易错四 滤波电路《电子技术基础与技能》四川省（对口招生）电子信息类 易错题精讲

四川省（对口招生）《电子技术基础与技能》 易错题精讲 易错点四 滤波电路 例1 某半波整流电容滤波电路，负载上得到的直流电压为12V，则变压器二次侧输出的电压为 ( ) A.20V B.10 V C.12V D.14V 【错解】D 【错因】对滤波电路相关参数未掌握。 【正解】C 【解析】在单相半波整流电容滤波电路中，Vo约等于V2。 【避错攻略】 1、 电容滤波电路（核心掌握） 1. 电路结构 在单相整流电路（半波 / 全波 / 桥式整流）的输出端并联大容量电解电容，负载与电容并联。 半波整流接滤波电容 桥式整流接滤波电容 2. 工作原理 利用电容器充放电特性平滑脉动直流电压： ①充电阶段：整流输出电压高于电容两端电压时，二极管导通，电源向电容快速充电，电容电压跟随输入峰值上升； ②放电阶段：整流输出电压低于电容电压时，二极管截止，电容通过外接负载缓慢释放电能，维持负载电压不会快速跌落； ③充放电循环往复，把起伏剧烈的脉动电压修整为波动很小的平滑直流，实现滤波。 半波整流电容滤波的输出波形 桥式整流电容滤波的输出波形 3. 关键特性 负载电阻越大、电容容量越大，电容放电速度越慢，输出电压纹波越小，滤波效果越好； 空载时输出电压≈交流输入电压峰值；带额定负载后，桥式整流电容滤波输出电压约为 1.2 倍交流有效值； 开机瞬间会产生较大充电冲击电流，易损坏整流二极管。 2、 电感滤波电路（了解） 1. 电路结构 整流输出与负载之间串联电感线圈。 电感滤波电路 电感滤波输出电压波形 2. 工作原理 依靠电感阻碍电流突变的特性： 电感通直流、阻交流脉动分量。直流分量可顺利通过电感供给负载；电压中的交流脉动成分会在电感上产生感应电动势抵消波动，减小负载电流、电压的起伏。 3. 适用场景 适合大电流负载；轻载时滤波效果差，体积、重量偏大。 三、复式滤波电路（了解） 1. 定义 将电容、电感两种滤波元件组合使用，结合两者优势，滤波效果远优于单一电容 / 电感滤波，常见类型：LC 滤波、π 型 RC 滤波、π 型 LC 滤波。 LC—π型滤波器 RC—π型滤波器 2. 典型 π 型 LC 复式滤波 结构：整流输出→电感 L→电容 C→负载，输入端额外并联一个电容，形成 π 字形排布。 前级电容初步滤除高频脉动；电感进一步衰减交流纹波；末端电容再次平滑电压； 输出直流电压纹波极小，适合对电源平稳度要求高的电路。 3. π 型 RC 滤波 用电阻代替电感，成本更低、体积小，但电阻会产生直流压降，损耗电能，仅适合小电流设备。 四、三类滤波电路对比总结 1.电容滤波：电路简单、成本低，适合中小电流负载，是整流电源最常用滤波方式，为本节核心内容； 2.电感滤波：适合大电流负载，轻载滤波效果差； 3.复式滤波：滤波性能最优，电路结构复杂，用于高精度直流供电场景。 1.已知某整流电路的输入电压为10V，负载上的输出电压为12V，则电路形式为 ( ) A.半波整流 B.桥式整流 C.半波整流滤波 D.桥式整流滤波 【答案】D 【解析】①纯整流输出电压规律：半波整流：；桥式全波整流：，A、B 无滤波，输出最高只有 9V，直接排除。 ②带电容滤波、轻载时输出电压规律：带滤波电容空载 / 轻载时，输出电压≈交流输入峰值：。本题给出输出刚好，是带滤波整流电路典型标称输出；桥式整流滤波，带常规负载时输出约，正好，和题目条件完全匹配。故答案为D。 2.如图1所示电路，若U2=10V,，电容C因某种原因脱焊开路，则输出电压UL为( ) 图1 A. 4.5V B.9V C.10 V D.12V 【答案】A 【解析】电容C脱焊开路后，电路退化为无滤波的单相半波整流电路。此时负载电压平均值由以下公式决定：UL=0.45U2=4.5V，答案为A。 3.某单相半波整流电容滤波电路，采用u=U2sin ωt的单相交流电供电，下列说法正确的是 ( ) A．其负载的平均电压为0.9U2 B．其负载的平均电压为1.2U2 C.