并联电容至负载形成简单的滤波器

1、Filters, Ripple voltage, and diode current並聯電容至負載形成簡單的濾波器，可將半波弦波輸出成dc 電壓? 充電：假設 r f=0，所以時間常數 r f C=0，當 vS爬昇時，電容迅速充電? 放電：當 vS下降時，因電壓比電容電壓小，所以電容放電，因二極體此時反向，所 以經 R 放電? 在峰值時的微妙差異：二極體並非馬上切掉的? 剛開始電容放電比電源下降快，所以至 t1 前仍為導通。若 RC值夠大，電容放電較 慢，則此時間很短? 再充電：在下個正半週，當輸入電壓大於電容電壓使二極體導通時，會充電直到峰 值? 濾波器電容：因其濾掉大部分弦波訊號故稱? 全

2、波濾波整流器之漣波效應類似全波濾波整流器之漣波分析? 輸出（電容或 RC電路放電 ）電壓vO（t） VMe t/ VMe t/RC? t 是達峰值後之時間；最小輸出電壓VL VM e T RC ， T放電時間? 漣波電壓? 一般 T RC，則 V VM VL VM 1 e RC ? 若漣波效應小，可近似令 T =TP，則TVVMRCV VM? 半波：因 TP 近週期，所以 VTPVMRC2 fRCVMfRCTp 為訊號週期 T 的一半TP 1 T 12 2 f? 二極體充電電流分析dvO vOiD i C i R Cdt R? 若忽略二極體切入電壓 （ 即可充電至峰值 ） 、 t=0 導通 則

3、輸出值可近似vO VM cos t V M1 12 t 2? 電容的充電電流iC C ddvtO CVM21 2 tCVM t? 二極體導通期間 t t 0? 在t 時 , 電容充電電流有最大值iC,peakCVMtCVM tVM costVM12 t 2VM VL VVMt? 從 方程式 2-10Vr 2fRC可求出最大充電電流VMVMfC M 2 fC C2RV RVi CpeakC,peakCVMt RV VM? 電容的充電電流近似為三角波形? 忽略漣波電壓 Vr ，負載電流可近似 i VMiLLR? 二極體峰值電流RiD, peak iC,peak? 二極體在導通期間平均電流iD,av

4、gRiC,avg? 二極體在整個輸入訊號的週期內的平均電流? 全波整流器輸出入的頻率關係 1/(2T)=f? 導通時間可表為12 f VM2V? 輸出導通比例2 f VM2V 2 f 12VVM? 二極體在全波整流器整個週期中流過二極體的平均電流iD avg1 2VVM VRMR12VM2 V M結果二極體之電流近似 ( CVM 2t) 一個三角波，整個平均為avgD,avgD ,avgD,avg2TPVR1Example 2-4 ：已知輸出峰值電壓 12V、漣波百分比 5%、負載電流 120 mA及輸入交流電壓 120V(rms) 60Hz ，設計全波整流以符合所需解答： 由輸出電壓電流可求：R VO 12 100I L 0.12 若二極體導通電壓 0.7 V ，最大輸出峰值 Vs 為：vS maxvO max 2V 12 2 0.7 13.4V均方根輸出電壓為 ：13.4vS,rms2 9.48V輸出入匝數比：N1 120 12.7N2 9.48 由漣波百分比可求Vr 0.05VM再代入公式求濾波電容VM0.05 12 0.6V C，12C2fRV 2 60 100 0.6二極體最大電流1667 FiD,peak11020 1201.622.50A二極體輸出平均