Методика расчета сглаживающего индуктивно - емкостного

Фильтра

 

Сглаживающий индуктивно - емкостной фильтр (LC-фильтр) подключается на выход выпрямителя и предназначается для уменьшения пульсаций переменной составляющей выпрямленного напряжения (рис.3). Такой фильтр используют при значительных токах нагрузки и средних значениях коэффициента сглаживания (более 3). Недостаток такого фильтра - значительные габаритные размеры и большая стоимость, а достоинство – достаточно большой к.п.д. вследствие малого падения напряжения на индуктивности фильтра.

Входными данными для расчета сглаживающего индуктивно - емкостного фильтра являются:

- выходное напряжение на нагрузке ;

- выходной ток нагрузки ;

- амплитуда напряжения пульсаций на выходе фильтра ;

- коэффициент сглаживания фильтра , который должен быть больше 3 для исключения резонансных явлений.

Коэффициент сглаживания пульсаций – это отношение напряжения пульсаций на входе стабилизатора к напряжению пульсаций на его выходе :

, (2.1)

После расчета элементов фильтра получаем входные данные для расчета выпрямителя:

- напряжение на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

- ток на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

- напряжение пульсаций на входе фильтра (выходе выпрямителя) .

Методика расчета сглаживающего индуктивно - емкостного фильтра следующая.

1. Находим сопротивление нагрузки:

, (2.2)

где - напряжение на выходе фильтра (напряжение на нагрузке) и ток нагрузки, соответственно.

2. Находим значение индуктивности фильтра:

, (2.3)

где для двухполупериодной или мостовой схемы выпрямления и для однополупериодной схемы выпрямления;

- заданная частота переменного напряжения.

После этого, согласно приложению 3, находим номинальное значение индуктивности фильтра.

3. Находим значение емкости фильтра:

. (2.4)

4. Находим напряжение пульсаций на входе фильтра :

, (2.5)

где - напряжение пульсаций на выходе фильтра (на нагрузке).

5. Находим напряжение на входе фильтра :

. (2.6)

6. Значение тока на входе фильтра приблизительно равняется току нагрузки :

. (2.7)

7. Находим значение рабочего напряжения емкости фильтра:

. (2.8)

8. С помощью приложения 2 и 3 выбираем номинальные значения индуктивности фильтра, а также емкости и рабочего напряжения конденсатора фильтра исходя из соотношений:

, , . (2.9)

9. Для последующего расчета выпрямителя используют следующие рассчитанные данные:

- напряжение на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

- ток на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

- напряжение пульсаций на входе фильтра (выходе выпрямителя) .

10. Далее переходят к расчету выпрямителя согласно методике раздела 5.