2022-2023学年高二物理竞赛课件：滤波电路

滤波电路 主要内容 1、滤波电路的种类 2、电容滤波电路的工作原理 3、电感滤波电路 4、应用 小结 滤波电路 纹波系数 由傅里叶级数展开式可以看出：最低次谐波分量的幅值为 ，角频率为电源频率的两倍，即 。其他交流分量的角频率为 、 ……等偶次谐波分量。这些谐波分量总称为纹波，它叠加于直流分量之上。 （1）何为纹波？ （2）纹波系数 用来表示直流输出电压中相对纹波电压的大小，记为Kγ，它的值为： 其中VLγ为谐波电压总的有效值，它表示为： =0.483 选择整流二极管的方法： 最大整流电流： 最高反向工作电压： 二极管的最大反向电压 4、整流二极管的参数计算 现有一个单向桥式整流电路，要求输出40V的直流电压和2A的直流电流，交流电源电压为220V。试选 择整流二极管。 解：变压器副边电压有效值为： 二极管承受的最高反向电压为： 二极管的平均电流为： 5、应用 通过查阅半导体器件手册，可选用2CZ56C型硅整流二极管。该整流二极管的 ， 。 小 结 桥式整流电路的优点： 输出电压较高； 输出电压的脉动较小； 管子所承受的最大反向电压较低； 电源变压器在正、负半周内都有电流供给负载，电源变压器得到了充分的应用，效率较高。 桥式整流电路的缺点： 电路中所使用的整流二极管数量较多。 一、滤波电路的种类 （a）电容滤波电路 （b）电感电容滤波电路（倒L型） （c）型滤波电路 电抗元件(C、L)在电路中有储能作用,所以它们具有平波作用。 二、电容滤波电路的工作原理 在工程上 直流信号 电容滤波电路的工作原理 依靠电容的充放电作用可减小纹波： 当电压小于电容两端电压时，由电容向负载放电。 当电压大于电容两端电压时，由电压向电容充电，并向负载提供电压。 电容相当于开路 交流信号 d = RLC 越大， VL 越高 当 d (3  5)时，VL = ( 1.1  1.2 )V2 电容滤波电路的优缺点： 优点：电路结构简单，负载直流电压VL较高， 可达（1.1-1.2）V2，纹波较小。 缺点：输出特性较差，适用于负载电压较高， 负载变动不大的场合。 电感滤波电路的优缺点： 优点：整流管的导电角较大，峰值电流很小， 输出特性较平坦。 缺点：由于电感器铁心的存在，体积大，较笨 重，会引起电磁干扰。一般适用于低电 压、大电流场合。 为进一步减小负载电压中的纹波，可以在 电感后面再接一电容构成倒T型滤波电路或RC- II型滤波电路。 $