电容滤波电路(桥式电路)

1、1 常用滤波电路常用滤波电路交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波直流直流电压电压2 一一. .滤波电路的作用、滤波元件和电路类型滤波电路的作用、滤波元件和电路类型交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波直流直流电压电压 1.作用作用 滤除滤除_成分成分,使输出电压变得使输出电压变得_2.滤波元件滤波元件3.类型类型电容和电感电容和电感电容滤波、电感滤波、复式滤波（电容滤波、电感滤波、复式滤波（ L-C 型、型、 LC 型、型、 RC 型）型）3(一一)、电容滤波电路、电容滤波电路1电路组成电路组成a桥式整流电容滤波电路桥式整流电容滤波电路u1u2u1bD4D

2、2D1D3RLuoSC 二二. .常用滤波电路常用滤波电路4（1）S断开：即断开：即RL未接入时未接入时(电容初始电压为电容初始电压为0)：u2tuot设设t1时刻接时刻接通电源通电源t1整流电路为整流电路为电容充电电容充电充电结束充电结束没有电容没有电容时的输出时的输出波形波形ucuo =uc= U222工作原理工作原理5（2）S闭合：即闭合：即RL接入时（假设接入时（假设RL是是u2在从在从0上升时接入）上升时接入）u2tuot无滤波电容无滤波电容时的波形时的波形加入滤波电容加入滤波电容时的波形时的波形6uotu2上升上升, u2大于电容大于电容上的电压上的电压uc,u2对电容充电，对电容

3、充电，uo= uc u2u2下降，下降， u2小于电容上的电压。小于电容上的电压。二极管承受反向电压而截止。二极管承受反向电压而截止。电容电容C通过通过RL放电，放电， uc按指数按指数规律下降，时间常数规律下降，时间常数 = RL C电容滤波电路应用场合：电容滤波电路应用场合： 一般适用于输出电流较小且负载变化不大的场合。一般适用于输出电流较小且负载变化不大的场合。74滤波电容的耐压滤波电容的耐压桥式整流电容滤波桥式整流电容滤波 Uo(AV)1.2U2 2U23输出电压的计算输出电压的计算半波整流电容滤波半波整流电容滤波 Uo(AV)U2空载时空载时 Uo(AV)1.4U2URM8例题例题9

4、1.电路结构电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电感在桥式整流电路与负载间串入一电感L就构成了电感滤波电路。就构成了电感滤波电路。u2u1RLLuo（二）、电感滤波电路（二）、电感滤波电路102.电感滤波原理电感滤波原理对谐波分量对谐波分量: f 越高，越高，XL 越大越大,电压大部分降在电压大部分降在XL上。上。 因此，因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。在输出端得到比较平滑的直流电压。Uo(AV)0.9U2当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压: :u2u1RLLuo对直流分量对直流分量: XL=0 相当于短路相当于短路,电压大部分降在电压大

5、部分降在RL上上11三、其他形式的滤波电路三、其他形式的滤波电路改善滤波特性的方法：改善滤波特性的方法：采取多级滤波。如：采取多级滤波。如：L-C 型滤波电路：型滤波电路：在电感滤波后面再接一电容。在电感滤波后面再接一电容。RC 型滤波电路：型滤波电路：在电容滤波后再接一级在电容滤波后再接一级RC滤滤波电路。波电路。 性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。LC 型滤波电路：型滤波电路：在电容滤波后面再接在电容滤波后面再接L-C 型型滤波电路。滤波电路。12. . RC RC 型型滤波器滤波器改善滤波特性的方法：改善滤波特性的方法：采取多级滤波采

6、取多级滤波uoRu2u1C1C2uo1 RLRC 型型滤波器滤波器13uoRu2u1C1C2uo1 RL14、 L L- -C C 型滤波电路型滤波电路u2u1LuoCRLuo129 . 0 UUUoo15、LC LC 型滤波电型滤波电路路u2u1LuoC2RLuo1C1显然，显然， LC 型滤波电路输出电压的脉动系型滤波电路输出电压的脉动系数比只有数比只有LC滤波时更小，滤波时更小，波形更加平滑波形更加平滑；由；由于在输入端接入了电容，因而较只有于在输入端接入了电容，因而较只有LC滤波滤波时，时，提高了输出电压提高了输出电压。请自行分析请自行分析LC 型滤波电路的输出型滤波电路的输出电压和脉

7、动系数等基本参数。电压和脉动系数等基本参数。1610.4 稳压二极管稳压电路稳压二极管稳压电路 稳压电路的作用稳压电路的作用: :使直流电路在电网波使直流电路在电网波动、负载变化、温度变化等因素影响下保证动、负载变化、温度变化等因素影响下保证输出电压稳定。输出电压稳定。交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波有波纹的有波纹的直流电压直流电压稳压稳压直流直流电压电压17一一. . 稳压电源类型稳压电源类型以下主要讨以下主要讨论线性稳压论线性稳压电路。电路。稳压二极管稳压二极管稳压电路稳压电路开关型开关型稳压电路稳压电路线性线性稳压电路稳压电路常用稳压电路常用稳压电路( (小功率设

