Silufilter

Silufilter on elektroonikalülitus, mis vähendab alaldist saadava elektripinge pulsatsiooni ehk lainjust, s.o pinge perioodilist lainetaolist muutumist. Võrgupinge täisperioodalaldamise korral toimub see muutumine sagedusega 100 Hz. Impulsstoitelülituse alaldis ulatub pulseerimissagedus kümnetesse või sadadesse kilohertsidesse.

Alaldi väljundpinge lainjus on enamasti liiga suur, põhjustades toidetavate seadmete töös häireid; näiteks raadio- ja helivõimendusseadmeis avaldub see nn võrgumürana. Seepärast ühendataksegi alaldi väljundi ja koormuse vahele silufilter.

Alalduslülitus silukondensaatoriga C
T ‒ trafo sekundaarmähis
G ‒ sildalaldi (Graetzi sild)
R ‒ koormustakistus

Lainjustegur ja silutegur

Pinge lainjustegur

$k_{pul}={\frac {U_{m}}{U_{0}}},$

kus

$U_{m}$ ‒ alaldatud pinge 1. harmoonilise amplituudväärtus;

$U_{0}$ ‒ alaldatud pinge keskväärtus.

Sageli näidatakse lainjuse määra pulsatsioonipinge väärtusena (väljundpinge kõikumise ulatusena):

$\Delta {}U=U_{0}k_{pul}.$

Filtri silutegur on sisendpinge lainjusteguri ja väljundpinge lainjusteguri suhe:

$q={\frac {k_{pul\,s}}{k_{pul\,v}}}.$

Silumislülitused

Mahtuvusliku sisendiga
LC-silufilter

Lihtsaim filter on kondensaator, mida kasutataksegi impulsstoitelülitustes. Võrgusagedusel töötava alaldi korral võib ka suure mahtuvusega kondensaatori silutoime jääda ebapiisavaks ja siis tuleb kasutada LC-filtrit, mis koosneb kondensaatoritest ja paispoolist.

Silufiltri pulsatsiooni vähendav efekt põhineb kondensaatori ja paispooli energiasalvestusvõimel.

Silukondensaatori mahtuvus

Kondensaator salvestab energiat, s.t laadub elektrivooluga pulseeriva pinge tõusmise ajavahemikel, ja toidab salvestatud energiaga tarbijat ajavahemikel, mil toiteping alaneb. Mida suurem on kondensaatori mahtuvus, seda rohkem ta mahutab energiat ja vastavalt seda vähem pinge alaneb.

Näiteks elektrivõrgu 50-hertsise vahelduvpinge periood kestab 1/50 = 0,02 sekundit ja poolperiood ∆t = 0,01 s. Et pinge koormusel, mis tarbib voolu I = 0,1 A, ei langeks selle ajavahemiku kestel rohkem kui ∆U = 0,05 V võrra, tuleb kasutada kondensaatorit mahtuvusega

$C\approx I\cdot {\Delta {}t \over \Delta {}U}=0,1\cdot {0,01 \over 0,05}=0,02\,\mathrm {faradit} =20\,000\,\mathrm {mikrofaradit} ;$

seega osutub mahtuvus ebareaalselt suureks, nii et tuleks kasutada LC-filtrit.

Et täita samu lähtetingimusi impulsstoiteallikas, mille hakkimissagedus on 50 kHz, seega ∆t 1000 korda väiksem, piisab mahtuvusest 20 µF.

Valemist nähtub, et mida suurem on alaldist tarbitav vool (vastavalt mida väiksem on koormustakistus), seda suurem peab olema kondensaatori mahtuvus etteantud lainjuse tagamiseks.

Pinge stabiliseerimine

Silufilter vähendab küll alaldi väljundpinge pulsatsiooni, kuid ei taga selle pinge stabiilsust. Kui on tarvilik, et toitepinge püsiks etteantud piires ka muutuva koormustakistuse korral, ühendatakse silukondensaatori järele pingestabilisaator; see vähendab ühtlasi tõhusalt pinge lainjust.

Vaata ka

• Alaldi
• Impulsstoiteallikas

Välislingid

• Silufiltrid