мощности, создаваемой основной гармоникой в том же элементе фильтра. Поэтому иа первом этапе н в практических приложениях при анализе фильтров инверторов учитывают мощность только на основной гармонике.

Достаточно часто задачей оптимального расчета фильтра принято считать, например, определение наиболее выгодного распределения суммарной установленной мощности фильтра между элементами фильтра так, чтобы заданному значению суммарной установленной мощности фильтра соответствовало наибольшее ослабление высших гармоник. Действительно, для резонансных фильтров численное значение отношения частоты основной гармоники к собственной резонансной частоте соответствующего контура фильтра задано и равно единице. Отношения между параметрами элементов этих контуров и элементами фильтра ие заданы. Однако задано качество выходного напряжения, например, численным значением коэффициента гармоник.

Для высших гармоник фильтры с резонансными контурами на частоте основной гармоники должны иметь характеристику фильтра нижних частот. Именно поэтому параметры фильтра с резонансными контурами иа частоте основной гармоники могут быть связаны с частотным составом импульсного напряжения на его входе и качеством напряжения на его выходе. Это значит, что для фильтров, состоящих из трех и более элементов и имеющих один и более резонансных контуров иа частоте основной гармоники, можно указать такое отношение между некоторыми параметрами его элементов, которое может служить критерием подобия. Например, критерием подобия резонансных фильтров может служить величина отношения емкостей конденсаторов. По этому критерию можно проводить оценку эффективности совместного выбора параметров фильтра и частотного спектра входного напряжения при заданном качестве выходного напряжения.

Одноконтурный резонансный фильтр (рис. 1) состоит из последовательного резонансного контура и конденсатора, шунтирующего нагрузку. Для этого фильтра задано (0iLC2=l.

Относительные мощности элементов фильтра при номинальной нагрузке

Pa = PcilP.=-< .RC,; Pi = iLJR) (1 + = (со,=1,С,/о /?СЛ X

X (1 +o =/?C.) = (1 + >г=С,=)/ш,/?С,; Pc2=Pli-

Суммарная относительная мощность элементов фильтра

р; = со./?С, + {2/o>RP,) (1 + ш.РС,) = (1 -f 26) а -f 2h/a, где

a = o),/?Cj; (1)

b =CJC,- <,LfiJmLf, -a,/L m\ (2)

Величина (2) может служить критерием подобия фильтров.

0,16 0,16 0,П 0,12

0,1 0,08 0,06 0,04

0,0г

о о,г 0,4

0,18 0,16 0,14 0,12

0,1 0,08

0,04

*о,ог

о 10 го 50 40 Аг.выхЛ/v i i U i i-1

о 200 400 600800 К/,

с (Кт.Ьш0,05)

Р-0,Зв

о-\\-Пг>г\

р;=0,74

Рт=0,5

при Нр0,Г,Км=10

Kf=i;KM=*oo

Ьг=;=т=со,%

-ггт

Рис. 1. Определение относительной установленной мощности фильтров по значению коэффициента режекции входного импульсного напряжения

Минимум суммарной относительной мощности фильтра Р*2ми =2[2б(Ц-2б)]о. (3)

при условии а2=26/(1+26).

Порядок выбора параметров элементов фильтра при минимальной суммарной относительной мощности может быть следующим. При заданном качестве выходного и частотном спектре входного напряжений определяется отношение емкостей конденсаторов (2). Емкость конденсатора, шунтирующего нагрузку, получаем из соотношения Ci=

Затем находим napuMetpbi элекеитой йоследоватеЛьного резонансного контура

Ci==Ci/b; L, = 1/©,2C2.

Величина (2) существенно влияет как на качество выходного напряжения, так и на мощность фильтра (3).

Двухконтурный резонансный фильтр (см. рис. 1) состоит из последовательного и параллельного резонансных контуров. Для этого фильтра задано (i>iLiCi=&iL2C\ = \.

С учетом (1) и (2) относительные мощности элементов фильтра при номинальной нагрузке

Pc,* = ©,i?C,;

PLi*==ll(i>iRC2=bla;

Pc2*=ll(i)iRC2=b/a;

Суммарная относительная мощность элементов двух-контурного резонансного фильтра Р2* = 2а=2Ь/а. Минимум суммарной относительной мощности P*smhh= =.AYb при условии а=Ь.

Анализ показал, что суммарная относительная мощность одноконтурного резонансного фильтра меньще суммарной относительной мощности двухконтурного резонансного фильтра при условии Ci<0,5C2. Для однозвенного фильтра нижних частот

/W=2[/n2(l-f/n2)]o.s (4)

при условии

/nVa=[m2(l-fm2)]o.5. (5)

В (4) и (5) приняты обозначения (1), (2) и

L,/C,=J?2(H-m2). (6)

Порядок выбора параметров элементов однозвеньевого фильтра нижних частот может быть следующим. При заданном качестве выходного напряжения и частотном спектре входного напряжения находится значение критерия подобия фильтров по формуле (2): m = (i>iLiCi. Затем из (6) можно вычислить квадрат волнового сопротивления фильтра. Решая совместно (2) и (6), можно определить параметры элементов фильтра. Используя заданные значения мощности и напряжения на выходе фильтра, получаем

С, = (т2Р/ю1 [/,2) [т2 (1 -f/п2) ] -0.5.