Назначение, виды, работа.

Сглаживающий фильтр – зто злектротехническое устройство, предназначенное для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения.

Фильтр включается между выпрямляющими элементами и нагрузкой.

Основная характеристика сглаживающего фильтра – коэффициент сглаживания пульсаций (q). Это отношение коэффициента пульсации на входе фильтра к коэффициенту пульсации на выходе фильтра :

Виды фильтров:

1. Пассивные фильтры– состоят из различного количества R, L, C – элементов. Они бывают простые и сложные. В сложных кроме R, L, C – элементов дополнительно содержатся колебательные контуры.

2. Активные фильтры – кроме R, L, C – элементов дополнительно содержат лампы и транзисторы.

В медицинской аппаратуре применяются простые, пассивные «Г» и «П» – образные фильтры.

«Г» «П»

Принцип работы фильтров удобно рассмотреть на примере простейших емкостного и индуктивного фильтров, включенных на выходе однополупериодного выпрямителя.

1. Емкостной фильтр.

Емкостной фильтр представляет собой конденсатор, включенный параллельно нагрузке.

Одн. С - емкостной фильтр

выпр. С R R - нагрузка

U

1 1 1 1

2 t

При отсутствии емкости С через нагрузку R проходит пульсирующий ток ( на

графике импульсы 1 ). При наличии емкости С в положительные полупериоды часть тока идет через нагрузку, а часть тока на зарядку конденсатора, который заряжается и накапливает энергию.

В отрицательные полупериоды конденсатор отдаёт накопленную энергию в нагрузку. Ток через нагрузку становиться непрерывным. Пульсация напряжения и тока понижается ( на графике кривая 2 ).

Условие эффективной работы емкостного фильтра:

Х_с<<R (Хс = 1 / ωC)

2.Индуктивный фильтр.

Индуктивный фильтр представляет собой дроссель ( катушку с сердечником ), включенную последовательно с сопротивлением нагрузки.

Одн. L

выпр. R

В первую половину положительного полупериода, когла через дроссель ток возрастает, дросель накапливает энергию в виде магнитного поля катушки. Когда ток через дроссель уменьшается, энергия магнитного поля катушки переходит в электрическое поле, поддерживая ток через нагрузку. Коэффициент пульсации такого фильтра тем меньше, чем больше индуктивность дроселя. Графики напряжения и тока на сопротивлении нагрузки для емкостного и индуктивного фильтров качественно совпадают.

Условие эффективной работы индуктивного фильтра:

Х_L>>R (Х_L = Lω )