整流二极管所承受的最大反向电压近似为U2 D.整流二极管所承受的最大反向电压近似为2U2 【答案】C 【解析】二极管最大反向电压 是半波整流无电容滤波时二极管承受的反向峰值电压；带载时电容电压大幅跌落，负半周二极管两端反向电压近似等于交流峰值 。故答案为C。 1.如图2所示，负载电压的波形为（ ） 图2 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】电路工作模式：二极管 VD 实现半波整流：仅在 正半周导通，负半周截止。 电容 C 与负载 并联，起滤波作用：充电快、放电慢。 电压变化过程：正半周：当 时，VD 导通，C 快速充电至 峰值；随后 下降，VD 截止，C 通过 指数放电。负半周：VD 始终截止，C 继续放电， 持续下降。 下一正半周：若 再次高于 ，则重复充电过程。 波形特征：输出电压 在每个正半周被“拉高”至峰值，随后呈指数衰减，形成“锯齿状平滑波形”。 选项排除：A：无滤波的半波整流波形 → 错误。B：全波整流波形 → 与电路结构不符 → 错误。D：全波整流+滤波波形 → 电路为半波 → 错误。C：符合半波整流+电容滤波的典型输出波形 → 正确。最终答案：C 2.有一桥式整流电容滤波电路的变压器二次侧电压正常时U2=20V，负载电阻RL=10Ω,滤波电容C=2200μF，现测得输出电压等于28V，这表明 ( ) A.电路正常工作 B.有一只二极管开路 C.滤波电容开路 D.负载开路 【答案】D 【解析】正常工作状态：输出电压 实测值 ，显著高于正常值，排除选项 A 若一只二极管开路 → 半波整流电容滤波 → ，不符，排除 B 若滤波电容开路 → 全波整流无滤波 → ，不符，排除 C 若负载开路 → 电容充电至峰值电压 ，与实测 28V 高度吻合 → 正确答案：D. 负载开路 3.如图2所示电路，单相桥式整流滤波电路输入电压为u2,下列说法正确的是 ( ) 图2 A.若任意一只二极管接反，其余部分正常，则电路变为半波整流电路 B.若任意一只二极管开路，其余部分电路正常，则输出电压降了一半 C.若滤波电容开路，则输出电压降了四分之一 D.若任意一只二极管开路、滤波电容也开路，其余部分电路正常，则输出电压降了三分之一 【答案】C 【解析】A项：任意二极管接反 → 正负半周均可能短路 → 电路无法工作，非半波整流 → 错误；B项：一只二极管开路 → 半波整流电容滤波 → ，原为 ，降幅约 ，非一半 → 错误‘C项：滤波电容开路 → 全波整流无滤波 → ，原为 ，降幅 → 正确；D项：一只二极管开路 + 电容开路 → 半波整流无滤波 → ，降幅 ，非三分之一 → 错误。正确答案：C. 若滤波电容开路，则输出电压降了四分之一。 4.如图3所示桥式整流电容滤波电路，变压器二次侧电压的有效值为V, 图3 （1）在图中标出电容的极性和输出电压的极性； （2）估算输出电压 （3）求流过负载的电流及二极管的平均电流 （4）求整流二极管承受的最高反向工作电压 （5）若电容断路，则输出电压.为多少？ 【答案】(1) 上正下负、上正正负;(2)UL=12V;(3) IL=1.2A, IV=0.6A; (4) URM=10 V;(5) UL=9V 【解析】 (1) 极性标注说明 输出电压 ：上端为正极，下端公共线为负极； 滤波电容 ：上极板接正极，下极板接负极（电解电容长脚正、短脚负）。 原理：交流电正半周、负半周均通过桥式二极管向电容上极板充正电，负载上端为高电位。 (2) 带载滤波输出电压 桥式整流 + 电容滤波，带额定负载时： (3) 负载电流 与二极管平均电流 ① 负载电流 ② 二极管平均电流 桥式整流中，每只二极管仅半个周期导通，平均电流为负载电流一半： (4) 二极管最高反向耐压 桥式整流电路，二极管承受反向峰值电压为副边电压峰值： (5) 电容断路输出电压 无滤波电容时，桥式整流纯电阻负载输出平均值： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $