Сглаживающие фильтры и стабилизаторы напряжения
Сглаживающие фильтры предназначены для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Сглаживание пульсаций оценивают коэффициентом сглаживания q.
Основными элементами сглаживающих фильтров являются конденсаторы, катушки индуктивности и транзисторы, сопротивление которых различно для постоянного и переменного токов.
В зависимости от типа фильтрующего элемента различают емкостные, индуктивные и электронные фильтры. По количеству фильтрующих звеньев фильтры делятся на однозвенные и многозвенные.
Емкостной фильтр представляет собой конденсатор большой емкости, который включается параллельно нагрузочному резистору Rн. Конденсатор обладает большим сопротивление постоянному току и малым сопротивлением переменному току. Рассмотрим работу фильтра на примере схемы однополупериодного выпрямителя (рис. 1, а).
Рисунок 1 — Однофазный однополупериодный выпрямитель с емкостным фильтром: а) схема б) временные диаграммы работы
При протекании положительной полуволны во временном промежутке t0 – t1 (рис. 2.63, б) протекает ток нагрузки (ток диода) и ток заряда конденсатора. Конденсатор заряжается и в момент времени t1 напряжение на конденсаторе превышает спадающее напряжение вторичной обмотки – диод закрывается и во временной промежуток t1 – t2 ток в нагрузке обеспечивается разрядом конденсатора. Т.о. ток в нагрузке протекает постоянно, что значительно уменьшает пульсации выпрямленного напряжения.
Чем больше емкость конденсатора Сф, тем меньше пульсаций. Это определяется време-нем разряда конденсатора — постоянной времени разряда τ = СфRн. При τ > 10 коэффициент сглаживания определяется по формуле q = 2π fс m Сф Rн, где fс – частота сети, m – число полупериодов выпрямленного напряжения.
Емкостный фильтр целесообразно применять с высокоомным нагрузочным резистором RH при небольших мощностях нагрузки.
Индуктивный фильтр (дроссель) включается последовательно с Rн (рис. 3, а). Индуктивность обладает малым сопротивлением постоянному току и большим переменному. Сглаживание пульсаций основывается на явлении самоиндукции, которая изначально препятствует нарастанию тока, а затем поддерживает его при уменьшении (рис. 2, б).
Рисунок 2 — Однофазный однополупериодный выпрямитель с индуктивным фильтром: а) схема, б) временные диаграммы работы
Индуктивные фильтры применяют в выпрямителях средней и большой мощностей, т. е. в выпрямителях, работающих с большими токами нагрузки.
Коэффициент сглаживания определяется по формуле: q = 2π fс m Lф /Rн
Работа емкостного и индуктивного фильтра основана на том, что во время протекания тока, потребляемого из сети, конденсатор и катушка индуктивности запасают энергию, а когда тока от сети нет, либо он уменьшается, элементы отдают накопленную энергию, поддерживая ток (напряжение) в нагрузке.
Многозвенные фильтры используют сглаживающие свойства и конденсаторов и катушек индуктивности. В маломощных выпрямителях, у которых сопротивление нагрузочного резистора составляет несколько кОм, вместо дросселя Lф включают резистор Rф, что существенно уменьшает массу и габариты фильтра.
На рисунке 3 представлены типы многозвенных LC- и RC- фильтров.
Рисунок 3 – Многозвенные фильтры: а) Г — образный LC, б) П- образный LC, в) RC — фильтр
Стабилизаторы предназначены для стабилизации постоянного напряжения (тока) на нагрузке при колебаниях сетевого напряжения и изменении потребляемого нагрузкой тока.
Стабилизаторы подразделяются на стабилизаторы напряжения и тока, а также на параметрические и компенсационные. Стабильность выходного напряжения оценивают коэффициентом стабилизации Кст.
Параметрический стабилизатор основан на использовании элемента с нелинейной характеристикой — полупроводникового стабилитрона. Напряжение на стабилитроне почти постоянно при значительном изменении обратного тока через прибор.
Схема параметрического стабилизатора приведена на рисунке 4. Входное напряжение UBX распределяется между ограничивающим резистором Rогр и параллельно включенными стабилитроном VD и резистором нагрузки Rн.
Рисунок 4 – Параметрический стабилизатор
При увеличении входного напряжения ток через стабилитрон увеличится, значит, увеличится ток через ограничивающий резистор, и на нём будет происходить большее падение напряжения, а напряжение нагрузки останется неизменным.
