Filtry prostownicze

Na wyjściu każdego układu prostownicznego otrzymuje się oprócz wyjściowego napięcja stałego również napięcje zmienne. Zależy ono od budowy układu prostowniczego, liczby faz, rodzaju obciążenia, wartości prądu i napięcja stałego. Napięcie to, określone współczynnikiem tętnień k_t , bywa często zbyt duże w stosunku do wymagań stawianych przez odbiornik.

W celu redukcji tętnień, między wyjście właściwego prostownika a obciążenie włącza się układ filtrujący.Układ taki stanowi filtr dolnoprzepustowy. Ma on niewielki wpływ na wartość składowej stałej, zmniejsza natomiast składową zmienną, a tym samym współczynnik tętnień. Skuteczność działania filtru prostowniczego opisuje współczynnik filtracji F , zdefinowany jako stosunek tętnieńna wejściu k_twe i wyjściu k_twy

F=$\frac{\text{ktwe}}{\text{ktwy}}$

Współczynnik filtracji jest także równy stosunkowi składowej podstawowej napięcja zmiennego na wejściu i wyjściu. Rolę wstępnego obwodu filtrującego dotychczas rozpatrywanych układach spełnia kondensator C wraz z rezystancją Ro bądź dławik L. Również filtry o bardziej złożonej strukturze obciążają układ prostowniczy, są bowiem przyłączone wprost do jego wyjścia. O rodzaju tego obciążenia de3cyduje pierwszy element filtru, którym może być dławik lub kondensator. W pierwszym przypadku zachowuje się tak, jak przy obciążeniu indukcyjnym, czyli można zachować ciągłość przepływu prądu. Drugi przypadek odpowiada obciążeniu pojemnościowemu , charakteryzującemu się przepływem impulsów prądu i kolejnym ładowaniem i rozładowaniem kondensatora.

Filtryz wejściem pojemnościowym stosuje się przy małych mocach , a filtry z wejściem indukcyjnym w układach o większych mocach.

Schemat podstawowego filtru prostowniczego.

a),b)z wejściem pojemnościowym.

c) z wejściem indukcyjnym

Pierwsze dwa schematy układy filtrów prostowniczych stanowią obciążenie pojemnościowe, trzeci zaś obciażenie indukcyjne.

Współczynnik filtracji:

-dla filtru L_f C_f

F=m²ω²L_fC_f -1

-dla filtru R_fC_f

F= $\sqrt{1 + (m\omega C_{\text{f\ \ \ \ }R_{\text{f\ }}}}$)

Filtracja jest tym skutetniejsza , im większa jest pulsacja podstawowa tętnień mω, a więc wukładach wielofazowych.

Zastosowanie filtru wpływa w istotny sposób na charakterysytkę wyjściową całego układu prostowniczego , oraz na stany nieustalone w układzie . Przykładowo wskutek rezonznsowego charakteru obwodu LC , przy jego dużej dobroci mogą powstać w układzie znaczne oscylacyjne prądu lub napięcia.

Charakterystyki wyjściowe układu prostowniczego.