電容濾波電路設(shè)計與計算

1、第三節(jié) 濾波電路 整流電路輸出的直流電壓脈動較大，一般不能滿足實際需要，必須用濾波電路濾除交流分量，得到平滑的直流電壓。在小功率直流電源中，常用的濾波電路有電容濾波、型濾波和濾波。一、電容濾波電路（一）電路組成及工作原理 在整流電路輸出端與負載之間并聯(lián)一只大容量的電容，如圖7-4a，即可構(gòu)成最簡單的電容濾波器。其工作原理是利用電容兩端的電壓在電路狀態(tài)改變時不能躍變的特性。 組成及工作原理uotOOtiDt1t2t3t4t5t6baCVD1VD4Tru1u2abRLuouC圖7-4 電容濾波原理及波形圖a. 原理圖 b. 波形圖原理 加了一只電容后，二極管導(dǎo)通時，一方面給負載RL供電，一方面對電

2、容C充電。在忽略二極管正向壓降后，充電時，充電時間常數(shù)充電=2RDC，其中RD為二極管的正向?qū)娮瑁渲捣浅Ｐ?，充電電壓uC與上升的正弦電壓u2一致，uo=uCu2，當uC充到u2的最大值時，u2開始下降，且下降速率逐漸加快。當|u2|uC時，四個二極管均截止，電容C經(jīng)負載RL放電，放電時間常數(shù)為放電=RLC，故放電較慢，直到負半周。 原理 在負半周，當|u2|uC時，另外二個二極管(VD2、VD4)導(dǎo)通，再次給電容C充電，當uC充到u2的最大值時，u2開始下降，且下降速率逐漸加快。當|u2|uC時，四個二極管再次截止，電容C經(jīng)負載RL放電，重復(fù)上述過程。有電容濾波后，負載兩端輸出電壓波形如

3、圖7-4b所示。（二）負載上電壓的計算 由上述討論可見，電容放電時間常數(shù)為放電=RLC，即輸出電壓的大小和脈動程度與負載電阻直接相關(guān)。若RL開路，即輸出電流為零，電容C無放電通路，一直保持最大充電電壓；若RL很小，放電時間常數(shù)很小，輸出電壓幾乎與沒有濾波時一樣。 計算公式 因此，電容濾波電路的輸出電壓在0.9U2范圍內(nèi)波動，在工程上一般采用估算公式 （半波） （橋式、全波） 2) 1 . 11 (UUO22 . 1 UUO（三）元件選擇 1.電容選擇 濾波電容C的大小取決于放電回路的時間常數(shù)，RLC愈大，輸出電壓脈動就愈小，通常取RLC為脈動電壓中最低次諧波周期的倍，即 （橋式、全波） （半波

4、）2)53(TCRLTCRL)53(元件選擇 2.整流二極管的選擇 正向平均電流為 （半波） （橋式）ODIIODII21（四）電容濾波的特點 電容濾波電路結(jié)構(gòu)簡單、輸出電壓高、脈動小。但在接通電源的瞬間，將產(chǎn)生很大的充電電流，這種電流稱為“浪涌電流”，同時，因負載電流太大，電容器放電的速度加快，會使負載電壓變得不夠平穩(wěn)，所以電容濾波電路只使用于負載電流較小的場合。 二、型RC復(fù)式濾波電路 由上述討論可知，當RL比較小時，即使濾波電容容量很大，脈動系數(shù)仍比較大。為進一步減小脈動系數(shù)，通常采用如圖7-5所示的型RC濾波電路。 圖7-5 型RC濾波電路Tru1u2C1RLuoC2R濾波電路 型濾波電路可看成是一節(jié)電容濾波電路和一節(jié)型RC