Параметрический стабилизатор имеет Кст порядка 20 — 50. Недостатками такого типа стабилизаторов являются малые токи стабилизации и низкий КПД.
Параметрические стабилизаторы применяют в качестве вспомогательных опорных источников напряжения, а также когда ток нагрузки невелик — не более сотен миллиампер.
Компенсационный стабилизатор использует в качестве ограничивающего резистора переменное сопротивление транзистора. С ростом входного напряжения возрастает и сопротивление транзистора, соответственно с уменьшением напряжения уменьшается сопротивление. При этом напряжение на нагрузке остается неизменным.
Схема стабилизатора на транзисторах представлена на рисунке 5. Принцип регулирования выходного напряжения URн основан на изменении проводимости регулирующего транзистора VT1.
Рисунок 5 – Схема компенсационного стабилизатора напряжения
На транзисторе VT2 собрана схема сравнения напряжений и усилитель постоянного тока. В цепь его базы включена измерительная цепь R3, R4, R5, в цепь эмиттера — источник опорного напряжения R1VD.
Например, при увеличении входного напряжения, выходное также возрастёт, что приведёт к росту напряжения на базе транзистора VT2, в тоже время потенциал эмиттера VT2 останется прежним. Это приведёт к увеличению тока базы, а значит и тока коллектора транзистора VT2 – потенциал базы транзистора VT1 уменьшится, транзистор подзакроется и на нём будет происходить большее падение напряжения, а выходное напряжение останется неизменным.
На сегодняшний день стабилизаторы выпускают в виде интегральных схем. Типовая схема включения интегрального стабилизатора изображена на рисунке 6.
Рисунок 6 – Типовая схема включения интегрального стабилизатора напряжения
Обозначение выводов микросхемы стабилизатора: «IN» – вход, «OUT» – выход, «GND» -общий (корпус). Если стабилизатор регулируемый, то имеется вывод «ADJ» — регулировка.
Выбор стабилизатора производится исходя из значения выходного напряжения, максимального тока нагрузки и диапазона изменения входного напряжения.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Сглаживающие фильтры. Сглаживающие фильтры применяются для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения до уровня, требуемого для нормальной работы потребителя
Сглаживающие фильтры применяются для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения до уровня, требуемого для нормальной работы потребителя. Как уже указывалось выше, коэффициенты пульсаций основных выпрямительных схем имеют значения
– однофазный однополупериодный выпрямитель – 1,56;
– однофазный двухполупериодный выпрямитель – 0,67;
– трехфазный с нулевым выводом – 0.25;
– трехфазный мостовой – 0,057.
Для электронных систем автоматического регулирования и контроля коэффициент пульсаций должен быть не более 10 -2 , а для некоторых электронных измерительных преобразователей — не более 10 -6 . Сглаживающий фильтр включается между вентильной группой и нагрузкой. Основная идея сглаживающего фильтра — оказание различного сопротивления постоянному и переменному току. Основной параметр сглаживающего фильтра – коэффициент сглаживания, который определяется как отношение коэффициентов пульсаций на входе и выходе фильтра
Как правило, коэффициенты пульсаций и сглаживания определяются по первой (основной) гармонике переменной составляющей выпрямленного напряжения.
При конструировании фильтров принимают во внимание падение напряжения на фильтре (оно должно быть минимальным), их габариты, массу и стоимость. В зависимости от типа фильтрующего элемента различают фильтры с пассивными RLC элементами и фильтры с активным электронным элементом. По количеству фильтрующих звеньев фильтры могут быть одно и многозвенные.
Простейшим фильтром является однозвенный емкостный фильтр, представляющий собой конденсатор, включенный параллельно нагрузке.
На рис.3.13 показано включение такого фильтра на выход однофазного однополупериодного выпрямителя. В интервале t1–t2 через открытый диод конденсатор заряжается почти до амплитудного значения U2, так как на этом интервале . Ток через диод на этом интервале равен сумме тока заряда емкости и тока нагрузки
В интервале t2–t3, когда конденсатор разряжается на нагрузку, заполняя разрядным током паузу между полупериодами выпрямленного напряжения. Заряд конденсатора происходит очень быстро через прямое сопротивление диода и вторичной обмотки трансформатора, а разряд — медленно через сопротивление нагрузки. Коэффициент пульсаций на выходе фильтра тем меньше, чем больше емкость фильтра и сопротивление нагрузки:
Емкостный фильтр вносит существенные особенности в схему:
1. Возрастает амплитуда тока через диод, которая ограничивается малыми сопротивлениями обмотки и диода в прямом направлении. Иногда приходится включать ограничитель тока заряда.
