《模電濾波電路》PPT課件

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1、閱讀提綱:10.3濾波電路電容濾波電路1.畫(huà)出橋式整流電容濾波電路圖，并說(shuō)明濾波原理。2.如何計(jì)算橋式整流電容濾波電路的平均輸出電壓？當(dāng)負(fù)載開(kāi)路的時(shí)候輸出電壓為多少？實(shí)際電路中輸出電壓為多少？3.如何選擇合適的濾波電容？倍壓整流電路1.畫(huà)出二倍壓整流電路圖，并說(shuō)明其工作原理；2.畫(huà)出多倍壓整流電路圖。還有哪些常用的濾波電路？10.3濾波電路交流電壓脈動(dòng)直流電壓整流濾波直流電壓經(jīng)過(guò)整流后的電源電壓雖然沒(méi)有交流變化成分，但其脈動(dòng)較大，需要經(jīng)過(guò)濾波電路消除其脈動(dòng)成分，使其更接近于直流。濾波的方法一般采用無(wú)源元件電容或電感，利用其對(duì)電壓、電流的儲(chǔ)能特性達(dá)到濾波的目的。10.3.1電容濾波電路電容濾波電

2、路是使用最多也是最簡(jiǎn)單的濾波電路。其結(jié)構(gòu)為在整流電路的輸出端并聯(lián)一較大容量的電解電容，利用電容對(duì)電壓的充放電作用使輸出電壓趨于平滑。該形式電路多用于小功率電源電路中。1．電容濾波原理以單向橋式整流電容濾波為例進(jìn)行a橋式整流電容濾波電路u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC分析，其電路如圖所示。當(dāng)RL未接入時(shí)(電容初始電壓為0)：u2tuot設(shè)t1時(shí)刻接通電源t1整流電路為電容充電充電結(jié)束沒(méi)有電容時(shí)的輸出波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCucuo=uc=U2τc=RintC（Rint為充電回路等效電阻）當(dāng)RL接入時(shí)（假設(shè)RL是u2在從0上升時(shí)接入的）：u1u2u1bD4D2D1

3、D3RLuoSCu2tuot無(wú)濾波電容時(shí)的波形加入濾波電容時(shí)的波形uot充電過(guò)程：u2上升,u2大于電容上的電壓uc,u2對(duì)電容充電，此時(shí)二極管導(dǎo)通放電過(guò)程：u2下降，u2小于電容上的電壓。電容C通過(guò)RL放電，uc按指數(shù)規(guī)律下降，時(shí)間常數(shù)?=RLC二極管承受反向電壓而截止。u2tuot只有整流電路輸出電壓大于uc時(shí)，才有充電電流。因此二極管中的電流是脈沖波。二極管中的電流u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC整流二極管的導(dǎo)通角u2tuot電容充電時(shí)，電容電壓滯后于u2。RLC越小，輸出電壓越低。u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCRL接入（且RLC較大）時(shí)2．電容濾波電路的主要參數(shù)因

4、為濾波的過(guò)程中含有正弦波、指數(shù)曲線(xiàn)及諧波成分，一般很難用精確的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算，所以一般使用中多采用近似估算來(lái)確定其參數(shù)。輸出電壓可以近似看成鋸齒波，如圖所示。設(shè)uc每次充電到峰值Uomax=U2后按RLC放電的初始斜率線(xiàn)性下降，經(jīng)過(guò)τ=RLC放電結(jié)束交于橫軸；并令在（T為正弦波周期）處為電容充放電轉(zhuǎn)換時(shí)的電壓值Uomin。則：由相似三角形關(guān)系可得：則：即：Io(AV)=Uo(AV)/RL教材P524負(fù)載開(kāi)路時(shí)：Uo(AV)≈1.414U2當(dāng)符合基本條件時(shí)：Uo(AV)≈1.2U2脈動(dòng)系數(shù)S：采用近似波形計(jì)算。以（Uomax－Uomin）為基波峰-峰值，則實(shí)際uo的波動(dòng)沒(méi)有近似波形誤差大，故

5、實(shí)際S比計(jì)算值要小。一般取近似估算:Uo(AV)≈1.2U2(b)流過(guò)二極管瞬時(shí)電流很大RLC越大?Uo越高?負(fù)載電流的平均值越大;整流管導(dǎo)電時(shí)間越短?iD的峰值電流越大(a)輸出電壓平均值Uo與時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)RLC愈大?電容器放電愈慢?Uo(平均值)愈大(c)二極管承受的最高反向電壓：(d)濾波電容應(yīng)選用耐壓>1.1的電解電容。由UO(AV)的表達(dá)式可看出，C越大，UO(AV)也越大，IO(AV)也會(huì)增大，而整流管的通電時(shí)間卻越短，整流管的導(dǎo)通電流加大，如果C太大則初始充電時(shí)間要長(zhǎng)，整流管中通過(guò)的沖擊電流時(shí)間加長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)影響整流管使用壽命。所以一般選擇整流管時(shí)ID(AV)＞（2~3）I

6、O(AV)。改變RLC會(huì)對(duì)UO(AV)和S有影響，將UO(AV)和IO(AV)的關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為輸出特性，將S和IO(AV)的關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為濾波特性，如果RLC越小，UO(AV)越低，則S越大，而加大C可使濾波效果和負(fù)載能力增強(qiáng)，但C不能無(wú)限增大。所以電容濾波形式電路一般適用于輸出電流較小且負(fù)載變化不大的場(chǎng)合。10.3.2倍壓整流電路利用濾波電容的充放電作用，將多個(gè)電容和二極管組合可獲得倍數(shù)于變壓器附邊電壓的輸出電壓。1、二倍壓整流電路u2的正半周時(shí)：D1導(dǎo)通，D2截止，理想情況下，電容C1的電壓：u2的負(fù)半周時(shí)：D2導(dǎo)通，D1截止，理想情況下，電容C2的電壓：輸出端的電壓：即二倍壓電壓。+–2、多

7、倍壓整流電路+–u2的第一個(gè)正半周：u2、C1、D1構(gòu)成回路，C1充電到：u2的第一個(gè)負(fù)半周：u2、C2、D2、C1構(gòu)成回路，C2充電到：C1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6多倍壓整流電路適合大電壓,小電流場(chǎng)合。+–+–+–+–+–+–C1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6u2的第二個(gè)正半周：u2、C1、C3、D3、C2構(gòu)成回路，C1補(bǔ)充電荷，C3充電到：u2