Сглаживание выпрямленного напряжения

Для сглаживания (уменьшения пульсаций) выпрямленного напряжения применяют сглаживающие фильтры, которые включают между диодной группой и нагрузкой.

Сглаживающий фильтр содержит реактивные элементы - конденсаторы и индуктивные катушки, которые способны запасать энергию, соответственно, в виде энергии электрического и магнитного поля. Сопротивления этих элементов зависят от частоты протекающего через них тока.

По виду реактивных элементов различают емкостные (рис. 153.5, а), индуктивные (рис. 135.5, б) и смешанные фильтры. Смешанные фильтры подразделяются на Г- (рис. 153.5, в, г) и
П-образные (рис. 153.5, д, е).

Эффективность фильтров оценивается коэффициентом сглаживания:

,

где р_вх, р_вых – коэффициенты пульсаций напряжений, соответственно, на входе и выходе фильтра.

Во многих случаях первым звеном фильтра является конденсатор, подключаемый параллельно выходу вентильной диодной группы; его работа на примере однополупериодного выпрямителя представлена на рис. 135.6.

Рис. 133.5

Рис. 135.6

Конденсатор С заряжается через диод до амплитудного значения напряжения u₂ в интервал времени t₁÷−t₂. В течение интервала времени t₂÷−t₃ напряжение u_c > u₂, диод закрыт, и конденсатор разряжается на нагрузочный резистор R_н с постоянной времени . При этом напряжение u_н снижается до некоторого наименьшего значения. Начиная с момента времени t₃, напряжение на конденсаторе становится меньше u₂: диод открывается, конденсатор начинает заряжаться, и процессы повторяются.

Напряжение u_н не уменьшается до нуля, а пульсирует в некоторых пределах, увеличивая среднее значение выпрямленного напряжения по сравнению со случаем безъемкостного выпрямления.