電容濾波電路電感濾波電路原理分析

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1、電容濾波電路、電感濾波電路原理分析整流電路的輸出電壓不是純粹的直流，從示波器觀察整流電路的輸出，與直流相差很大，波形中含有較大的脈動成分，稱為紋波。為獲得比較理想的直流電壓，需要利用具有儲能作用的電抗性元件（如電容、電感）組成的濾波電路來濾除整流電路輸出電壓中的脈動成分以獲得直流電壓。常用的濾波電路有無源濾波和有源濾波兩大類。無源濾波的主要形式有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波(包括倒L型、LC濾波、LCπ型濾波和RCπ型濾波等)。有源濾波的主要形式是有源RC濾波，也被稱作電子濾波器。直流電中的脈動成分的大小用脈動系數(shù)來表示，此值越大，則濾波器的濾

2、波效果越差?！　∶}動系數(shù)(S)=輸出電壓交流分量的基波最大值／輸出電壓的直流分量　　半波整流輸出電壓的脈動系數(shù)為S=1．57，全波整流和橋式整流的輸出電壓的脈動系數(shù)S≈O．67。對于全波和橋式整流電路采用C型濾波電路后，其脈動系數(shù)S=1／(4(RLC／T-1)。(T為整流輸出的直流脈動電壓的周期。)電阻濾波電路RC-π型濾波電路，實質(zhì)上是在電容濾波的基礎(chǔ)上再加一級RC濾波電路組成的。如圖1(B)RC濾波電路。若用S表示C1兩端電壓的脈動系數(shù)，則輸出電壓兩端的脈動系數(shù)S=(1/ωC2R)S。?　　由分析可知，電阻R的作用是將殘余的紋波電壓降落在電

3、阻兩端，最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情況下，R愈大，C2愈大，則脈動系數(shù)愈小，也就是濾波效果就越好。而R值增大時，電阻上的直流壓降會增大，這樣就增大了直流電源的內(nèi)部損耗；若增大C2的電容量，又會增大電容器的體積和重量，實現(xiàn)起來也不現(xiàn)實。這種電路一般用于負(fù)載電流比較小的場合.電感濾波電路???????根據(jù)電抗性元件對交、直流阻抗的不同，由電容C及電感L所組成的濾波電路的基本形式如圖1所示。因為電容器C對直流開路，對交流阻抗小，所以C并聯(lián)在負(fù)載兩端。電感器L對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此L應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)。????????（A）電容濾波?????

4、??????????（B）??C-R-C或RC-π型電阻濾波脈動系數(shù)S=(1/ωC2R')S'??????????????（C）??L-C電感濾波??????????????????????????????????（D）π型濾波或叫C-L-C濾波???????????????????????????????????????????????圖1無源濾波電路的基本形式并聯(lián)的電容器C在輸入電壓升高時，給電容器充電，可把部分能量存儲在電容器中。而當(dāng)輸入電壓降低時，電容兩端電壓以指數(shù)規(guī)律放電，就可以把存儲的能量釋放出來。經(jīng)過濾波電路向負(fù)載放電，負(fù)載上得到

5、的輸出電壓就比較平滑，起到了平波作用。若采用電感濾波，當(dāng)輸入電壓增高時，與負(fù)載串聯(lián)的電感L中的電流增加，因此電感L將存儲部分磁場能量，當(dāng)電流減小時，又將能量釋放出來，使負(fù)載電流變得平滑，因此，電感L也有平波作用。?利用儲能元件電感器L的電流不能突變的特點，在整流電路的負(fù)載回路中串聯(lián)一個電感，使輸出電流波形較為平滑。因為電感對直流的阻抗小，交流的阻抗大，因此能夠得到較好的濾波效果而直流損失小。電感濾波缺點是體積大,成本高.橋式整流電感濾波電路如圖2所示。電感濾波的波形圖如圖2所示。根據(jù)電感的特點，當(dāng)輸出電流發(fā)生變化時，L中將感應(yīng)出一個反電勢，使整

6、流管的導(dǎo)電角增大，其方向?qū)⒆柚闺娏靼l(fā)生變化。????????????????????????????圖2電感濾波電路???????在橋式整流電路中，當(dāng)u2正半周時，D1、D3導(dǎo)電，電感中的電流將滯后u2不到90°。當(dāng)u2超過90°后開始下降，電感上的反電勢有助于D1、D3繼續(xù)導(dǎo)電。當(dāng)u2處于負(fù)半周時，D2、D4導(dǎo)電，變壓器副邊電壓全部加到D1、D3兩端，致使D1、D3反偏而截止，此時，電感中的電流將經(jīng)由D2、D4提供。由于橋式電路的對稱性和電感中電流的連續(xù)性，四個二極管D1、D3；D2、D4的導(dǎo)電角θ都是180°，這一點與電容濾波電路不同。圖3

7、電感濾波電路波形圖已知橋式整流電路二極管的導(dǎo)通角是180°，整流輸出電壓是半個半個正弦波，其平均值約為。電感濾波電路，二極管的導(dǎo)通角也是180°，當(dāng)忽略電感器L的電阻時，負(fù)載上輸出的電壓平均值也是。如果考慮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???????????????????????????????要注意電感濾波電路的電流必須要足夠大，即RL不能太大，應(yīng)滿足wL>>RL，此時IO（AV）可用下式計算????????????????????????????????由于電感的直流電阻小，交流阻抗很大，因此直流分量經(jīng)過電感后的損

8、失很小，但是對于交流分量，在wL和上分壓后，很大一部分交流分量降落在電感上，因而降低了輸出電壓中的脈動成分。電感L愈大，RL愈小，則濾波效果愈好，所以