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滤波电路详解

时间:2010-05-14 15:25来源:未知 作者:admin 点击:
交流电经过二极管整流之后,方向单一了,但是大小(电流强度)还是处在不断地变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流,还需要再做一番“填平取齐”的工作,这便是滤波。换句话说,滤波的任务,就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小,改造成接近恒稳的直流电。\
一、电容滤波
 电容器是一个储存电能的仓库。在电路中,当有电压加到电容器两端的时候,便对电容器充电,把电能储存在电容器中;当外加电压失去(或降低)之后,电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候,电容器两端的电压逐渐升高,直到接近充电电压;放电的时候,电容器两端的电压逐渐降低,直到完全消失。

电容器的容量越大,负载电阻值越大,充电和放电所需要的时间越长。这种电容带两端电压不能突变的特性,正好可以用来承担滤波的任务。
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 图5-9是最简单的电容滤波电路,电容器与负载电阻并联,接在整流器后面,下面以图5-9(a)所示半波整施情况说明电容滤波的工作过程。在二极管导通期间,e2向负载电阻Rfz提供电流的同时,向电容器C充电,一直充到最大值。e2达到最大值以后逐渐下降;而电容器两端电压不能突然变化,仍然保持较高电压。这时,D受反向电压,不能导通,于是Uc便通过负载电阻Rfz放电。由于C和Rfz较大,放电速度很慢,在e2下降期间里,电容器C上的电压降得不多。当e2下一个周期来到并升高到大于Uc时,又再次对电容器充电。如此重复,电容器C两端(即负载电阻Rfz:两端)便保持了一个较平稳的电压,在波形图上呈现出比较平滑的波形。图5-10(a)(b)中分别示出半波整流和全波整流时电容滤波前后的输出波形。\
显然,电容量越大,滤波效果越好,输出波形越趋于平滑,输出电压也越高。但是,电容量达到一定值以后,再加大电容量对提高滤波效果已无明显作用。通常应根据负载电用和输出电说的大小选择最佳电容量。表5-2中所列滤波电容器容量和输出电流的关系,可供参考。电容器的耐压值一般取\的1.5倍。
表5-3中列出带有滤波器的整流电路中各电压的关系。
输出电流 2A左右 1A左右 0.5-1A左右 0.1-0.5A 100-50mA 50mA以下
滤波电容 4000u 2000u 1000u 500u 200u-500u 200u

表二、

输入交流电压
(有效值)
负载开路时的
输出电压
带负载时的
输出电压
每管承受的最
大反向电压
半 波 整 流 E2 \ 约0.6E2 \
全 波 整 流 E2+E2 \ 约1.2E2 \
桥 式 整 流 E2 \ 约1.2E2 \
 采用电容滤波的整流电路,输出电压随时出电流变化较大,这对于变化负载(如乙类推挽电路)来说是很不利的。
 利用电感对交流阻抗大而对直流用抗小的特点,可以用带铁芯的线圈做成滤波器。电磁滤波输出电压较低,相输出电压波动小,随负载变化也很小,适用于负载电流较大的场合
三、复式滤波器。
 把电容按在负载并联支路,把电感或电阻接在串联支路,可以组成复式滤波器,达到更佳的滤波效果口这种电路的形状很象字母π,所以又叫π型滤波器。
 图5-12所示是由电感与电容组成的LC滤波器,其滤波效能很高,几乎没有直流电压损失,适用于负载电流较大、要求纹波很小的场合。但是,这种滤波器由于电感体积和重量大(高频时可减小),比较笨重,成本也较高,一般情况下使用得不多。
由电阻与电容组成的RC滤波器示于图5-13中。这种复式滤波器结构简单,能兼起降压、限流作用,滤波效能也较高,是最常用的一种滤波器。上述两种复式滤波器,由于接有电阻,带负载能力都较差。
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