Для того, чтобы понять, почему это происходит, необходимо очень внимательно рассмотреть форму напряжения на выходе выпрямителя
(рис. 6.15). Рис. 6.15 Форма напряжения после
двухполупериодн-
ого выпрямления После
двухполупериодн-
ого
выпрямления, выходное напряжение имеет вид, привеенный на данном рисунке, однако, так как от претерпевает нелинейный процесс
выпрямления, набор частот, образующих этот сигнал, отличается от набора частот (фактически одного колебания с частотой 50
Гц), поступающих на вход выпрямителя. Анализ Фурье показывает, что результат выпрямления чисто синусоидального сигнала можно
представить в виде суммы высших гармоник: Необходимо учесть, что член υm(RMS) в формуле является напряжением сигнала
до его выпрямления. Приведенное выше уравнение является математической формой представления периодического сигнала
несинусоидально-
й формы в виде теоретически бесконечного ряда синусоидальных колебаний (гармоник) на частотах, кратных частоте повторения
сигнала. На практике, говоря о гармониках
непериодическог-
о сигнала, всегда ограничиваются их конечным числом, поскольку
интенсивность гармоник убывает с ростом их номера. Учитывают только те гармоники, которые образуют примерно 95% общей энергии
сигнала. Результат вычисления коэффициентов Фурье (то есть амплитуд гармоник) для нашего частного случая
двухполупериодн-
ого сигнала дает следующее: Последнее выражение показывает, что сигнал синусоидальной формы после
двухполупериодн-
ого выпрямления можно представить набором (или суперпозицией), состоящим из постоянной составляющей (постоянного напряжения),
равного
0,90υm(RMS-
), и
последовательно-
сти уменьшающихся по амплитуде четных гармоник, кратных частоте
(f) исходного синусоидального сигнала. Таким образом, для фильтрации переменных составляющих выпрямленного тока, целесообразно
использовать дроссель имеющий очень высокое реактивное сопротивление для на частотах этих переменных составляющих, поэтому
только постоянная составляющая выпрямленного тока будет протекать в нагрузке выпрямителя со сглаживающим дроссельным фильтром.
Выходное напряжение источника питания со сглаживающим дросселем, таким образом, будет составлять
0,9υm(RMS)-
, что значительно отличается от значения
√2υm-
(RMS), характерного для источника питания с накопительным
конденсатором. Минимальный ток нагрузки для источника питания со сглаживающим дросселем К сожалению, для правильной работы
источника питания со сглаживающим дросселем требуется наличие некоторого минимального тока, протекающего в нагрузке. Если
величина потребляемого нагрузкой тока меньше этого минимально допустимого значения, выпрямитель возвращается к состоянию,
когда происходит заряд конденсатора (теперь уже речь идет о сглаживающем конденсаторе, включ