СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №4/2015

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 65 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2015 U(t) Uмакс Uпик Uмин тельно отличаться от U вх.ср = +280 В, хотя размах пульсации напряжения на C2 будет намного меньше и соста- вит приблизительно 0,5 В. При уста- новке R3 напряжение на C1 снизит- ся, поскольку оно будет определять- ся делителем R1 / R3. Если выбрать R3 таким образом, чтобы U ср.C2 было чуть ниже минимального входного напря- жения (U вх.мин ) с учётом пульсаций, то среднее выходное напряжение филь- тра всегда будет ниже минимального уровня пульсаций входного напряже- ния, а его размах будет определять- ся размахом пульсаций на конден- саторе C2. Чтобы выбрать сопротивление R3, к выходу фильтра необходимо под- ключить осциллограф, вход которо- го переключён в положение перемен- ного тока. Вместо R3 следует устано- вить переменный резистор, например 5 МОм и, вращая его движок, наблю- дать форму выходного напряжения. При максимальном значении пере- менного резистора размах пульсаций будет очень большим, однако по мере уменьшения сопротивления пульса- ции будут снижаться и примут фор- му, показанную на рисунке 6, которая похожа на синусоиду с небольшим пиком, отмеченным зелёным кружком. Такая форма напряжения соответству- ет применению транзисторов IRL2910 и IRL2505 при сопротивлении R3, рав- ном 3,3 МОм (для IRLU3110 – 3,9 MОм). При дальнейшем уменьшении сопро- тивления выходное напряжение фильт- ра снижается, пик постепенно исчеза- ет, и форма напряжения сглаживается до синусоиды. Чем ниже выходное напряжение фильтра, по сравнению с входным, тем больше энергии должен рассе- ять транзистор. Например, при токе в 1 А и размахе синусоидальной пуль- сации входного напряжения 15 В мощ- ность составит (15/2) 2 В × 1 А = 10,6 Вт. Поэтому следует стремиться к тому, чтобы выходное напряжение филь- тра было максимальным. Это случит- ся в том случае, если это напряжение как можно ближе «подойдёт» к мини- мальному входному напряжениюU вх.мин и даже «коснётся» его, индикатором чего служит небольшой пик, выделен- ный на рисунке 6 кружком. Но ампли- туда пика не должна превысить размах пульсаций. Чем меньшее напряжение затвора по отношению к истоку тре- буется для открытия транзистора, тем выше будет выходное напряжение фильтра. Поэтому в фильтрах исполь- зованы транзисторы с «логическим» пороговым напряжением не более 1 В (в стандартных полевых транзисторах оно составляет 4…6 В). При токе нагрузки 1,5 А размах пуль- саций выходного напряжения состав- ляет 0,5 В (при номиналах C1 и C2, ука- занных на рисунке 2). Как показано в статье «Сглаживающие фильтры на транзисторах» [1], размах пульсаций в наибольшей степени определяется номиналом C2. Увеличив номинал C2, Рис. 6. График пульсационной составляющей выходного напряжения фильтра © СТА-ПРЕСС