电子技术应用课件 任务1.3 滤波电路的认识

滤波电路的认识

整流电路输出的电压是单向脉动电压，为了减小脉动，常用电抗元件组成滤波电路，以滤除交流成分。

滤波电路的形式很多，常见的有电容滤波、电感滤波和复式滤波电路。

滤波原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性,将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。滤波电路的认识

电容滤波的基本工作原理就是利用电容的充放电作用，使负载电压趋于平滑。1.单相桥式整流电容滤波电路

1.3.1电容滤波电路滤波电路的认识

u2

>uC时，二极管VD1、VD3导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电，uC

增加，uo=uC

。+Cici

–++–aVD1uou2bRLio=

uC

由于二极管导通电阻很小，所以充电时间常数很小，uc上升速度很快，基本随u2一起上升，如图中Oa段所示。

u2tOVD3uo

taO滤波电路的认识+C+–+–aVD1uou2bRLio=

uC

u2

从a点开始下降时u2

<

uC，二极管VD1、VD3截止，uc通过负载RL放电，放电时间常数

很大，故放电很慢，输出电压uC按指数规律下降。uo=uC

。如图中ab段所示

VD3u2tOauo

tOb滤波电路的认识

在u2负半周，u2又大于uC

，二极管VD2

、VD4

导通，电容再次被充电，uC上升，当到达C点时，u2又小于uC

，二极管VD2

、VD4又截止，电容又开始充电。如此重复进行，得到如图所示的输出波形。

由图可知，经电容滤波后，桥式整流电路的输出电压波形变得比较平滑，这就是滤波电容的作用。

cauo

tOb+C

–++–bVD2uou2RLioVD4aici滤波电路的认识2.电容滤波电路的特点

(1)二极管导通角，导通时间缩短了，流过二极管的瞬时电流很大，故对二极管的要求提高了。

选管时一般取：IFM=（2---3）IF

在对电容器充电时，加在截止二极管上的电压为u2与Uc的叠加，最大值接近。

（2）输出电压UO高，纹波较小，而且RLC越大，UO越高。工程上常用下面经验公式来确定滤波电容C的值，即

式中，T为交流电源电压的周期。

（1）滤波电路的认识

（3）外特性比较差。所谓外特性就是负载电流与负载电压之间的关系曲线，如图所示。

在C值一定时，当，即空载时，

；

当去掉电容时，有

在满足的情况下，电容滤波电路的输出电压为滤波电路的认识通常情况下取

总之，电容滤波电路较简单，负载直流电压较高，纹波较小，但它的外特性较差，对二极管的特性要求较高。通常适用于负载电压较高，而负载变动较小的场合。

（2）滤波电路的认识

例

在桥式整流电容滤波电路中，若要求输出直流电压为24V，输出电流为100mA。试选择整流二极管和滤波电容。

解：(1)选择整流二极管

流过每个二极管的电流平均值为

根据式（2），取UO＝1.2U2，所以变压器副边电压有效值：二极管承受的最大反向电压为

滤波电路的认识

根据IVD和URM可选1N4001型整流二极管。其额定整流电流为1A，最高反向工作电压为50V，满足电路要求。

(2)选滤波电容器根据式(,1)，取：

电容耐压应大于U2＝28(V)，故可选用330μF/50V的电解电容器。

滤波电路的认识1.3.2电感滤波电路

在大电流负载情况下，常用电感滤波。电感滤波就是在整流电路与负载电阻之间串联一个电感线圈L，如图所示。

滤波电路的认识

整流输出的电压，可以看成由直流分量和交流分量叠加而成。因电感线圈的直流电阻很小，交流电抗很大，故直流分量顺利通过，交流分量的大部分将降到电感线圈上，这样在负载RL得到比较平滑的直流电压。由于电感线圈的直流电阻很小，负载上输出的平均电压和纯电阻负载基本相，仍可认为UO=0.9U2

(3)

经电感滤波后，负载电压和电流的脉动大为减小，波形变得平滑。L愈大，RL愈小，滤波效果愈好，所以电感滤波器适用于电压较低，而负载电流较大的场合。其缺点是电感量大、体积大且成本高。

滤波电路的认识5.3.3复式滤波电路

为了进一步减少脉动，提高滤波效果，常将电容滤波和电感滤波组合成复式滤波电路，这样经双重滤波后输出电压更加平直。表1列出了几种复式滤波电路的形式、性能特点及适用场合。

滤波电路的认识名称LC滤波LC-π型滤波RC-π型滤波电路形式Uo≈0.9U2≈1.2U2≈1.2U2电路特点电路简单，流过二极管的峰值电流小，带负载能力较强。价格高，体积大。直