частот: до 10 и даже 10° Гц в зависимости от конкретных условий.

При выборе фильтров для цепей питания нужно исходить из следующих параметров цепей и фильтров:

- номинальных значений токов и напряжений в цепях питания, а также допустимого значения падения напряжения на фильтре при максимальной для данной цепи нагрузке (например, применение фильтра не должно приводить к уменьшению напряжения питания более чем на 0,2 дБ или, что то же самое, на 2% при максимальном токе нагрузки);

- ограничений, накладываемых на допустимые значения нелинейных искажений формы напряжения питания при максимальной нагрузке (например, все гармонические составляющие напряжения питания с частотами выше .10 кГц должны быть на 80 дБ ниже уровня основной гармоники 60 Гц);

- допустимых значений реактивной составляющей тока на основной частоте напряжения питания (например, не более 10% от номинального значения тока полной нагрузки цепи питания);

- необходимого затухания фильтра с учетом заданных значений сопротивлений нагрузки и источника питания;

- механических характеристик: размеров, массы, способа установки и типа корпуса фильтра;

- степени экранирования фильтра от различных посторонних полей, обеспечиваемой конструкцией его корпуса.

Рассмотрим влияние этих параметров более подробно.

Напряжение, приложенное к фильтру, должно быть таким, чтобы оно не вызывало пробоя конденсаторов фильтра при различных скачках питающего напряжения, включая скачки, обусловленные переходными процессами в цепях питания. Чтобы при заданных массе и объеме фильтр обеспечивал наилучшее подавление помех в требуемом диапазоне частот, его конденсаторы Должны обладать максимальной емкостью на единицу объема или массы. Кроме того, номинальные значения рабочего напряжения конденсаторов выбирают, исходя из максимальных значений допускаемых скачков напряжения цепи питания, но не более их. Например, если при эффективном значении напряжения питания 115 В допускаются его скачки до 20%) (из-за переходных процессов),

то целесообразно использовать фильтр на 150 В, а не на 250-В.

Ток. через фильтр должен быть таким, чтобы не возникало насыщения сердечников катушек фильтра. (Насыщение, например, тороидальных катушек может приводить к увеличению уровня гармоник в напряжении питания.) Кроме того, следует учитывать, что с увеличением тока через катушку увеличивается реактивное падение напряжения на ней. Это может привести к тому, что: 1) ухудшится эквивалентный коэффициент стабилизации напряжения в цепи питания, содержащей фильтр,

--Uf-

Ф\Генврагпор или d=.D трансформатор цепи питания

-о о

Rli V

Ун Т

Рис. 6.15. Упрощенные эквивалентные схемы источника питания (а), фильтра (б) и нагрузки (е).

2) возникнет взаимозависимость переходных процессов в различных нагрузках цепи питания. Наибольшие скачки, напряжения при этом возникают вовремя отключения нагрузок, так как большинство из них имеет индуктивный характер.

Все сказанное проиллюстрировано примером на рис. 6.15. Суммарное падение напряжения С на внутреннем сопротивлении источника питания (включая фильтр) благодаря стабилизирующему действию .этого источника может изменяться при отключении одной из нагрузок не более чем на 0,5% (на 0,5 В при напряжении питания 115 В). Однако, поскольку добротность всей цепи (Q = 2nfL/-R, где L и R - эквивалентные индуктивность и сопротивление цепи, состоящей из генератора, его возбудителя и нагрузки) на некоторых частотах может быть Q 20, то мгновенный скачок напряжения на оставшейся нагрузке может достигать U = QUf = 20 X Х0,5 В = 10 В. С другой стороны, и сама нагрузка при переходных процессах может вызывать скачки напряжения до нескольких сотен вольт, особенно если она индуктивная.

Допустимую реактивную мощность учитывают в следующих случаях. В низкочастотных пассивных фильтрах питания на обычных конденсаторах и катушках затухание вне полосы пропускания увеличивается с увеличением емкостей и (или) индуктивностей. Предположим, что Б рассматриваемом примере (рис. 6.15) желательно увеличить емкость первого конденсатора фильтра. В прин-

Бвз фильтра

Генератор саенала или uomovHUH питания

Нагрузна

Рис. 6.16. К определению затухания, вносимого фильтром, с помощью измерения Напряжения до (Ub) и после (Ua) включения фильтра.

ципе, она может быть весьма значительной. Однако при этом возникают следующие ограничения. Во-первых, конденсаторы на 10 мкФ и более, как правило, не могут эффективно работать на частотах более 1 ГГц. Во-вторых, увеличение емкости фильтра приводит к повышению требований к собственно источнику питания.

Действительно, если эта емкость С=10 мкФ, а напряжение питания и-115 В, то реактивный ток через рассматриваемый конденсатор составит eg 115

2si/C 6,28-60 Гц-10-S Ф

= 0,43 А.

Если увеличить емкость конденсатора, например, до 250 мкФ, что позволило бы существенно снизить частоту среза фильтра, то реактивный ток такого фильтра, возрос бы примерно до 10 А.

Это не только значительно ухудшило бы условия безопасности, по и повлекло бы за собой неоправданное увеличение реактивной мощности, потребляемой от источника питания фильтром. Очевидно, что при ограниченной