電容濾波工作原理及作用

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯電容濾波工作原理及作用 濾波電容的作用簡潔講是使濾波后輸出的電壓為穩(wěn)定的直流電壓，其工作原理是整流電壓高于電容電壓時電容充電，當整流電壓低于電容電壓時電容放電，在充放電的過程中，使輸出電壓基本穩(wěn)定。濾波電容容量大，因此一般采納電解電容，在接線時要留意電解電容的正、負極。電容濾波電路利用電容的充、放電作用，使輸出電壓趨于平滑。當u2為正半周并且數(shù)值大于電容兩端電壓uC時，二極管D1和D3管導通，D2和D4管截止，電流一路流經(jīng)負載電阻RL，另一路對電容C充電。當uCu2，導致D1和D3管反向偏置而截止，電容通過負載電阻R放電，uC按指數(shù)規(guī)律緩慢下降。 當u2為負

2、半周幅值變化到恰好大于uC時，D2和D4因加正向電壓變?yōu)閷顟B(tài)，u2再次對C充電，uC上升到u2的峰值后又開頭下降;下降到肯定數(shù)值時D2和D4變?yōu)榻刂?，C對RL放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降;放電到肯定數(shù)值時D1和D3變?yōu)閷ǎ貜蜕鲜鲞^程。 RL、C對充放電的影響：電容充電時間常數(shù)為rDC，由于二極管的rD很小，所以充電時間常數(shù)小，充電速度快;RLC為放電時間常數(shù)，由于RL較大，放電時間常數(shù)遠大于充電時間常數(shù)，因此，濾波效果取決于放電時間常數(shù)。電容C愈大，負載電阻RL愈大，濾波后輸出電壓愈平滑，并且其平均值愈大，如圖所示。 整流電路是將溝通電變成直流電的一種電路，但其輸出的直流電的脈動成分較大，

3、而一般電子設備所需直流電源的脈動系數(shù)要求小于0.01.故整流輸出的電壓必需實行肯定的措施.盡量降低輸出電壓中的脈動成分，同時要盡量保存輸出電壓中的直流成分，使輸出電壓接近于較抱負的直流電，這樣的電路就是直流電源中的濾波電路。 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、電感濾波和復式濾波(包括倒L型、 LC濾波、LC型濾波和RC型濾等)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，則濾波器的濾波效果越差。脈動系數(shù)(S)=輸出電壓溝通重量的基波最大值/輸出電壓的直流重量半波整流輸出電壓的脈動系數(shù)為S=1.57

4、，全波整流和橋式整流的輸出電壓的脈動系數(shù)SO.67。對于全波和橋式整流電路采納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。)RC-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虛線框即為加的一級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/C2R')S'。由分析可知，在值肯定的狀況下，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

5、現(xiàn)起來也不現(xiàn)實。為了解決這個沖突，于是經(jīng)常采納有源濾波電路，也被稱作電子濾波器。電路如圖2。它是由C1、R、C2組成的型RC濾波電路與有源器件-晶體管T組成的射極輸出器連接而成的電路。由圖2可知，流過R的電流IR=IE(1+)=IR(1+)。流過電阻R的電流僅為負載電流的1/(1+).所以可以采納較大的R，與C2協(xié)作以獲得較好的濾波效果，以使C2兩端的電壓的脈動成分減小，輸出電壓和C2兩端的電壓基本相等，因此輸出電壓的脈動成分也得到了削減。從RL負載電阻兩端看，基極回路的濾波元件R、C2折合到射極回路，相當于R減小了(1+)倍，而C2增大了(1+)倍。這樣所需的電容C2只是一般RC型濾波器所需電容的1/，比如晶體管的直流放大系數(shù)=50，假如用一般RC濾波器所需電容容量為1000F，如采納電子濾波器，那