2. Амплитуда обратного напряжения на диоде возрастает вдвое (2U2m), так как напряжение на вторичной обмотке суммируется с напряжением на конденсаторе.
Однозвенный емкостный фильтр применяется при больших Rн и полезной мощности не более нескольких десятков Вт.
Индуктивный однозвенный фильтр образуется путем последовательного включения индуктивности с нагрузкой — рис.3.14. Наличие индуктивности приводит к сглаживанию импульсов выпрямленного тока и напряжения. Коэффициент пульсаций тем меньше, чем меньше сопротивление нагрузки и больше индуктивность фильтра:
Для эффективного сглаживания wLф должно быть значительно больше Rн. В выпрямителе малой мощности (большое Rн) такой фильтр неэффективен, он обычно используется в трехфазных выпрямителях мощности, когда условие wLф >> Rн выполняется при относительно небольшой массе и габаритах индуктивности.
Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются более эффективно при помощи многозвенных Г- или П-образных цепей. В качестве элементов в этих цепях могут использоваться конденсаторы, дроссели, а в случае маломощных потребителей и резисторы (LC и RC звенья). В таких фильтрах пульсации подавляются совместным действием индуктивности и емкости. Схема Г-образного фильтра приведена на рис.3.15.
Для такого фильтра коэффициент сглаживания гармоники частотой f
При большом сопротивлении нагрузки, достигающем значения нескольких кОм, индуктивность Lф можно заменить активным сопротивлением Rф. Значение Rф берут таким, чтобы падение напряжения на нем не превышало 10–20% от Ud. В этом случае
Резонансная частота цепи должна быть меньше основной гармоники выпрямляемого напряжения и не быть кратной ей. В противном случае, возможно возникновение электрического резонанса.
Параметры элементов Г-образного фильтра выбирают таким образом, чтобы последовательно включенные с источником элементы имели большое сопротивление для переменной и малое для постоянной составляющей выпрямленного тока. Элементы, включаемые параллельно нагрузке, наоборот, должны иметь малое сопротивление для переменной и большое для постоянной составляющих. В качестве элементов фильтра могут использоваться не только индуктивности и емкость в чистом виде, но и LC резонансные звенья.
На рис.3.16 приведена схема П-образного LC фильтра. Он состоит из емкостного Сф и Г-образного LфCф фильтров, поэтому общий коэффициент сглаживания П-образного фильтра будет определяться произведением коэффициентов сглаживания обоих фильтров .
Реальные значения коэффициентов сглаживания П-образными фильтрами находятся в пределах 100–1000. Фильтры такого типа наиболее популярны в источниках питания электронных схем различного назначения. В случае высокоомной нагрузки индуктивность может быть заменена активным сопротивлением.
Включением нескольких фильтрующих звеньев последовательно можно значительно уменьшить пульсацию напряжения. Используя несколько фильтров, настроенных каждый на определенную частоту, можно осуществить фильтрацию нескольких гармоник входного напряжения.
Пассивные LC фильтры просты и надежны в эксплуатации, но обладают значительной массой и габаритами, особенно при больших токах нагрузки выпрямителя. При этом дроссели фильтра работают с током, имеющим постоянную составляющую, вызывающую насыщение сердечника и уменьшение индуктивности. Кроме того, дроссели создают магнитные поля рассеяния, вредно влияющие па работу электронной аппаратуры.
Электронные фильтры не содержат сглаживающих дросселей и потому не обладают перечисленными недостатками. Активные электронные фильтры могут использоваться при токах нагрузки до нескольких ампер и напряжениях до нескольких десятков вольт.
Применение транзисторов в электронных фильтрах основано на различии сопротивления транзистора для постоянного и переменного тока. Коллекторная характеристика транзистора подобна кривой намагничивания ферромагнитного сердечника дросселя — рис.3.1 7.
Рабочую точку A выбирают на пологом участке выходной коллекторной характеристики. При этом статическое сопротивление транзистора постоянному току
на два-три порядка меньше динамического сопротивления переменному току
На рис.3.18 показана схема простейшего электронного фильтра на транзисторе, включенном последовательно с нагрузкой Rн. Этот фильтр имеет фиксированное напряжение смещения на базе, задаваемое резистором Rб.
