滤波电路
将脉动直流电中的交流成分滤除掉,这一过程称为滤波。滤波电路通常由电容器C和电感器L等元件组成。滤波电路又简称为滤波器,常用的有电容滤波器、电感滤波器和复式滤波器。
电容滤波器
电容滤波器是在负载的两端并联一个电容构成的。
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半波整流接滤波电容
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桥式整流接滤波电容
1.观测电容滤波情况
在未接滤波电容C之前,用示波器测得负载RL上的电压波形如图中的虚线所示。当在负载RL的两端并联滤波电容C后,输出波形就如图中的实线所示。显然,加上滤波器后的输出电压脉动程度明显减小了。
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半波整流电容滤波的输出波形 桥式整流电容滤波的输出波形
电容滤波器滤波原理
(以半波整流电路为例)
(1)在输入电压上升超过电容端电压时,整流二极管V正向导通,向滤波电容C迅速充电(同时向负载供电),电容C两端电压vc与v2同步上升,并达到v2的峰值。
(2)在输入电压下降到低于电容两端电压时,整流二极管V反向截止。电容放电维持了负载RL的电流。由于RL的阻值远大于二极管的正向内阻,所以放电很慢,电容C两端电压VC下降缓慢。
电容滤波器的特点
(1)在电容滤波电路中,C 的容量或RL的阻值越大,滤波电容C放电越慢,输出的直流电压就越大,滤波效果也越好。反之,C的容量或RL的阻值越小,输出电压低且滤波效果差。
(2)在采用大容量的滤波电容时,接通电源的瞬间充电电流特别大,因此电容滤波器不适用于负载电流较大的场合。
电容滤波器的选用
滤波电容的选用:耐压应大于V2,容量C≥(3~5)T/RL,T为脉动电压的周期,半波整流电路的T为0.02s,桥式整流电路为0 .01s。
电容滤波的输出直流电压可按下述方法进行估算。半波整流电路加电容滤波时,输出直流电压约为V2;而桥式整流电路加电容滤波时,输出直流电压约为1.2V2。负载开路时,输出直流电压均能达到V2。
滤波电容若采用电解电容,正负极性是不允许接反的,否则电容的漏电流会加大,引起温度上升使电容爆裂。
电感滤波器
1.电路构成
电感滤波电路中电感L与负载RL串联,它是利用通过电感的电流不能突变的特性来实现滤波。
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电感滤波电路 电感滤波输出电压波形
2.滤波原理
从能量的观点来看,电感是一个储能元件,当电流增加时,电感线圈产生自感电动势阻止电流的增加,同时将一部分电能转化为磁场能量;当电流减小时,电感线圈便释放能量,阻止电流减小。因此通过负载RL的电流脉动成分受到抑制而变得平滑。
3.电路特点
一般情况下,电感值L愈大,滤波效果愈好。但电感的体积变大、成本上升,且输出电压会下降,所以滤波电感常取几亨到几十亨。
电感滤波主要用于电容滤波难以胜任的大电流负载或负载经常变化的场合,但由于电感体积大、笨重、成本高,在小功率的电子设备中很少使用。
复试滤波器
复式滤波器是由电感、电容或电阻、电容组合起来的多节滤波器,常见的有LC—π型和RC—π型两类复式滤波器。
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LC—π型滤波器 RC—π型滤波器