Допустимі значення коефіцієнта пульсацій залежать від призначення і режими роботи електронного пристрою: їх вибирають в межах від 0,001 - 2,5%.
До сглаживающим фільтрам пред'являються наступні основні вимоги: необхідно максимально зменшити змінні складові напруги при цьому не допустити суттєвого зменшення постійної складової; при включенні і виключенні напруги мережі в фільтрі проходять перехідні процеси пов'язані з кидками напруги і струму - останні повинні знаходиться в допустимих межах; власна частота фільтра повинна бути нижче частоти основної гармоніки випрямленої напруги, щоб уникнути резонансних явищ в окремих ланках фільтра.
Зазвичай згладжують фільтри складаються з індуктивних котушок і конденсаторів і лише в малопотужних випрямлячах використовуються також резистори.
Основним параметром, що дозволяє дати кількісну оцінку фільтра, що згладжує є коефіцієнт згладжування:
де і - коефіцієнти пульсацій напруги на вході і виході фільтра.
Роль найпростіших згладжуючих фільтрів можуть грати індуктивні котушки, включені послідовно з навантаженням, і конденсатори, включені паралельно навантаженні.
При використанні котушок, підвищення коефіцієнта згладжування можна досягти за умови, що індуктивний опір ланцюга значно перевищує її активний опір:
де # 969; - частота основної гармоніки випрямленої напруги ()
При цьому основна частина падіння напруги змінних складових доводиться не на опір навантаження, а на індуктивність фільтра.
Так як активний опір індуктивного елемента фільтра (дроселя) зазвичай невелика, падіння напруги постійної складової випрямленої напруги на вході фільтра і на навантаженні можна вважати практично рівним.
Індуктивний фільтр має просту схему і призводить до незначного погіршення потужності і мале зміна вихідної напруги при зміні опору навантаження.
Оскільки індуктивні фільтри забезпечують краще згладжування пульсацій при невеликих опорах навантаження, їх застосовують головним чином в потужних випрямлячах.
При включенні конденсатора паралельно навантаженні. для кращого згладжування пульсацій ємнісний опір має бути значно менше активного опору:
У цьому випадку конденсатор заряджається через вентиль до амплітудного значення напруги на вході фільтра в ті моменти часу, коли напруга на вході фільтра перевищує напругу на конденсаторі.
В інший час конденсатор розряджається на навантаження. Величину ємності вибирають таким чином, щоб за період коливань напруга на вході фільтра і напруга на конденсаторі не змінилося.
Широке застосування на практиці знаходять Г - образні індуктивно-ємнісні фільтри (рисунок 20).
При виконанні умови такі комбіновані фільтри дозволяють отримувати значно вищий коефіцієнт згладжування пульсацій, ніж найпростіші електромагнітні або ємкісні фільтри.
Розглянемо Г - подібну схему фільтра, що згладжує. Якщо знехтувати падінням напруги постійної складової на малому активному опорі дроселя можна вважати, що:
Амплітудне значення струму основної гармоніки:
де - повний опір навантаження і фільтра, - повне опір навантаження і конденсатора фільтра.
При виконанні умови,
отримуємо коефіцієнт згладжування:
Знаючи частоту основної гармоніки випрямленої напруги, по заданому коефіцієнту згладжування пульсацій можна знайти значення L і C (точніше їх твір). Вибір конкретних величин індуктивності і ємності представляє в даному випадку не математичну, а технічне завдання. Зазвичай її вирішують з урахуванням додаткових умов, до яких відносяться габаритні розміри, маса і ємність фільтра, а також допустимий кидок струму при включенні.
Більш ефективним є П - образні фільтри, що представляють собою поєднання найпростішого ємнісного фільтра і Г - образного ланки (рисунок 21, а).
Кращі результати виходять за допомогою багатоланкових фільтрів (рисунок 21, б), що складаються з декількох послідовно з'єднаних Г - образних ланок. Вхідним елементом таких фільтрів є індуктивна котушка. Якщо перша ланка виконати П - образним, то вхідним елементом буде ємність.
Оскільки для кожної ланки вхідна напруга є вихідним попередньої ланки, загальний коефіцієнт згладжування пульсацій багатоланкового фільтра дорівнює добутку коефіцієнтів згладжують ланок:
Якщо коефіцієнти згладжування вибрати однаковими, то
де n - число ланок.
Серед перерахованих вимог, що пред'являються до сглаживающим фільтрам, зазначалося необхідність обмеження власної резонансної частоти фільтру умовою:
З зіставлення двох виразів отримаємо, що rw: top = "1134" w: right = "850" w: bottom = "1134" w: left = "1701" w: header = "720" w: footer = "720" w : gutter = "0" />
В окремих випадках застосовують резистивної-ємнісні фільтри, які мають менші габарити, масу і вартість. Дросель в цих фільтрах замінений резистором. На відміну від індуктивно-ємнісних фільтрів тут відбувається суттєве зменшення не тільки змінних, але і постійної складової випрямленої напруги.
Найпростіший Г - образний фільтр має коефіцієнт згладжування пульсацій:
Оскільки для отримання хорошої фільтрації гармонік тут також має дотримуватися умова:
то можна записати
У зв'язку з тим, що в таких фільтрах відбувається зменшення випрямленої напруги - область застосування фільтрів обмежується малопотужними споживачами.