Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [ 105 ] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

равного амплитуде напряжения иа вторичной обмотке трансформатора (J2,n- Во второй иолупериод, когда потенциал точки Л становится отрицательным, а точки Б - положительным, вторичная обмотка трансформатора оказывается соединеиной с конденсатором С1 таким образом, что напряжения на их зажимах складываются. Под воздействием -ЭТОГО суммарного напряжения конденсатор С2 через диод Д2 заряжается почти до удвоенного значения амплитудного напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора 2U2m. В процессе заряда конденсатора С2 происходит разряд конденсатора С1. Затем процесс повторяется. При этом напряжение на сопротивлении нагрузки, подключенном параллельно конденсатору С2, пульсирует с частотой напряжения сети.

На рис. 17.6, б приведена схема с утроением напряжеиия. В положительный полупериод, когда потенциал точки Л положителен относительно точки i>, конденсатор С1 заряжается через диод Д! до напряжения Ujrn- В следующий полупериод конденсатор С2 заряжается через ,диод Д2 до напряжения, равного сумме напряжений конденсатора С\ и вторичной обмотки трансформатора, т. е. примерно до напряжеиия 2U2m Конденсатор С! в .это время разряжается. В последующий полупериод, когда происходит повторная зарядка конденсатора С/ через диод Д1, запертым окажется диод Д2 и конденсатор С2 разрядится через диод ДЗ на конденсатор СЗ, зарядив его до напряжения 2U2,n- По окончании заряда конденсатора С1 (к концу третьего полупериода) сопротивление нагрузки окажется под суммарным напряжением конденсаторов С1 и С2, т. е. примерно под утроенным напряжением U2m-

По аналогии с рассмотренными схе.мами могут быть построены схемы с большей кратностью умножения напряжения - принципиально сколь уго,дно большой. Однако чем выше кратность умножения напряжения, тем больше .диодов и конденсаторов должно быть в схеме и тем более высокие напряжения они должны выдерживать.

Схемы с умножением напряжения не могут обеспечить на нагрузке большой выпрямленный ток. Объясняется это тем. что при большом токе нагрузки конденсаторы, входящие в схему выпрямителя, должны иметь очень большую емкость. В противном случае они будут быстро разряжаться и пульсации напряжения на нагрузке станут недопустимо большими. Поэтому такие схемы применяются главным образом для получения высоких напряжений при малом токе нагрузки.

17.5. СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ

В большинстве случаев при питании электронной аппаратуры допускается весьма малая (порядка десятых, сотых и даже тысячных долей процента) пульсация выпрямленного напряН4:ения. Между тем на выходе основных выпрямительных схем пульсация во много раз превышает допустимую. Для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения применяются сглаживающие фильтры.

Любой сглалшвающий фильтр должен обеспечивать снижение пульсации выпрямленного напряжеиия до заданного уровня, т. е. должен



обладать необходимым коэффициентом сглаживания q, величина которого определяется отношением

(17.31)


где /Сп и /Сп - коэффициенты пульсации до (KJ и после (Кп) сглалш-Бающего фильтра.

Основным требованием, предъявляемым к сглаживающему фильтру, является максимально возможное уменьшение переменных составляющих выпрямленного тока и напряжения в сопротивлении нагрузки. Вместе с тем прн построении схем сглаживающих фильтров следует стремиться к тому, чтобы постоянная составляющая выпря.млениого тока полностью прошла через сопротивление нагрузки, а потери постоянной составляющей выпрямленного напряжения в элементах фильтра были минимальными.

Для того чтобы на выходе выпрямителя получить напряжение с -меньшн.мн пульсациями, достаточно пара.?1лельно сопротивлению нагрузки включить конденсатор (рис. 17.7, а). В те промежутки времени, когда диод пропускает ток, конденсатор запасает электрическую энергию. Когда же к диоду приложено обратное напряжение, конденсатор разряжается на сопротивление нагрузки. Таким образом, через нагрузочное сопротивление ток проходит непрерывно, причем пульсации выпрямленного напряжения и тока значительно уменьшаются, В связи с .этим схемы выпрямителей, испс)льзуемые для питания сравнительно маломощной электронной аппаратуры, как правило, имеют на своем выходе конденсатор, который по существу является первы.м элементом сглажпваюпдего фильтра.

Величину входной емкости сглаживающего фильтра, обеспечивающего пульсацию выпрямленного тока не более чем на 10% лри частоте сети = 50 Гц, подсчитывают по формулам;

для однополупериодной схемы

Рис. 17.7. Схемы сглажипагощих (рильтров:

п - пристсйший смкостгюй фильтр; б и в - фильтры THnii LC; гид- фильтры типа RC.

(17.32)

для двухполупернодной схемы со средней точки и мостовой схемы

25/о

(17.33)

где - входная емкость фильтра, мкФ; 1, - выпрямленный ток, мА; Uq - выпрямленное напряжение, В.



Наибо,1ее распространенные схемы сглаживающих фильтров приведены на рис. 17.7. Выбор той или иной схемы определяется величиной выпрямленного тока, проходящего через фильтр, и допустимым значением коэффициента пульсации выпрямленного напряжения на выходе фильтра.

В качестве последовательных элементов фильтров чаще всего используются индуктивности (дроссели) и активные сопротивления (резисторы). Параллельными элементами фильтра обычно служат конденсаторы.

Действие дросселя как элемента фильтра сводится к тому, что в нем теряется наибольшая доля переменной составляющей напряжения, так как его сопротивление А/ = (о1ф стремятся выбрать значительно больше нагрузочного сопротивления Ry,. Для постоянной составляюш,ей выпрямленного тока индуктивное сопротивление дросселя равно нулю. Следовательно, потери постоянной составляющей напряжеиия на дросселе обусловлены лишь его назначительным омическим сопротивлением и в большинстве случаев ими можно пренебречь.

Действие конденсатора как элемента фильтра сводится к тому, что, шунтируя сопротивление нагрузки, он (.пропускает через себя наибольшую долю переменной составляющей выпрямленного тока,

так как сопротивление Хс - стремятся выбрать значительно

меньше нагрузочного сопротивления R. Для постоянного тока сопротивление Хсф бесконечно велико, поэтому постоянная составляющая выпрямленного тока проходит в основном через сопротивление нагрузки.

Произведение ЕСф (в Г мкФ) в зависимости от необходимого коэффициента сглаживания определяется по формуле

L,C, = -Ir" . (17.34)

где - частота сети, Гц; т - число фаз вьшрямления (для однополупериодной схемы т = 1, для двухполупериодных схем т = 2).

Для наиболее распространенных двухполупериодных схем при частоте = 50 Гц

1фСф=2,5(д-Ы). (17.35)

Величины и Сф должны быть выбраны так, чтобы выполнялось условие

где «с = 2л:/,, - угловая частота сети.

Обычно в качестве конденсаторов фильтра используются электролитические конденсаторы, обладающие большой емкостью (порядка 10-40 мкФ). Рабочее напряжение конденсатора должно превышать выпрямленное напряжение приблизительно в 1,5 раза.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [ 105 ] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.001