Я хотел на примере этого проекта показать разницу между двумя подходами к блоку питания:
1-выпрямитель нагружен на конденсатор
2-выпрямитель нагружен на дроссель
Фактически, к текущему времени был разработан блок питания по подходу 2. Я просимулировал БП с аналогичными характеристиками для подхода №1. Вот что получилось:
Выходное напряжение выглядит вот так:
- Пульсации выходного напряжения
Синяя кривая - выход варианта №1
Зелёная кривая - выход варианта №2
Обе кривые имеют примерно одинаковые напряжения пик-пик, но, как мы видим, мощность шумов варианта 1 гораздо выше:
- Спектр шумов
Расчётные мощности трансформаторов:
1-9,75Вт
2-9,8Вт
При этом, потери на нагрев трансформатора составляют:
1-0,61Вт (6,68%)
2-0,54Вт (5,83%)
Потери в фильтрах:
1-0,59Вт
2-0,71Вт
Я также промоделировал долговременное изменение нагрузки - снял нагрузочную кривую:
- Нагрузочная кривая
Небольшие пояснения. Начиная с 0 секунд по графику с каждой секундой ток увеличивается на 1 мА. Т.о., предыдущие тестирования проводились для точки, находящейся на отметке 30 секунд (=30мА), где мы видим пересечение графиков.
Что показывают эти кривые? До уровня примерно 13мА дроссельный фильтр ведёт себя больше по варианту конденсаторного фильтра. Это связано с тем, что заряда катушки не хватает для "заполнения" интервалов при закрытых диодах. Начиная с 13мА дроссель начинает выполнять роль дополнительной ёмкости (только токовой, в отличие от конденсатора, "хранящего" напряжение) и характеристика выравнивается - дальше выходное напряжение зависит только от падения напряжения за счёт протекания тока через активное сопротивление дросселей. Объективного выигрыша здесь нет ни у одной модели.
И, наконец, оценка выходного сопротивления:
- Выходное сопротивление
Как мы видим, разные варианты идут "ноздря в ноздрю".
Тогда в чём преимущество L над C? Одно преимущество точно есть - меньше мощность шумов. Второе преимущество мне здесь показать не получилось, и связано оно с реактивной природой L, что позволяет не терять энергию при фильтрации. В данном конкретном случае активное сопротивление дросселей "затушевало" данное преимущество. Но в других случаях, когда ток нужен больше или приходится строить многозвенные RC-фильтры - данное преимущество проявится во всей красе.
). Профессионалы же выбирают кратчайший путь. Оптимизированный и простой.