Сглаживающие фильтры. 
Автоматизация управления технологическими процессами бурения нефтегазовых скважин

Наиболее простым является емкостной фильтр, который состоит из конденсатора С_ф, включенного параллельно с нагрузкой R_u (рис. 2.15). Работа фильтра основана на способности конденсатора быстро запасать электрическую энергию, а затем относительно медленно отдавать ее в нагрузку.

Рис. 2.15. Схема емкостного фильтра.

Когда напряжение на диоде Д, равное разности напряжения источника и напряжения на конденсаторе, положительно, т. е. U_a = UU_c> О, то диод открыт и конденсатор С_ф заряжается. Так как сопротивление диода Д весьма мало, конденсатор успевает зарядиться почти до значения U. Затем, когда U — U_c < 0, диод заперт, и конденсатор медленно разряжается через нагрузку R" до тех пор, пока напряжение источника U снова нс станет больше U_c. Время разрядки зависит от постоянной времени т = Сф/?,.

Емкостные фильтры, как правило, используют в выпрямителях малой мощности.

В выпрямителях с большими токами применяют индуктивные фильтры (рис. 2.16, а), которые являются индуктивной катушкой (дросселем) с относительно большой индуктивностью. Индуктивные фильтры работают достаточно эффективно в двухполупериодных выпрямителях, так как за счет явления самоиндукции ток в нагрузке /" не падает до нуля при нулевом напряжении между точками а и б цепи и коэффициент пульсации заметно уменьшается (рис. 2.16, б).

Рис. 2.16. Схема индуктивного фильтра в цепи двухполупериодного выпрямителя (а), график напряжения и тока в двухполупериодном выпрямителе с индуктивным фильтром (б).

На практике, как правило, применяют комбинированные фильтры: Г-образные и П-образные (рис. 2.17). Эти фильтры обеспечивают хорошее сглаживание тока в нагрузке.

Рис. 2.17. Схема фильтров: а — Г-образного; б — П-образного.

Выходной каскад УНЧ В устройствах автоматики нагрузкой выходного каскада усилителя низкой частоты (УНЧ) может быть электромагнитное реле, электродвигатель, исполнительный механизм.

Выходной каскад может быть собран на транзисторе по схеме с общим эмиттером (рис. 2.18, а). Схемы однотактного транзисторного усилителя мощности с общим эмиттером применяются в том случае, если выходная мощность не превышает 3…5 Вт. Нагрузка /?, включается через согласующий трансформатор Тр.

Рис. 2.18. Схема транзисторного усилителя мощности: а — однотактного; б — двухтактного.

В том случае, когда необходимо получить выходную мощность более 5 Вт, применяют двухтактные усилители, собранные на двух транзисторах (рис. 2.18, 6).