2022-2023学年高二物理竞赛课件：滤波电路

滤波电路 2 滤波电路 整流电路输出波形中含有较多的纹波成分，与所要求的波形相距甚远。所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。 电容滤波 电感滤波 复合滤波 3 桥式整流电路的优点： 1）输出电压高 2）纹波电压小 3）管子承受的反向压降小 4）电源变压器的利用率高 缺点：使用较多的二极管 输入（交流）—用有效值或最大值；U2、U2m 输出（交直流）—用平均值；Uo(AV) 整流管正向电流—用平均值； ID(AV) 整流管反向电压—用最大值。URM 注意：整流电路中的二极管是作为开关运用的。整流电路既有交流量，又有直流量，通常对: 4 电容滤波 利用电容器两端的电压不能突变的特点，将电容器与负载电阻并联，以达到使输出波形平滑的目的。 从能量的观点看，由于电抗元件有储能的作用，并联的电容器C在电源电压升高时，把部分能量存储起来；而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压平滑。 （1）电容滤波电路 5 (2)滤波原理 负载RL未接入： ui0，经D1、3向C充电； ui0，经D2、4向C充电； τ充电=RintC很小，电容很快充到u2最大值。 负载RL接入： u2<uC，D受反向电压截止，C经RL放电，因τ放电=RLC一般较大，故uC按指数规律缓慢下降。   u2>uC，D导通，C经D充电，因τ充电较小，故uC按指数规律快速上升。   如此周而复始地进行充放电，形成一个近似锯齿波的电压，使负载电压的纹波成分大为减少。 6 结论1 结论2 滤波电路中二极管的导电角θ180,导电时间缩短。 因此，在短暂的导电时间内流过二极管很大的冲击电流，这对管子是不利的，必须选择较大容量的二极管。 由于电容的储能作用，使得输出波形比较平滑，脉动成分降低输出电压的平均值增大。 7 结论3 τ放电=RLC越大,放电过程越慢，输出电压中脉动（纹波）成分越少，滤波效果越好。一般取： τ放电≥（3～5）T/2， T为电源交流电压的周期。 当ＲL很大，即IL很小时，尽管C较小, RLC仍很大,电容滤波的效果也很好，所以电容滤波适合输出电流较小的场合 τ放电增大t2点要右移， t3点要左移，二极管关断时间加长，导通角减小，见曲线3。 8 整流滤波电路中，输出直流电压Uo随负载电流 Io的变化关系曲线称外特性。 （3）外特性 输出直流电压Uo随负载电流 Io增加而减小。 C值一定，当RL=（空载）时， 当C=0 （无电容） 时， 当整流电路内阻不大（几欧）且放电时间常数满足 9 2、电感滤波 利用电感Ｌ的电流不能突变的性质，把Ｌ与负载ＲL相串联，也可以起到滤波的作用。 当u2正半周时，D1、D3导电，L中的电流将滞后u2。 因电感中电流的连续性，D1~4的导通角都是180°。 当u2负半周时，L中的电流将由D2、D4提供。 10 3、复合滤波 RC-Π型滤波 LC-Π型滤波 LC滤波 为进一步改善滤波效果，降低负载电压uo中的纹波，可采用复合滤波。 11 8.3 稳压电路 稳压管稳压电路 串联反馈稳压电路 稳压电路的保护环节 集成稳压电路 交流电经过整流滤波可得到平滑的直流电压。然而当电网电压波动和负载变化时输出电压将随之变化。稳压电路的作用就是在这两种情况下，将输出电压稳定在一个固定的数值上 。 12 1 电路组成和工作原理 组成： 采样电路 基准电压和放大电路 调整管 8.3.2 串联反馈稳压电路 $