коэффициент сглаживания

Ответ от Леди Блюз[гуру]
СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ
Переменный ток идеально выпрямить нельзя, поэтому на выходе любого выпрямителя содержатся пульсации с частотой 50 Гц или 100 Гц. Эти пульсации вредно отражаются на работе питаемого устройства, и поэтому их уровень необходимо снижать. Эту задачу и выполняют сглаживающие фильтры Основным параметром сглаживающих фильтров является коэффициент сглаживания (фильтрации) , который определяется отношением коэффициента пульсации на входе фильтра к коэффициенту пульсации на его выходе.
q = Kп. вх/ Kп. вых
где q -коэффициент сглаживания,
Kп. вх - коэффициент пульсации на входе,
Kп. вых - коэффициент пульсации на выходе,
На рис. 1. показан простейший сглаживающий фильтр из резистора и конденсатора. Если емкостное сопротивление конденсатора на частоте пульсаций значительно меньше сопротивления резистора, уровень пульсаций на нагрузку окажется значительно меньше, чем на входе фильтра. Коэффициент сглаживания для такого фильтра равен:
q = 2πfRC,
где f - частота,
R - сопротивление резистора,
C - емкость конденсатора,
К недостаткам таких фильтров следует отнести падение напряжения на резисторе фильтра, что принуждает увеличивать напряжение на входе выпрямителя. Поэтому применение таких RC-фильтров рассчитано для схем, требующих больших напряжений и малый ток нагрузки.
Лучший эффект сглаживания дают фильтры с индуктивностью как показано на рис. 2. Получить малое падение напряжения на обмотке катушки можно путем применения соответствующего диаметра провода. Чем больше диаметр, тем меньше сопротивление катушки постоянному току и соответственно малое падение напряжения. Для получения индуктивности используют дроссели со стальными сердечниками. Но чтобы избежать насыщения сердечника и падения магнитной проницаемости, его пластины собирают не связано, а с зазором. Если быть точнее, то все Ш-образные пластины собирают в отдельный пакет, а перемычки - в другой и между ними устанавливается картонная прокладка. Коэффициент сглаживания такой схемы равен:
q = 4π²f²LC-1
где L - индуктивность катушки,
Чтобы получить большой коэффициент сглаживания (фильтрации) в схемы включают двухзвенные фильтры, коэффициент сглаживания которых равен произведению коэффициентов каждого звена.
Сами по себе индуктивность и емкость не определяют коэффициент фильтрации в отдельности, важно их произведение. Можно увеличивать индуктивность, и во столько раз уменьшать емкость, но коэффициент фильтрации не изменится.
Существует еще один способ уменьшения пульсаций -это применение фильтр-пробки как показано на рис. 3. Если такой контур настроить на частоту пульсаций, то можно значительно их снизить, но беда в том, что добиться постоянного резонанса в схеме проблемно, так как она критична к току нагрузки и колебаниям напряжения сети. Это приводит к изменениям тока подмагничивания дросселя, его индуктивности, и контур колебательный расстраивается. Что может привести к увеличению пульсаций даже сверх того, что было до применения конденсатора.
Источник: