BỘ LỌC MỘT CHIỀU

 

            Ớ mục 2.8 ta thấy rằng, hệ số đập mạch của chỉnh lưu phụ thuộc vào số đập mạch mdm và góc điều khiển . Với một mạch chỉnh lưu xác định mdm = const, hệ số kdm tốt nhất khi  (van điôt), trong quá trình điều chỉnh , hệ số này luôn kém hơn. Trong trường hợp kdm () không thoả mãn yêu cầu của tải, cần đưa thêm mạch lọc một chiều nhằm cải thiện hệ số đập mạch. Hiệu quả của khâu lọc được đánh giá bằng hệ số  san bằng:

                                         (2.85)

 

Đầu vào của mạch lọc là mạch van, do đó hệ số đập mạch của chỉnh lưu xác định theo (2.84). Hệ số đập mạch nhận được sau khi đã lọc kdm ra đương nhiên phải nhỏ hơn kdm vào. Như vậy theo (2.85)) hệ số san bằng phải lớn hơn 1, và càng lớn thì lọc càng tốt

            Các bộ lọc thông dụng trình bày ở phần 2.40

 

Hình 2.40

 

1. Lọc điện cảm (hình 2.40a)

 

            Loại này chỉ dùng một điện cảm L mắc nối tiếp với tải. Theo khai triển Fourier ở biểu thức (2.81), điện áp chỉnh lưu có thể coi gồm hai loại nguồn điện áp: nguồn một chiều U0 = Ud0cos, và nguồn xoay chiều các sóng hài u~. Bây giờ ta có sơ đồ thay thế mạch như trên hình 2.41. Tác động của các nguồn:

       Với  

Để xác định ksb ta chỉ cần sóng hài bậc 1. Từ các phân tích trên ta có:

           

Do   nên:

           

Với  (là tần số góc của nguồn xoay chiều đưa vào mạch van), ta rút ra điện cảm lọc cần có để đảm bảo hệ số san bằng cần thiết:

            ;    [H]                               (2.86)

 

Lọc bằng điện cảm rất phù hợp với tải công suất lớn, vì công suất càng lớn thì điện trở tải Rt sẽ càng nhỏ và dễ dàng thực hiện điều kiện lọc tốt là XL >> Rt

 

2. Lọc điện dung C (hình 2.40b)

 

            Điện dung C được đấu song song với tải. Ở đây tác động lọc khác với lọc điện cảm. Với nguồn một chiều tụ điện không ảnh hưởng, còn với nguồn xoay chiều tụ C phản ứng theo tổng trở  . Do tụ C đấu song song tải nên sự phân chia dòng xoay chiều lại theo qui tắc: XC càng nhỏ hơn Rt thì dòng xoay chiều càng bị hút vào đường đi qua tụ điện, càng ít dòng xoay chiều qua tải, tức là hiệu quả lọc càng tốt. Giá trịtụ lọc tính gần đúng theo biểu thức sau:

                        ;  [F]                    (2.87)

            Lọc điện dung rất khó thực hiện với tải công suất lớn, vì khi Rt càng nhỏ ta càng khó thực hiện điều kiện lọc tốt XC<<Rt do giá trị C phải rất lớn. Do đó lọc tụ chỉ dùng cho tải công suất nhỏ.

 

3. Lọc LC (hình 2.40c)

 

            Đây thực chất là kết hợp của hai loại lọc trên, do vậy để lọc hiệu quả vẫn phải tuân thủ các nguyên tắc: XL >> Rt; XC << Rt

            Khi đảm bảo điều kiện trên ta vẫn có thành phần U0 được đưa toàn bộ ra tải, còn thành phần xoay chiều bị giữ (lọc) lại toàn bộ ở khâu lọc. Với thành phần bậc 1 ta có thể viết

                        Udm vào = I1m (XL – XC)

                        U1m ra = I1mXC

Vậy                 

 

Với    , ta có:

                       

Hay:                                       (2.88)

nếu f1 = 50 Hz:

                                     

Trong đó trị số điện cảm xác định trước theo mong muốn dòng điện liên tục:

                        ; [H]

 

 

4. Lọc hình  (lọc CLC) (hình 2.40d)

 

            Đây là bộ lọc gồm hai mắt lọc, lọc C và lọc LC, mắc nối tiếp với nhau. Hệ số san bằng của bộ lọc bằng tích số hệ số san bằng từng mắt lọc:

ksb = ksbC.ksbLC

            Thường lấy ksbC trước để tương ứng có kdm ra cho lọc tụ cỡ (0,02 ÷ 0,1) và xác định giá trị C. Sau đó tính mắt lọc LC còn lại theo (2.88)

Lọc dạng  ứng dụng khi cần có ksb > 50

 

EYETECK.VN

Mục 2.9-Bộ lọc một chiều – Bài Sóng hài điện áp chỉnh lưu và hệ số đập mạch-

Điện tử công suất

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

Tác giả:Võ Minh Chính (chủ biên)

                                                                                  Phạm Quốc hải

                                                                                Trần Trọng Minh