Filtru cu bobina si condensator

Filtru cu bobina si condensator

Un filtru cu bobina si condensator, denumit filtru sau filtru G, combina avantajele filtrului inductiv cu acelea ale filtrului capacitiv. Pentru componentele ondulatiei curentului redresat, bobina ofera o impedanta serie mare, iar condensatorul actioneaza ca un sunt. Acest efect combinat permite o filtrare mai buna a ondulatiei curentului prin sarcina. Schema de principiu a unui redresor in punte, cu filtru G, este data in fig. 2.5.21.

Fig. 2.5.21. Schema de principiu a redresorului in punte, cu filtru G

In analiza ce urmeaza, se admite ca:

- rezistenta de iesire a redresorului si rezistenta de pierderi a bobinei sunt neglijabile:

- tensiunea aplicata la intrarea filtrului contine doar doua componente,

(2.5.73)

- la frecventa , sunt indeplinite inegalitatile:

si (2.5.74)

curentul de iesire are o valoare medie mai mare decat valoarea de varf a componentei alternative. 

Fig. 2.5.22. Circuitul echivalent al redresorului in punte, cu filtru G

In baza primelor doua ipoteze, se poate desena un circuit echivalent al redresorului cu filtru G, ca acela din fig. 2.5.22. Cea de-a treia ipoteza de lucru, presupune instalarea unui regim neintrerupt de functionare, caracterizat prin aceea ca, prin bobina, curentul circula permanent (fig. 2.5.23a).

In functie de valoarea inductivitatii bobinei, curentul prin sarcina poate sa circule permanent sau numai pe intervale de timp mai mici decat o perioada. Prin urmare, pot fi stabilite doua regimuri de functionare pentru redresorul cu filtru G: neintrerupt si intermitent. Trecerea de la un regim de functionare la celalalt se face in momentul in care valoarea de varf a componentei alternative a curentului de iesire,

(2.5.75)

egaleaza valoarea medie a aceluiasi curent, data de relatia

(2.5.76)

Valoarea inductivitatii bobinei pentru care se obtine egalitatea celor doua componente ale curentului de iesire, reprezinta inductivitatea critica a bobinei,

(2.5.77)

In general, rezistenta de sarcina a redresorului variaza, provocand variatia valorii medii a curentului prin sarcina. Pentru o inductivitate data, functionarea in regim neintrerupt presupune satisfacerea conditiei , cu

(2.5.78)

sau a conditiei echivalente , unde

(2.5.79)

In concluzie, curentul de iesire va circula permanent prin sarcina, daca rezistenta nu creste peste valoarea critica. Daca , se va instala un regim intermitent de functionare, cu efecte negative in ceea ce priveste actiunea de filtrare.

Valorile efective ale componentelor ondulatorii ale curentului si tensiunii de iesire sunt:

(2.5.80)

(2.5.81)

Fig. 2.5.23. Formele de unda ale curentului de iesire, pentru: a. regim neintrerupt; b. granita dintre regimul neintrerupt si regimul intermitent; c. regim intermitent

Fig. 2.5.24. Caracteristica externa a redresorului bialternanta cu filtru G

Factorul de ondulatie al redresorului bialternanta cu filtru G poate fi calculat cu ajutorul relatiei

(2.5.82)

Factorul de ondulatie este independent de sarcina, atat timp cat este mentinut regimul neintrerupt de functionare. Caracteristica externa arata ca circuitul furnizeaza o tensiune continua slab dependenta de curentul mediu de iesire, daca acesta din urma nu scade sub valoarea critica (fig. 2.5.24).

In cazul functionarii redresorului cu filtru G pe sarcina variabila, aparitia unui regim intermitent poate fi evitata prin conectarea unui rezistor cu rezistenta fixa , denumit rezistor de balast, in paralel cu sarcina. Rezistenta trebuie sa fie mai mica decat . Prezenta acestui element rezistiv suplimentar elimina variatiile importante ale tensiunii de iesire, la functionare cu sarcini slabe.