1.3滤波电路（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（重庆大学出版社）

1 通过前面的学习我们已经知道，整流电路能够将交流电变换成单方向的脉动直流电，但它还不是理想的直流电。脉动直流电一般运用于充电、电镀等对波形平滑程度要求不高的场合，而大多数电子设备需要脉动程度小的平滑直流电（最好是理想的直流电）。 第三节 滤波电路 2 一、电容滤波电路 １．电路结构 在整流电路的负载 ＲＬ 两端并联１只大容量的电容器（一般为大容量的电解电容），就构成了电容滤波电路。这只电容称为滤波电容，如图１-１５（ａ）和图１.１６（ａ）所示。 ２．滤波原理 由于电容Ｃ并联在负载 ＲＬ 两端，电容两端的电压等于输出电压，即ｕＣ＝ｕｏ。整流和滤波是同时进行的，不能把整流和滤波分开来理解。我们可以利用电容器的充放电原理来理解电容滤波电路的原理。 3 （１）当变压器次级电压ｕ２ 从第一个正半周开始上升时，二极管 ＶＤ 导通，电源通过二极管向负载供电的同时，又向电容 Ｃ充电，由于二极管导通内阻很小，充电很快，使ｕＣ 跟随ｕ２ 同时上升到达峰值，如图１-１５（ｃ）中的ＯＡ 段。 （２）当ｕ２ 从峰值下降时，由于电容电压ｕＣ 不能突变，将出现ｕ２＜ｕＣ，使二极管反偏截止，于是电容Ｃ通过负载 ＲＬ 放电，放电速度较慢，电容 Ｃ上的电压逐步降低，如图１-１５（ｃ）的ＡＢ 段。 4 （３）当ｕ２ 下一个周期的正半周上升到图１-１５（ｃ）中的Ｂ 点时，二极管 ＶＤ 又导通，电容Ｃ又充电直到峰值，然后ｕ２ 下降时，二极管ＶＤ 又截止，电容Ｃ又开始放电。如此往复循环地进行，得到图１．１５（ｃ）所示的比较平滑的直流电波形。此波形就是负载ＲＬ上的电压ｕｏ 的波形。 5 6 ３．电容滤波电路的主要特点 （１）输出电压波形连续且比较平滑。 （２）电路结构简单。 （３）输出电压的平均值提高。这是因为二极管导通期间电容充电储存了电场能，而二极管截止期间电容向负载放电释放电场能的结果。输出电压的平均值为： 半波整流电容滤波电路　Ｕｏ＝Ｕ２ 桥式整流电容滤波电路　Ｕｏ＝１．２Ｕ２ （４）无法向负载提供较大的电流，带负载能力较差，所以电容滤波电路只适用于负载较轻（ＲＬ 较大）且变化不大的场合。 7 二、电感滤波电路 １．电路结构 在整流电路与负载 ＲＬ 之间串联一个电感线圈Ｌ，组成电感滤波电路，如图１-１７所示。 ２．滤波原理 将整流输出的单向脉动直流电压分解为一个直流电压分量Ｕ 和一个交流电压分量ｕ，由于电感对直流电压相当于短路，对交流电压具有阻碍作用，所以交流分量ｕ被滤波电感拦截，不能通过负载 ＲＬ，而直流分量Ｕ 能够顺利通过滤波电感到达负载 ＲＬ，这样就从单向脉动直流电压中取出了所需要的直流电压分量Ｕ，如图１-１８所示。 8 9 10 ３．电感滤波的主要特点 （１）输出电压波形连续且比较平滑。 （２）电感元件体积较大，其自身的电阻也会引起直流电压损失和功率损耗，成本也比较高，实际电路中采用较少。 （３）输出电压的平均值比电容滤波电路低，电感滤波电路输出电压的平均值为： 半波整流电感滤波电路：Ｕｏ＝０．４５Ｕ２ 桥式整流电感滤波电路：Ｕｏ＝０．９Ｕ２ （４）电感滤波可提供较大的负载电流，使用于负载较重（ＲＬ 较小）的场合。 11 三、复式滤波电路 电容滤波器和电感滤波器都是基本滤波器，用它们可以组合成图1-19所示的复式滤波器，滤波效果比单一的电容滤波或电感滤波效果好得多，尤其以π型滤波效果最佳。它们的工作原理是上述两种滤波器的组合，这里不做详细分析。 $