Главная -> Книги

(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) (45)

разработчиками автономной малогабаритной аппаратзфы, перед проектировщиками очень мощных источников и перед создателями автоматических регуляторов тока с высокими динамическими показателями. В большинстве же случаев, касающихся маломощных стабилизаторов, оптимизацию фильтра можно считать излишней и зфавнять в произведении LC индуктивность и емкость, распределив их по следующему правилу. Допустим, в результате расчетов мы получили значение LC равным 10~* Гн Ф. Тогда численное значение номиналов индуктивности и емкости отыщутся следующим образом:

l=4lc; c4lc.

Таким образом, для проектируемного фильтра номиналы индуктивности и емкости будут соответственно 100 мкГн и 100 мкФ. Автор обращает внимание читателей на то, что знак равенства в последних двух формулах не совсем правомерен. Вычисляя среднее геометрическое двух физических величин, мы вынуждены в данном случае сделать их безразмерными, а потом внести необходимый физический смысл. Однако для практики такой результат удобен, и им можно пользоваться для решения задач фильтрации.

При необходимости получения очень высоких коэффициентов сглаживания необходимо переходить к проектированию многозвенных фильтров. В разные годы было выпущено множество книг по этой тематике, и подходящее издание без труда найдется в ближайшей библиотеке. За подробностями расчета можно обратиться, например, к [9], стр. 118.

Замечание для любознательных. Данное замечание советуем прочитать тем, кто собирается проектировать чопперную схему мощностью более 200 Вт, питающуюся напряжением более 50 В и в широких пределах регулирующую напряжение на нагрузке. Появление этого замечания связано с испытаниями автором чопперной схемы, рассчитанной на 1 кВт. В процессе работы была выявлена следующая неприятная особенность. Поскольку питание схемы осуществлялось от 3-х фазной сети через выпрямитель (пониженным, но не сглаженным напряжением), в питающем напряжении наблюдались пульсации частотой 300 Гц, как показано на рис. 9.13.



Рис. 9.13. Резонансные явления в мощных чопперных. схемах

Ocциллoq)aф, подключенный к точкам схемы, обозначенным на рис. 9.13, отображал приведенную ниже картину. Впрочем, такой вид напряжения в данной точке вполне ожидаем, поскольку питающее напряжение дополнительно не сглажено, его пульсациями промодули-рованы импульсы, следующие с частотой работы схемы. Следует отметить, что пульсации составляют 5,7% от номинального значения напряжения в так называемой двухполупериодной трехфазной схеме выпрямления Ларионова. Частота работы данной схемы была выбрана около 30 кГц, а коэффициент заполнения менялся от О до 0,95. При определенном характерном значении у амплитуда пульсаций резко, в 3-4 раза усиливалась, что, конечно, отражалось и на пульсациях в нагрузке. Природа явления стала понятной после сопоставления частоты собственного резонанса фильтра и частоты пульсаций. Они оказались примерно равными. Вдобавок соотношение Z, и С было таким, что передаточная функция фильтра носила резко выраженный колебательный характер.

В маломощных стабилизаторах подобное резонансное явление практически незаметно и им вполне можно пренебречь. Однако в мощных схемах, в которых, строго нормированы пульсации в нагрузке, необходимо рассчитывать фильтр так, чтобы свести его передаточную функцию к апериодическому (неколебательному) виду.



Итак, проанализируем процессы, происходящие в фильтре, с учетом сопротивления нагрузки. Теперь мы обязаны честно записать передаточную функцию фильтра: ,

к = -

\ + pRJO

Выражение, стоящее в скобках, является так называемым характеристическим уравнением фильтра, определяющим характер процессов в фильтре (колебательный или апериодический). Корни характеристического зфавнения:

«1,2 =

к 11

Wn J

Мы видим, что выражение, стоящее под знаком квадратного корня, при определенных условиях может оказаться отрицательным. Это значит, что передаточная функция приобретает колебательный вид, и при определенных условиях (что наблюдалось автором в схеме) наступает неизбежный резонанс. Поэтому необходимо исключить резонансные явления в фильтре:

- 4LC>0.

Следовательно:

где р =

Отсюда

- волновое (резонансное) сопротивление фильтра. 2-JlC

с<

Произведение LC мы определяем, исходя из коэффициента сглаживания д.



(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)