电容滤波工作原理及作用

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑电容滤波工作原理及作用 滤波电容的作用简洁讲是使滤波后输出的电压为稳定的直流电压，其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电，当整流电压低于电容电压时电容放电，在充放电的过程中，使输出电压基本稳定。滤波电容容量大，因此一般采纳电解电容，在接线时要留意电解电容的正、负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。当u2为正半周并且数值大于电容两端电压uC时，二极管D1和D3管导通，D2和D4管截止，电流一路流经负载电阻RL，另一路对电容C充电。当uCu2，导致D1和D3管反向偏置而截止，电容通过负载电阻R放电，uC按指数规律缓慢下降。 当u2为负

2、半周幅值变化到恰好大于uC时，D2和D4因加正向电压变为导通状态，u2再次对C充电，uC上升到u2的峰值后又开头下降;下降到肯定数值时D2和D4变为截止，C对RL放电，uC按指数规律下降;放电到肯定数值时D1和D3变为导通，重复上述过程。 RL、C对充放电的影响：电容充电时间常数为rDC，由于二极管的rD很小，所以充电时间常数小，充电速度快;RLC为放电时间常数，由于RL较大，放电时间常数远大于充电时间常数，因此，滤波效果取决于放电时间常数。电容C愈大，负载电阻RL愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且其平均值愈大，如图所示。 整流电路是将沟通电变成直流电的一种电路，但其输出的直流电的脉动成分较大，

3、而一般电子设备所需直流电源的脉动系数要求小于0.01.故整流输出的电压必需实行肯定的措施.尽量降低输出电压中的脉动成分，同时要尽量保存输出电压中的直流成分，使输出电压接近于较抱负的直流电，这样的电路就是直流电源中的滤波电路。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、 LC滤波、LC型滤波和RC型滤等)有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，则滤波器的滤波效果越差。脉动系数(S)=输出电压沟通重量的基波最大值/输出电压的直流重量半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57

4、，全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数SO.67。对于全波和桥式整流电路采纳C型滤波电路后，其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。)RC-型滤波电路，实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1虚线框即为加的一级RC滤波电路。若用S'表示C1两端电压的脉动系数，则输出电压两端的脉动系数S=(1/C2R')S'。由分析可知，在值肯定的状况下，R愈大，C2愈大，则脉动系数愈小，也就是滤波效果就越好。而R值增大时，电阻上的直流压降会增大，这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量，又会增大电容器的体积和重量，实

5、现起来也不现实。为了解决这个冲突，于是经常采纳有源滤波电路，也被称作电子滤波器。电路如图2。它是由C1、R、C2组成的型RC滤波电路与有源器件-晶体管T组成的射极输出器连接而成的电路。由图2可知，流过R的电流IR=IE(1+)=IR(1+)。流过电阻R的电流仅为负载电流的1/(1+).所以可以采纳较大的R，与C2协作以获得较好的滤波效果，以使C2两端的电压的脉动成分减小，输出电压和C2两端的电压基本相等，因此输出电压的脉动成分也得到了削减。从RL负载电阻两端看，基极回路的滤波元件R、C2折合到射极回路，相当于R减小了(1+)倍，而C2增大了(1+)倍。这样所需的电容C2只是一般RC型滤波器所需电容的1/，比如晶体管的直流放大系数=50，假如用一般RC滤波器所需电容容量为1000F，如采纳电子滤波器，那