FILTRY ZŁOŻONE

Filtry złożone, będące kombinacją układową filtrów uprzednio omówionych, stosuje się celem dalszego zmniejszenia tętnień napięcia wyjściowego. Na rysunku przedstawione są schematy kilku podstawowych filtrów złożonych,

Filtry złożone: a) RC, b) CRC, c) LC, d) CLC; e) charakterystyka wyjściowa prostownika dwupołówkowego dla różnych układów filtrujących

Na rys powyżej pokazana jest zależność średniego napięcia wyjściowego w funkcji prądu obciążenia dla prostownika dwupołówkowego. Jak wynika z przebiegu charakterystyk wszystkie filtry zawierające pojemność dostarczają przy biegu jałowym napięcia" maksymalnego. Napięcie wyjściowe (średnie) prostownika dwupołówkowego bez filtru wynosi natomiast

To samo odnosi się do omówionego w poprzednim rozdziale proste go filtru indukcyjnego (typu L). Najmniejszą rezystancją wewnętrzna,. charakteryzuje się sam prostownik bez filtru. Niestety korzystny przebieg bieg charakterystyki wyjściowej okupiony jest bardzo dużymi tętnienia. mi napięcia wyjściowego.

Zastosowanie filtrów złożonych zwiększa wprawdzie rezystancję wewnętrzną, jednak zmniejsza zdecydowanie tętnienie. I tak np. dla filtru typu LC, który można potraktować jako połączenie dwóch filtrów prostych otrzymamy

Jak wiadomo wartość współczynnika tętnień dla prostego filtru indukcyjnego (typu L) jest wprost proporcjonalna do obciążenia. połączenie własności obydwu filtrów daje w konsekwencji efekt niezależności k_t(L) i k_t(C) wartości obciążenia. Podstawiając do wzoru powyżej wyznaczone uprzednio zależności na k_t(L) i k_t(C otrzymany dla częstotliwości sieciowej

Charakterystyka wyjściowa takiego filtru jest bardzo specyficzna (rys. 7.10). Otóż, istnieje pewna charakterystyczna wartość prądu l_{0 min}. , która "dzieli" charakterystykę na dwa przedziały. Dla prądów I_{o min}. > I_o> O charakterystyka jest mocno opadająca, co oznacza,że układ charakteryzuje się w tym przedziale dużą rezystancją wewnętrzną. Dla prądów I₀ > I_0min natomiast rezystancja wewnętrzna 'jest najmniejsza ze wszystkich filtrów (charakterystyka najbardziej zbliżona do poziomej). Korzystny zakres charakterystyki filtru LC posiada dwa ograniczenia. Jednym jest wspomniany prąd I_{0 min} drugim prąd maksymalny, który powoduje nasycenie dławika. Przy prostowaniu dwupołówkowym napięcia sieciowego dla wartości I_{0 min} . obowiązuje przybliżona zależność

Zaletą filtru LC jest to, że w prądzie płynącym przez diody •nie występują impulsy.

Dołączenie na wejście pojemności C₁ (rys.7.10b) pozwala uzyskać filtr CLC (typu π ) . Filtr ten, podobnie jak prosty filtr pojemnościowy, pozwala na uzyskanie wartości napięcia wyjściowego bliskiej wartości szczytowej. Wadą tego filtru są impulsy prądowe płynące przez diody prostownicze, co jest wynikiem obecności na wejściu kondensatora C-. Ponieważ filtr typu CLC posiada w przybliżeniu własności filtru pojemnościowego i filtru LC, więc współczynnik tętnień k_t jest w przybliżeniu równy iloczynowi współczynników tętnień obu filtrów i wynosi

gdzie:

C₁, C₂ [μF] ,

L[H] , R[Ω].

Jeśli dławik w filtrze zastąpiony zostanie rezystorem (rys.d), co często ma miejsce przy małych prądach pobieranych z zasilacza, to współczynnik tętnień jest równy

Filtry typu CRC, a tym bardziej RC, mają mocno opadającą charakterystykę wyjściową (dużą rezystancję wewnętrzną), co powoduje, że stosowane one są do zasilania urządzeń charakteryzujących się małym i do tego stałym poborem prądu. Zmiana wartości prądu obciążenia powoduje bowiem zbyt duże zmiany napięcia wyjściowego. Aby zapewnić stałość napięcia wyjściowego przy dużych zmianach prądu obciążenia nie wystarczy już nawet najlepszy filtr, konieczne jest wówczas zastosowanie stabilizatora.

powrót