濾波電容原理

濾波電容原理電子發(fā)燒友電子技術(shù)論第一頁，共十二頁，2022年，8月28日一、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。

第二頁，共十二頁，2022年，8月28日組成及工作原理uoωtOOωtiDt1t2t3t4t5t6baCVD1~VD4Tru1u2abRLuouC圖7-4電容濾波原理及波形圖a.原理圖b.波形圖第三頁，共十二頁，2022年，8月28日原理加了一只電容后，二極管導(dǎo)通時，一方面給負(fù)載RL供電，一方面對電容C充電。在忽略二極管正向壓降后，充電時，充電時間常數(shù)τ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=uC≈u2，當(dāng)uC充到u2的最大值時，u2開始下降，且下降速率逐漸加快。當(dāng)|u2|＜uC時，四個二極管均截止，電容C經(jīng)負(fù)載RL放電，放電時間常數(shù)為τ放電=RLC，故放電較慢，直到負(fù)半周。

第四頁，共十二頁，2022年，8月28日原理

在負(fù)半周，當(dāng)|u2|＞uC時，另外二個二極管(VD2、VD4)導(dǎo)通，再次給電容C充電，當(dāng)uC充到u2的最大值時，u2開始下降，且下降速率逐漸加快。當(dāng)|u2|＜uC時，四個二極管再次截止，電容C經(jīng)負(fù)載RL放電，重復(fù)上述過程。有電容濾波后，負(fù)載兩端輸出電壓波形如圖7-4b所示。第五頁，共十二頁，2022年，8月28日（二）負(fù)載上電壓的計算

由上述討論可見，電容放電時間常數(shù)為τ放電=RLC，即輸出電壓的大小和脈動程度與負(fù)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。

第六頁，共十二頁，2022年，8月28日計算公式

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）

第七頁，共十二頁，2022年，8月28日（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）第八頁，共十二頁，2022年，8月28日元件選擇

2.整流二極管的選擇

正向平均電流為

（半波）

（橋式）第九頁，共十二頁，2022年，8月28日（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(fù)載電流太大，電容器放電的速度加快，會使負(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)載電流較小的場合。

第十頁，共十二頁，2022年，8月28日二、л型RC復(fù)式濾波電路

由上述討論可知，當(dāng)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(jìn)一步減小脈動系數(shù)，通常采用如圖7-5所示的л型RC濾波電路。

圖7-5π型RC濾波電路Tru1u2C1RLuoC2R第十一頁，共十二頁，2022年，8月28日濾波電路

л型濾波電路可看成是一節(jié)電容濾波電路和一節(jié)Γ型