Эмиттерный резистор Rэ, служит для стабилизации режима.
При этом постоянная времени Rб, Cб берется значительно больше периода пульсации основной гармоники.
Сглаживающие фильтры выпрямителей блоков питания.
Потолковали мы основательно на предыдущей странице про разные виды диодных выпрямителей, перебросились парой фраз на тему простейших ёмкостных фильтров, а вопрос достижения параметра коэффициента пульсаций Кп в пределах 10 -5 . 10 -4 так и повис в воздухе — уж очень немалым получается номинал ёмкости сглаживающего конденсатора.
Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения Кп является важнейшим параметром выпрямителя. Его численное значение равно отношению амплитудного значения пульсирующего напряжения к его постоянной составляющей.
Напомню выдержку из печатного издания, приведённую на предыдущей странице:
«Коэффициент пульсаций выбирают самостоятельно в зависимости от предполагаемой нагрузки, допускающей питание постоянным током вполне определённой «чистоты»:
10 -3 . 10 -2 (0,1-1%) — малогабаритные транзисторные радиоприёмники и магнитофоны,
10 -4 . 10 -3 (0,01-0,1%) — усилители радио и промежуточной частоты,
10 -5 . 10 -4 (0,001-0,01%) — предварительные каскады усилителей звуковой частоты и микрофонных усилителей.»
Помимо этого в характеристиках выпрямителей может использоваться и понятие коэффициента фильтрации (коэффициента сглаживания).
Коэффициент фильтрации, он же коэффициент сглаживания — величина, численно равная отношению коэффициента пульсаций на входе фильтра к коэффициенту пульсаций на выходе фильтра Кс = Кп-вх/Кп-вых .
Для многозвенных фильтров коэффициент фильтрации равен произведению коэффициентов фильтрации отдельных звеньев.
В слаботочных цепях вопрос снижения пульсаций решается легко и кардинально — применением интегральных стабилизаторов. Параметр подавления пульсаций (Ripple Rejection) у подобных массовых ИМС составляет не менее 50дБ (в 360раз по напряжению), что при высокой «чистоте» выходного напряжения позволяет уменьшить ёмкости электролитов в 5-10 раз.
Если же у разработчика нет возможности (либо желания) включать в состав устройства стабилизаторы напряжения, то реальным подспорьем окажутся индуктивно-ёмкостные или активные сглаживающие фильтры.
Начнём с фильтров, выполненных из индуктивных элементов – дросселей и из ёмкостных элементов – конденсаторов.
На Рис.1а приведена схема простейшего ёмкостного сглаживающего фильтра. Принцип действия заключается в накоплении электрической энергии конденсатором фильтра и последующей отдачи этой энергии в нагрузку.
Для того чтобы не ограничиваться 50-ти герцовыми блоками питания, но и иметь возможность расчёта фильтров импульсных ИП, приведу универсальные формулы, учитывающие частоту входного сигнала F :
С1 = Iн/(3,14×Uн×F×Кп) для однополупериодных выпрямителей и
С1 = Iн/(6,28×Uн×F×Кп) — для двухполупериодных.
Кп — это коэффициент пульсаций, равный отношению амплитудного значения пульсирующего напряжения к его постоянной составляющей, а
F — частота переменного напряжения на входе диодного выпрямителя.
Переходим к индуктивно-ёмкостным LC фильтрам.
ВНИМАНИЕ. Потребность в такого рода цепях возникает исключительно в случаях необходимости получить низкий уровень пульсаций в достаточно мощных сетевых блоках питания, либо в высокочастотных импульсных ИП. Связано это с тем, что для эффективной работы LC-фильтра, индуктивное сопротивление катушки XL на частоте подавления стремятся сделать значительно больше Rн. А это, в свою очередь, приводит к тому, что в условиях низких частот и малых токов (высоких Rн) индуктивность дросселя получается необоснованно высокой.
Г-образный индуктивно-ёмкостной LC фильтр 2-го порядка (Рис.1б) обладает значительно лучшими фильтрующими свойствами по сравнению с обычным ёмкостным.
