電容濾波電路設(shè)計(jì)與計(jì)算

1、第三節(jié) 濾波電路 整流電路輸出的直流電壓脈動(dòng)較大，一般不能滿足實(shí)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(fù)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(jiǎn)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(shí)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(shí)，一方面給負(fù)載RL供電，一方面對(duì)電

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

3、圖7-4b所示。（二）負(fù)載上電壓的計(jì)算 由上述討論可見(jiàn)，電容放電時(shí)間常數(shù)為放電=RLC，即輸出電壓的大小和脈動(dòng)程度與負(fù)載電阻直接相關(guān)。若RL開(kāi)路，即輸出電流為零，電容C無(wú)放電通路，一直保持最大充電電壓；若RL很小，放電時(shí)間常數(shù)很小，輸出電壓幾乎與沒(méi)有濾波時(shí)一樣。 計(jì)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(dòng)，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(shí)間常數(shù)，RLC愈大，輸出電壓脈動(dòng)就愈小，通常取RLC為脈動(dòng)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(diǎn) 電容濾波電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出電壓高、脈動(dòng)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(shí)，因負(fù)載電流太大，電容器放電的速度加快，會(huì)使負(fù)載電壓變得不夠平穩(wěn)，所以電容濾波電路只使用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合。 二、型RC復(fù)式濾波電路 由上述討論可知，當(dāng)RL比較小時(shí)，即使濾波電容容量很大，脈動(dòng)系數(shù)仍比較大。為進(jìn)一步減小脈動(dòng)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