . Jest to wynikiem obecności indukcyjności w obwodzie, która nie dopuszcza do gwałtownych zmian prądów . diody pracują tutaj w warunkach dużo bardziej korzystnych  niż miało to miejsce w filtrze pojemnościowym

powrót