Сглаживающий фильтр принцип работы

Выпрямленный ток и напряжение с выхода выпрямителя являются пульсирующими. Для сглаживания пульсаций параллельно нагрузке можно включить конденсатор определеннойемкости, но для более совершенного сглаживания пульсации лучше всего использовать сглаживающий фильтр из элементов L и С.
Сглаживающий фильтр, назначение и принцип работы в выпрямителе

Схема сглаживающего фильтра и его использование в двухполупериодном выпрямителе

Емкости С1 и С2, имебщиеся в параллельные ветви сглаживающего пульсации фильтра, имеют номинал, от нескольких единиц до десятков микрофарад. Дроссель намотанный на стальным или ферритовом сердечнике, подсоединен к последовательной ветви, и обладает индуктивностью от нескольких единиц до десятков генри в зависимости отсхемы и ее назначения.

Схема сглаживающего фильтра  в двухполупериодном выпрямителе

Сопротивления выше упомянутых радиокомпонентов зависят от частоты: сопротивление дросселя достаточно мало для постоянной токовой составляющей и велико для переменной.Емкость, наоборот, блокирует движение постоянного тока и ее активное сопротивление небольшое для переменной составляющей. Поэтому переменная токовая составляющая следует через конденсатор C1, сопротивление которого на приличный порядок ниже активного сопротивления дросселя L. Постоянная токовая составляющая, наоборот течет через индуктивность L и нагрузку.

Сопротивление емкости конденсатора С2 для переменной токовой составляющей на порядок ниже сопротивления R в нагрузке. Поэтому часть переменной составляющей следует через дроссель L, ответвляется на емкость С2. Таким образом, паразитная переменная токовая составляющая блокируется и не попадает на нагрузочное сопротивление фильтра. Данный экземпляр фильтра считается однозвенным. Используют кроме того и сглаживающие фильтры, состоящие из пары идаже более звеньев. В сглаживающих фильтрах применяются электролитические конденсаторы, рассчитанные на соответствующие напряжения. Дроссель фильтра содержитобычно около тысячи витков. Широко используется в радиолюбительской практике упрощенная схема фильтра, в которой вместо дросселя установлено сопротивление Rф,от нескольким тысячам до десятков тысяч ом. Такую схему используют лишь при малых токовых значениях, так как на сопротивлении Rф будет теряться незначительная часть постоянного напряжения.

Выпрямленное напряжение на выходе сглаживающегофильтра зависит величина зависимая от нагрузочного тока. Эта зависимость может быть выражена математической формулой U2 =k(I) получила название нагрузочной или внешней характеристикой выпрямителя. Как видно из графика на рисунке выше, с ростом тока нагрузки, значение выпрямленного напряжение немногоснижается. Это обусловлено тем фактором, что с ростом тока увеличивается и падение напряжения в обмотках трансформатора и на дросселе фильтра. Допустим, если потребляемый ток изменяется от некоторой велечины I1 до I2, то выходное напряжение измениться от U’2 до U''2. максимальный ток в нагрузке определяется максимальным выпрямленным током. Нижним пределом токового допуска является работа выпрямителя в режиме холостого хода при отключенном нагрузочном сопротивлении.

Учтите, если в сглаживающем фильтре выпрямителя используются электролитические конденсаторы, то существует высокая вероятность их пробоя при отсоединенной нагрузке, так как они обладают малым запасом электрической прочности. Поэтому желательно следить за тем, чтобы напряжение на их обкладках не оказалось выше предельно допустимого.

Расчеты фильтров
Сборник радиолюбительских утилит по расчету фильтров и кроссоверов
Фильтр для акустической системы - используется для расчётов шести вариантов кроссоверов - пассивных фильтров в акустических системах.
Quarz - Программа расчета кварцевых лестничных фильтров
act-fltr - "Active filter" позволяет рассчитать активный транзисторный фильтр
RFSimm99 - используется для расчетов и моделирования диапазонных, полосовых, ФНЧ, ФВЧ фильтров
OptLowpass - можно применить для расчета ФНЧ выходного каскада, да и еще масса приятных возможностей
Filter Solution - отличная программа расчета почти всех типов фильтров
Filter OU - Расчет активных фильтров построенных на основе операционных усилителей