Резонансные фильтры.

Для улучшения сглаживающих свойств иногда применяют резонансные фильтры.

Это фильтр, в котором в отличие от обычного LC-фильтра параллельно индуктивности включена емкость C_К. Ее величину выбирают такой, чтобы колебательный контур оказался настроенным в резонанс на частоту первой гармоники пульсации выпрямленного напряжения.

Для первой гармоники эквивалентное сопротивление контура R_ЭКВ=L/C_Кr_др, где r_др – активное сопротивление обмотки дросселя.

Эквивалентное сопротивление контура для первой гармоники будет очень большим и переменная составляющая выпрямленного напряжения почти полностью выделится на контуре. Коэффициент сглаживания такого фильтра

По сравнению с обычными Г-образным LC-фильтром коэффициент сглаживания резонансного фильтра с параллельным контуром в 3 – 4 раза выше.

На рис. 7.6б изображен фильтр с последовательным резонансным контуром. В нем последовательно с емкостью С₁ включен дроссель.

Индуктивность обмотки дросселя выбирают такой, чтобы последовательный контур С₁L_K оказался настроенным в резонанс на частоту основной гармоники выпрямленного напряжения. При этом сопротивление контура для тока первой гармоники будет наименьшим и равным z_к=r_к, где r_к – активное сопротивление контура, учитывающее потери в стали дросселя, активное сопротивление обмотки дросселя, а также потери в конденсаторе C₁.

Величину индуктивности обмотки дросселя L_К определяют из условия резонанса L_К = 1/(mω_c)²C₁. Приблизительно коэффициент сглаживания такого фильтра К_с mω_cL_к/r_к.

Недостатком резонансных фильтров является их эффективность только для одной резонансной частоты. Для других частот, отличных от резонансной, контур LC_к обладает значительно меньшим сопротивлением и фильтрующие свойства значительно ухудшаются.

Помимо относительно сложности настройки контура LC_кв резонанс недостатком фильтра является неизбежная расстройка его при изменении тока нагрузки, так как при этом изменяется индуктивность дросселя. Таким образом, коэффициент сглаживания резонансного фильтра зависит от тока нагрузки выпрямителя.