Произведение LC (Гн*мкФ) зависит от необходимого коэффициента сглаживания фильтра и определяется по приближенной формуле:
L1(Гн)×С1(МкФ) = 25000/(F 2 (Гц)×Кп) для однополупериодных выпрямителей и
L1×С1 = 12500/(F 2 ×Кп) — для двухполупериодных, где
С1(МкФ)/L1(мГн) = 1000/Rн 2 (Ом) .
Схема П-образного LC-фильтра приведена на Рис.1в. Сглаживающее действие П-образного LC-фильтра можно упрощённо представить как совместное действие двух фильтров, описанных выше, а коэффициент сглаживания — как произведение коэффициентов сглаживания звеньев: ёмкостного и Г-образного индуктивно-ёмкостного.
Наилучшими фильтрующими свойствами обладают LC-фильтры Чебышева. Напишем формулу, исходя из рекомендаций, изложенных на странице ссылка на страницу:
С1 = С2 ; С1(МкФ)/L1(мГн) = 1176/Rн 2 (Ом) .
Уменьшить напряжение пульсаций на выходе однозвенного П-образного LC-фильтра можно, включив параллельно дросселю L1 неполярный конденсатор С3 (Рис.1г), который вместе с индуктивностью катушки образует режекторный фильтр. Если ёмкость конденсатора С3 выбрать такой, чтобы резонансная частота контура L1-С3 равнялась частоте пульсаций (F при однополупериодном выпрямлении или 2F при двухполупериодном), то большая часть напряжения пульсаций задержится этим контуром и лишь незначительная перейдёт в нагрузку.
Итак: С3 = 1/(39,44×L1×F 2 ) для однополупериодных выпрямителей и
С3 = 1/(9,86×L1×F 2 ) — для двухполупериодных.
Все остальные номиналы элементов — такие же, как в предыдущей схеме.
Давайте сдобрим пройденный материал онлайн таблицей.
КАЛЬКУЛЯТОР РАСЧЁТА ЭЛЕМЕНТОВ СЛАЖИВАЮЩЕГО ФИЛЬТРА БЛОКА ПИТАНИЯ.
Транзисторные фильтры по сравнению с ёмкостными сглаживающими фильтрами имеют меньшие габариты, массу и более высокий коэффициент сглаживания пульсаций. Они позволяют уменьшить в десяток раз (при том же уровне пульсаций) номинал сглаживающего конденсатора, либо уменьшить в аналогичное количество раз амплитуду пульсаций при неизменном значении ёмкости.
На Рис.2а представлена схема наиболее распространённого транзисторного фильтра.
Напряжение с высокой амплитудой пульсаций, поступающее на коллектор транзистора, по сути, является напряжением питания эмиттерного повторителя, образованного Т1.
В это же самое время цепь базы питается через резисторы смещения и интегрирующую цепь R1C1, которая сглаживает пульсации напряжения на базе. Чем больше постоянная времени T=R1C1, тем меньше пульсации напряжения на базе, а так как устройство представляет собой эмиттерный повторитель, то на выходе фильтра пульсации будут столь же малыми, как и на базе.
Для того, чтобы снизить зависимость напряжения на выходе фильтра от уровня передаваемой мощности, ток через делитель R1R2 выбирают в 5…10 раз большим, чем ток, ответвляющийся в базу при минимальном сопротивлении нагрузки.
При расчёте номиналов элементов делителя, следует исходить из напряжения на базе транзистора:
Uб = Uвх — Uвх пульсаций — (2,5. 3В) .
В этом случае будет обеспечена работа регулирующего транзистора в активном режиме, а падение напряжения на нём составит величину:
Uкэ = Uвх пульсаций + (3,1. 3,6В) .
Коэффициент полезного действия транзисторного фильтра будет тем больше, чем меньше падание постоянного напряжения на силовом транзисторе. Из формулы видно, что для обеспечения высокого КПД активного сглаживающего фильтра, на вход устройства следует подавать уже отфильтрованное до определённого уровня напряжение.
На практике это делается включением на вход простейшего ёмкостного фильтра (Рис.1а), уровень пульсаций которого можно посчитать на приведённом выше калькуляторе.
Эффективность активных сглаживающих фильтров напрямую зависит от величины коэффициента усиления транзистора. Чем выше h21 полупроводника, тем больших величин можно выбрать номиналы резисторов R1, R2 — тем лучшими фильтрующими свойствами будет обладать схема. Поэтому в данной ситуации не стоит даже рассматривать транзисторы с h21<50. Но при этом и составные транзисторы, обладающие высоким усилением - также не являются оптимальным выбором в силу повышенных падений напряжений на p-n переходах, значительно снижающих КПД транзисторных устройств.
