Основные схемы сглаживающих фильтров питания

комбинированные сглаживающие фильтры являются более сложными, но обеспечивают лучшее сглаживание пульсаций по сравнению с вышерассмотренными фильтрами

а) б)

Г- образные сглаживающие фильтры: а) LC – фильтр; б) RC - фильтр

Схема П-образного индуктивно-ёмкостного сглаживающего фильтра

Схема Т-образного индуктивно-ёмкостного сглаживающего фильтра

Помимо LC-фильтров существуют RC-фильтры. У них меньше габариты и масса, нет паразитных магнитных полей. Зато и максимальный ток нагрузки такого фильтра совсем детский - 10-15 мА. Кроме пассивных фильтров на элементах С, L, R применяют электронные сглаживающие фильтры на транзисторах.

Инве́ртор

— устройство для преобразования постоянного в переменный ток с изменением величины частоты и/или напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала. Существуют несколько групп инверторов, которые различаются по стоимости примерно в 15 раз

• Первая группа более дорогих инверторов обеспечивает синусоидальное выходное напряжение.
• Вторая группа обеспечивает выходное напряжение упрощённой формы, заменяющей синусоиду. Чаще всего используется сигнал в виде трапецеидального синуса

Для подавляющего большинства бытовых приборов допустимо использовать переменное напряжение с упрощённой формой сигнала. Синусоида важна только для некоторых телекоммуникационных, измерительных, лабораторных приборов, медицинской аппаратуры, а также профессиональной аудио аппаратуры. Выбор инвертора производится исходя из пиковой мощности энергопотребления стандартного напряжения 220В/50Гц.

Существуют три режима работы инвертора:

• Режим длительной работы. Данный режим соответствует номинальной мощности инвертора.
• Режим перегрузки. В данном режиме большинство моделей инверторов в течение нескольких десятков минут (до 30) могут отдавать мощность в 1,2-1,5 раза больше номинальной.
• Режим пусковой. В данном режиме инвертор способен отдавать повышенную моментальную мощность в течение нескольких миллисекунд для обеспечения запуска электродвигателей и емкостных нагрузок.

В течение нескольких секунд большинство моделей инверторов могут отдавать мощность в 1,5-2 раза превышающую номинальную. Сильная кратковременная перегрузка возникает, например, при включении холодильника.

Инвертора мощностью 150 Вт достаточно, чтобы запитать от бортовой электросети автомобиля практически любой ноутбук. Для питания и зарядки мобильных телефонов, аудио и фотоаппаратуры хватит 7,5 Вт.

Трёхфазные инверторы обычно используются для создания трёхфазного тока для электродвигателей, например для питания трёхфазного асинхронного двигателя. При этом обмотки двигателя непосредственно подключаются к выходу инвертора

Электронный усилитель

Усилителем называется устройство, предназначенное для повышения мощности входных электрических сигналов. Мощность электрических сигналов, поступающих с выхода усилителя в цепь нагрузки, значительно превышает мощность входного сигнала. При поступлении на вход (рис.12) усилительного элемента У электрического сигнала от датчика Д изменяется ток, протекающий в цепи усилительного элемента от источника питания ИП, и изменяется мощность, отдаваемая источником в цепь нагрузки Н. Таким образом, увеличение мощности, получаемой нагрузкой, по сравнению с мощностью, отдаваемой датчиком, достигается за счет передачи в нагрузку мощности от источника питания.

Рис.12. Функциональная схема усилительного каскада

Электронные усилители классифицируют по различным признакам:

1) по диапазону усиливаемых частот - усилители постоянного тока (УПТ), усилители низкой частоты (УНЧ), усилители промежуточной частоты (УПЧ), усилители высокой частоты (УВЧ);
2) по характеру усиливаемого сигнала - усилители непрерывных и импульсных сигналов;
3) по усиливаемой электрической величине - усилители напряжения, тока, мощности;
4) по ширине полосы усиливаемых частот - узкополосные (избирательные) и широкополосные усилители;
5) по типу нагрузки - резистивные (апериодические) и резонансные усилители.

Структура усилителя

• Усилитель представляет собой в общем случае последовательность каскадов усиления (бывают и однокаскадные усилители), соединённых между собой прямыми связями
• В большинстве усилителей кроме прямых присутствуют и обратные связи (межкаскадные и внутрикаскадные). Отрицательные обратные связи позволяют улучшить стабильность работы усилителя и уменьшить частотные и нелинейные искажения сигнала.
• Некоторые усилители (обычно УВЧ радиоприёмных и радиопередающих устройств) оснащены системами автоматической регулировки усиления (АРУ) или автоматической регулировки мощности (АРМ). Эти системы позволяют поддерживать приблизительно постоянный средний уровень выходного сигнала при изменениях уровня входного сигнала.
• Между каскадами усилителя, а также в его входных и выходных цепях, могут включаться аттенюаторы или потенциометры — для регулировки усиления, фильтры — для формирования заданной частотной характеристики и различные функциональные устройства — нелинейные и др.
• Как и в любом активном устройстве в усилителе также присутствует источник первичного или вторичного электропитания (если усилитель представляет собой самостоятельное устройство) или цепи, через которые питающие напряжения подаются с отдельного блока питания.

Каскады усиления