項(xiàng)目八穩(wěn)壓電源－課題2 濾波電路

項(xiàng)目八穩(wěn)壓電源課題二濾波電路學(xué)習(xí)導(dǎo)入整流電路雖會(huì)將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，但負(fù)載上得到的是單方向上的電壓，波動(dòng)很大，需在整流電路之后加濾波電路，以減少輸出電壓中的脈動(dòng)成分，使輸出的電壓更加平滑。濾波電路類型：濾波電路的形式很多，歸納起來常見的有電容濾波電路、電感濾波電路、復(fù)式濾波電路三種。下面將對這三種電路進(jìn)行介紹。

一、電容濾波電路

1．空載時(shí)的情況當(dāng)電路采用電容濾波，輸出端空載，如圖8-7（a）所示，設(shè)初始時(shí)電容電壓UC為零。接入電源后，當(dāng)U2在正半周時(shí)，通過D1、D3向電容器C充電；當(dāng)在U2的負(fù)半周時(shí)，通過D2、D4向電容器C充電，充電時(shí)間常數(shù)為

式中R包括變壓器副邊繞組的直流電阻和二極管的正向?qū)娮琛Ｓ捎谝话愫苄。娙萜骱芸炀统涞浇涣麟妷篣2的最大值，如波形圖8-7（b）的時(shí)刻。此后，U2開始下降，由于電路輸出端沒接負(fù)載，電容器沒有放電回路，所以電容電壓值UC不變，此時(shí)，UC＞U2，二極管兩端承受反向電壓，處于截止?fàn)顟B(tài)，電路的輸出電壓，電路輸出維持一個(gè)恒定值。

一、電容濾波電路

2．帶載時(shí)的情況接通交流電源后，二極管導(dǎo)通，整流電源同時(shí)向電容充電和向負(fù)載提供電流,輸出電壓的波形是正弦波形。在t1時(shí)刻，即達(dá)到90°峰值時(shí)，開始以正弦規(guī)律下降，此時(shí)二極管是否關(guān)斷，達(dá)到90°后，二極管關(guān)斷，在90°后指數(shù)規(guī)律下降的速率快，而正弦波下降的速率小，所以超過90°以后有一段時(shí)間二極管仍然承受正向電壓，二極管導(dǎo)通。隨著的下降，正弦波的下降速率越來越快，的下降速率越來越慢。所以在超過90°后的某一點(diǎn)，例如圖8-8（b）中的t2時(shí)刻，二極管開始承受反向電壓，二極管關(guān)斷。此后只有電容器C向負(fù)載以指數(shù)規(guī)律放電的形式提供電流，直至下一個(gè)半周的正弦波來到，再次超過，如圖8-8(b)中的t3時(shí)刻，二極管重又導(dǎo)電。。取決于二極管承受的是正向電壓還是反向電壓。先設(shè)那么只有濾波電容以指數(shù)規(guī)律向負(fù)載放電，從而維持一定的負(fù)載電流。但是以上過程電容器的放電時(shí)間常數(shù)為

一、電容濾波電路

根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，一般用以下公式估算電容濾波時(shí)的輸出電壓平均值：（橋式、全波）（8-2-1）（半波）（8-2-2）越大越好，放電過程越慢，輸出電壓越高，脈動(dòng)成分越少，即濾波效果越好。一般滿足：（橋式、全波）（8-2-3）（半波）（8-2-4）電容選擇條件：電容的放電時(shí)間常數(shù)其中T為交流電源電壓的周期。

一、電容濾波電路

整流二極管選擇條件：每只二極管的平均電流為（橋式、全波）（8-2-5）（半波）（8-2-6）（橋式）（8-2-7）（半波、全波）（8-2-8）每只二極管所承受的最高反向電壓

一、電容濾波電路

電容濾波電路的特點(diǎn)：1）電容濾波電路適用于小電流負(fù)載。2）電容濾波電路的外特性比較軟。3）電容濾波適用于輸出電壓高、負(fù)載電流較小、負(fù)載較穩(wěn)定的場合。4）采用電容濾波時(shí)，整流二極管中將流過較大的沖擊電流。必須選用較大容量的整流二極管。

二、電感濾波電路

在大電流的情況下，由于負(fù)載電阻RL很小。若采用電容濾波電路，則電容容量勢必很大，而且整流二極管的沖擊電流也非常大，在此情況下應(yīng)采用電感濾波。如下圖8-10所示，由于電感線圈的電感量要足夠大，所以一般需要采用有鐵心的線圈。

二、電感濾波電路

當(dāng)流過電感的電流變化時(shí)，電感線圈中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢將阻止電流的變化。當(dāng)通過電感線圈的電流增大時(shí)，電感線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢與電流方向相反，阻止電流的增加，同時(shí)將一部分電能轉(zhuǎn)化成磁場能存儲(chǔ)于電感之中；當(dāng)通過電感線圈的電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢與電流方向相同，阻止電流的減小，同時(shí)釋放出存儲(chǔ)的能量，以補(bǔ)償電流的減小。因此經(jīng)電感濾波后，不但負(fù)載電流及電壓的脈動(dòng)減小，波形變得平滑，而且整流二極管的導(dǎo)通角增大。

二、電感濾波電路

已知橋式整流電路濾波電感的直流電阻R，則電感濾波電路輸出的電壓平均值為

（8-2-9）

要注意電感濾波電路的電流必須要足夠大，即RL不能太大，當(dāng)忽略電感電阻時(shí)，此時(shí)可得出以下公式

二、電感濾波電路

電感濾波電路的特點(diǎn)：1）電感濾波電路適用于大電流負(fù)載。2）電感濾波電路的外特性比較硬。3）由于電感有延長整流管導(dǎo)電管電角的趨勢，因此電流的波形比較平滑，避免了在整流管中產(chǎn)生較大的沖擊電流。

三、復(fù)式濾波電路

1．型LC濾波電路圖8-11型LC濾波電路特點(diǎn)是：1）在負(fù)載電流較大或較小時(shí)均有良好的濾波作用。2）電感濾波和LC濾波電路克服了整流管電流較大的缺點(diǎn)，3）外特性比較硬,與電容濾波相比，U0較低，電路體積、重量大為增加。

三、復(fù)式濾波電路

2．型LC濾波電路圖8-12П型LC濾波電路

型LC濾波電路輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù)比僅有LC濾波時(shí)更小，波形更加平滑。輸出直流電壓提高了。缺點(diǎn)是整流管的沖擊電流比較大，外特性比較軟。

三、復(fù)式濾波電