Да уж, не забудь. Очень хочется ознакомиться с более эффективной схемой.
Возвращаюсь к моему замечанию, что есть более эффективная схема транзисторного фильтра.
Именно так называются подобные схемы, а не "электронный дроссель" или "множитель емкости".
Для начала разберем исходную схему.
1. Расчеты на DC
Для транзисторов установлены средние значения h21e:
Q1 h21e = 100;
Q2 h21e = 75;
Диодный мост включен для оценки падения напряжения на нем.
Выходное сопротивление трансформатора принято = 0.
При изменении тока нагрузки от 0.1 до 2 А выходное напряжение Vout меняется от 30 до 28.8 В.
Входное напряжение Vin при токе 2 А составляет Vin = 32 В.
Отсюда определяем выходное сопротивление:
Rвых = dU / dI = 1.2 / 1.9 = 0.63 Ом.
Мощности рассеивания транзисторами при токе 2 А составляют:
- PQ2 = (Vin - Vout) * Iload = 6.4 Вт;
- PQ1 = 0.073 Вт
Зависимости от тока нагрузки:
- входное напряжение (синий);
- выходное напряжение (красный);
- мощность на транзисторе Q2 (черный)
2. Расчеты на AC.
Выходное сопротивление схемы, совместно с выходным конденсатором С4 = 1000 мкФ, образует фильтр первого порядка с частотой среза
Fout = 1/(2*Pi*R*C) = 262 Гц.
Частота пульсаций Fin после двухполупериодного выпрямления составляет Fin = 2*Fnet = 2*50 = 100 Гц.
Поскольку Fin < Fout, то целесообразность такого фильтра (с такими параметрами) практически нулевая.
Каскадный фильтр из двух фильтров первого порядка имеет следующие параметры:
Частота среза одного фильтра F1ср = 1/(2*Pi*R*C) = 1.54 Гц.
Частота среза двухкаскадного фильтра F2ср = F1ср / sqrt(2) = 1.1 Гц.
Коэффициент передачи на частоте 100 Гц:
Кп = (1/(w*R*C))^2 = 0.237E-3 или в дБ Kп = -72 дБ
Величина, обратная коэффициенту передачи - коэф. подавления пульсаций:
Kp = 1/Kп = 4220 или в дБ Kp = 72 дБ
К примеру, если входные пульсации составляют 1 В, то выходные пульсации будут 0.25 мВ, но это очень оптимистическая оценка.
3. Tranzient-расчеты
При токе 2 А имеем:
Входное среднее напряжение 31 В
Пульсации (размах) входного напряжения 1.64 В
Выходное среднее напряжения 27.3 В
Пульсации (размах) выходного напряжения 1.8 мВ
Коэффициент подавления пульсаций Кп = 1.64/1.8 = 911, что в ~4 раза меньше идеальных расчетов (Кп = 4200)
Влияние номинала выходного конденсатора на пульсации:
100u == 2 мВ
1000u == 1.8 мВ
2000u == 1.6 мВ
Вывод: не стоит устанавливать конденсаторы с большими номиналами, это малоэффективно.
Мощность, выделяемая на транзисторе в установившемся режиме PQ2 = 6.84 Вт, на транзисторе Q1 PQ1 = 0.09 Вт.
КПД = 6.84 / (0.09 + 6.84 + 53.4) = 88.5%
Однако имеет место значительное повышение мощности в пусковом режиме, что следует учитывать:
Выводы: схема обеспечивает достаточно низкие пульсации 1.8 мВ на выходе, но и повышенные потери доходящие почти до 7 Вт.
Далее, рассмотрим более совершенные схемы.