Для дальнейшего улучшения фильтрующих свойств сглаживающего фильтра можно применить двухзвенный RC-фильтр в цепи базы транзистора (Рис.2б).
Здесь сумма значений сопротивления резисторов R1 и R2 равна сопротивлению резистора R1 в предыдущем устройстве, а сопротивление резистора R3 равно сопротивлению резистора R2 в фильтре (Рис.2а).
Ещё эффективней будет работать транзисторный фильтр, у которого в цепь базы транзистора вместо R2 (Рис.1а), либо R3 (Рис.1б) включить стабилитрон с напряжением пробоя, равным значению, рассчитанному для резистивного делителя.
Сглаживающие фильтры: схемы, диаграммы, принцип работы
Выпрямленное напряжение имеет существенные пульсации, поэтому широко используют сглаживающие фильтры − устройства, уменьшающие эти пульсации. Важнейшим параметром сглаживающего фильтра является коэффициент сглаживания S. По определению S = ε1 / ε2, причем ε1 и ε2 определяют как коэффициенты пульсаций на входе и выходе фильтра соответственно.
Для емкостного фильтра, у которого вход и выход фактически совпадают, под ε1 понимают коэффициент пульсаций до подключения фильтра, а под ε2 — коэффициент пульсаций после его подключения. Коэффициент сглаживания показывает, во сколько раз фильтр уменьшает пульсации. На выходе фильтра напряжение оказывается хорошо сглаженным, а коэффициент пульсаций может иметь значения в диапазоне 0,001 …. 0,00003.
На отрезке времени t1 … t2 диод открыт и конденсатор заряжается (рис. 2.78, б).
На отрезке t2 … t3 диод закрыт, источник входного напряжения отключен от конденсатора и нагрузки. Разряд конденсатора характеризуется экспонентой с постоянной времени t = RhC. ток через диод протекает только часть полупериода (отрезок t1 … t2). Чем короче отрезок t1 … t2, тем больше амплитуда тока диода при заданном среднем токе нагрузки.
В качестве фильтра можно использовать и индуктивность. Легко доказать, что индуктивный фильтр (L-фильтр) практически не дает полезного эффекта в однофазном однополупериодном выпрямителе. Рассмотрим работу индуктивного фильтра на примере однофазного мостового выпрямителя. Индуктивный фильтр включают последовательно с нагрузкой (рис. 2.79, а). Часто используют катушку индуктивности (реактор) на магнитном сердечнике с зазором. 
Предположим, что постоянная времени T, определяемая выражением T= L/Rh, достаточно велика (как это обычно бывает на практике). Тогда ток нагрузки оказывается практически постоянным (рис. 2.79, б). 
Такой фильтр широко используется в выпрямителях, особенно мощных. Режим работы диодов (и соответствующих электрических цепей) не является тяжелым.
Н а практике используют также следующие типы фильтров (рис. 2.80): индуктивно-емкостной или Г-образный LC-фильтр (а), Г-образный RС-фильтр (б), П-образный LС-фильтр (в), П-образный RС-фильтр (г).
Обычно Г- и П-образные RC-фильтры применяются только в маломощных схемах, так как они потребляют значительную долю энергии. На практике применяют и другие, более сложные фильтры.
Внешние характеристики выпрямителей с фильтрами.
Внешняя характеристика— это зависимость среднего значения выходного напряжения (напряжения на нагрузке) от среднего значения выходного тока (тока нагрузки). При увеличении выходного тока выходное напряжение уменьшается из-за увеличения падения напряжения на обмотках трансформатора, диодах, подводящих проводах, элементах фильтра.
Рассмотрим типичные внешние характеристики (рис. 2.81), которые получают, изменяя сопротивление нагрузки, подключенное к выходу фильтра.
Наклон внешней характеристики при том или ином токе 1ср характеризуют выходным сопротивлением Rвыx, которое определяется выражением Rвыx = | dUср/dIср|Iср − заданный
Чем меньше величина Rвыx, тем меньше выходное напряжение зависит от выходного тока, что обычно и требуется.
Как следует из рис. 2.81, выпрямитель с RC-фильтром характеризуется повышенным выходным сопротивлением. Здесь отрицательную роль играет резистор фильтра.