Тема № 6. Елементна база мікропроцесорної техніки

4. Згладжувальні фільтри

Для живлення низки вузлів електронної апаратури звичайно потрібна
постійна напруга. Напруга ж, одержувана на виході розглянутих випрямних
схем, є або пульсуючою (трифазний випрямляч), або імпульсною (одно- і
двонапівперіодний випрямляч). Для того щоб випрямлена напруга мала
необхідну форму, застосовують фільтри, що згладжують.
Фільтри, що згладжують, підрозділяються на ємнісні, індуктивні,
індуктивно-ємнісні.
Найбільш простим є ємнісний фільтр, який складається з конденсатора
CФ , включеного паралельно з навантаженням (мал. 8, а). Робота фільтра
заснована на здатності конденсатора швидко запасати електричну енергію, а
потім відносно повільно віддавати її в навантаження.

Мал. 8. Схема ємнісного фільтра (а) і графіки напруг у ньому (б)

Коли напруга на діоді Д, рівна різниці напруги джерела й напруги на
конденсаторі, позитивна, тобто UД =u -U C   > 0, то діод відкритий і CФ
заряджається. Тому що опір діода Д досить малий, конденсатор устигає

зарядитися майже до Um . Потім, коли UД = u - UC <0, діод замкнений і
конденсатор повільно розряджається через RH доти, поки напруга джерела u
знову  не  стане  більше  UC .     Час  розрядки  залежить  від  постійної  часу  τ = CФRФ , яка показує, протягом якого часу напруга на конденсаторі поменшає в 2,72 рази.
Ємнісні фільтри, як правило, використовують у випрямлячах малої
потужності.
У випрямлячах з більшими струмами застосовують індуктивні й
комбіновані фільтри. Ці фільтри забезпечують гарне згладжування струму в
навантаженні. Їхню роботу (мал. 9) зручно пояснювати, представляючи напругу на вході фільтра як суму постійної складової й цілого ряду гармонік (змінних складових). Тоді індуктивність і ємність фільтра являють собою дільник. На індуктивному опорі дільника ( XL = 2π fL) виділяється більша частина змінної, а на ємнісному ( X C = 1/2π fC ) - більша частина постійної складової напруги випрямляча.

Мал. 9. Комбінований LC -фільтр