Analiza wpływu filtru pojemnościowego na kształt napięcia w węźle zasilającym

W celu zmniejszenia tętnień napięcia wyprostowanego stosowane są filtry pojemnościowe. W artykule przedstawiono wyniki analizy napięcia w węźle, z którego są zasilane: odbiornik przez prostownik z filtrem pojemnościowym oraz inne odbiorniki zasilane napięciem przemiennym. Przy wykorzystaniu autorskiego programu wyznaczono przebieg napięcia oraz jego widmo amplitudowe dla przyjętych wartości współczynnika tętnień. Dla wybranego okresu w stanie ustalonym przedstawiono zależność amplitud wybranych harmonicznych od pojemności filtru, wyznaczonej przez wymaganą wartość współczynnika tętnień.

A pulsatory voltage is generated at the rectifier output. Capacitance filters are often used in order to lower the voltage pulsation. There was determined the voltage amplitude change in time in the node from which a load is supplied through a rectifier with the capacitance filter (Fig. 1) [2]. The program written in the Matlab environment was used for it. For the selected voltage period in the steady state, there was determined the voltage amplitude spectrum for different values of the voltage pulsation factor at the rectifier output (Figs. 2 and 3). The developed program also allows calculating the timing of changes in the rectifier operating status. The analysed period of voltage changes in time was divided into subperiods corresponding to the consecutive cycles of charging and discharging the filter capacitor, during which the voltage in the supply node could be described by the equation (2) or (3). Using the equations (6) and (7), the amplitudes of each harmonic for the given circuit parameters were calculated and their dependence on the voltage pulsation factor at the rectifier output was determined (Figs. 5, 6, 7, 8). The presented equations and analysis results enable selecting the appropriate parameter values already at the stage of circuit design, so that the proper voltage quality is provided.