8、备小功率设备) )电路最简单，但是电路最简单，但是带负载能力差，一带负载能力差，一般只提供基准电压，般只提供基准电压，不作为电源使用。不作为电源使用。效率较高，目前效率较高，目前用的也比较多，用的也比较多，但因学时有限，但因学时有限，这里不做介绍。这里不做介绍。18二二. . 稳压电路的主要性能指标稳压电路的主要性能指标(1)稳压系数稳压系数 S（越小越好）（越小越好）稳压系数稳压系数S反映电网电压波动时对稳压电路的反映电网电压波动时对稳压电路的影响。定义为当负载固定时，输出电压的相对变影响。定义为当负载固定时，输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比。化量与输入电压的相对变化量之比。O

9、IOIUUSUU(2)输出电阻输出电阻Ro （越小越好）（越小越好）输出电阻用来反映稳压电路受负载变化的影响。输出电阻用来反映稳压电路受负载变化的影响。定义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电定义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量之比。它实际上就是电源戴维南等效电路流变化量之比。它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。的内阻。19uiIZminIZmax稳压管稳压电路具有电路简单、稳压管稳压电路具有电路简单、元件数量少等优点，应用较为元件数量少等优点，应用较为广泛。适用于负载电流小、负广泛。适用于负载电流小、负载电压不变的场合。载电压不变的场合。三三. . 稳压管稳压电路稳压管

10、稳压电路20从稳压管的特性可知，在电从稳压管的特性可知，在电路中若能使稳压管始终工作路中若能使稳压管始终工作在稳压区内，即：使稳压管在稳压区内，即：使稳压管的电流的电流IZ满足条件：满足条件： IZmin IZ IZmax,则输出电则输出电压压UO基本上保持不变，约为基本上保持不变，约为UZ。uiIZminIZmax 所以稳压二极管的稳压作用是利用稳压管中所以稳压二极管的稳压作用是利用稳压管中电流的调节实现稳压目的。电路中电流的调节实现稳压目的。电路中R必不可少，必不可少，其作用是限流和电压、电流补偿。其作用是限流和电压、电流补偿。21 通过对电路分析通过对电路分析容易得到关系式：容易得到关系

11、式：ORIUUU OZRIII 1 1、稳压管稳压电路的工作原理、稳压管稳压电路的工作原理当电网电压变化时：当电网电压变化时： RRZOIUIIUU OU以上过程是利用以上过程是利用 关系中，使关系中，使 ，从而实现，从而实现UO的稳定。的稳定。ORIUUU IRUU 22当负载发生变化时：当负载发生变化时：不不变变不不变变OROZRZOLUIIIIIUR ROII以上过程是利用以上过程是利用 关系中，使关系中，使 ，使，使IR基本不变而实现基本不变而实现UO的稳定。的稳定。OZII OZRIII 232 2、稳压管稳压电路的性能指标、稳压管稳压电路的性能指标 稳压管稳压电路的性能指标主要有稳

12、压系数稳压管稳压电路的性能指标主要有稳压系数S Sr r、输出电阻输出电阻R RO O、电压调整率、电流调整率、最大纹波、电压调整率、电流调整率、最大纹波电压、温度系数等。主要了解前两个。电压、温度系数等。主要了解前两个。Sr定义为：定义为：在负载固定时稳压电路输出电压相对变在负载固定时稳压电路输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比。化量与输入电压相对变化量之比。常常数数 LRIIOOUUUUS Sr反映电网波动对输出电压的影响，其值越小说反映电网波动对输出电压的影响，其值越小说明稳压性能越好。明稳压性能越好。24RO定义为：定义为：在输入电压固定时，稳压电路输出电在输入电压固定时，稳压电

13、路输出电压变化量与输出电流变化量之比。压变化量与输出电流变化量之比。常常数数 IUOOOIUR RO反映负载波动对稳压电路的影响，其值越小说反映负载波动对稳压电路的影响，其值越小说明稳压电路带负载能力越强。明稳压电路带负载能力越强。 在只考虑变化量条件下，稳压管稳压电路可等在只考虑变化量条件下，稳压管稳压电路可等效为如图形式，效为如图形式，rz为稳压管的动态电阻。为稳压管的动态电阻。+-UIUO+-IZIODZRLR限流电阻限流电阻IR+-UIUO+-RLRrz25脉动系数脉动系数Sr： Sr=(UO/UI)(UI/UO) +-UIUO+-RLRrz输出电阻输出电阻RO：RO=R/rzrzzz

14、LzLzIOrRrR/rRR/rUU (R rz)OIzzUUrRr (R rz)另外，用电网电压波动另外，用电网电压波动10%时时UO的变化量的变化量UO作作为衡量指标，称为为衡量指标，称为电压调整率电压调整率。用用IO从从0变到额定值时，变到额定值时，UO的变化量作为衡量指标，的变化量作为衡量指标，称为称为电流调整率。电流调整率。263 3、稳压管稳压电路的参数选择、稳压管稳压电路的参数选择 首先应确定输出电压首先应确定输出电压UO，输出电流范围，输出电流范围Iomin、 Iomax（或（或RLmax、 RLmin），输入电压），输入电压UI波动范围（一波动范围（一般为般为10%）等，据此选择整流、滤波、稳压元件）等，据此选择整流、滤波、稳压元件参数。参数。（1）UI的选择的选择根据经验，一般选择根据经验，一般选择UI=（23）UO确定确定Ii：该电流的选择原则为：该电流的选择原则为Ii Iomax。27（2）稳压管的选择）稳压管的选择UZ=UOIZMIZ Iomax IominIZM Iomax +IZ（3）限流电阻的选择）限流电阻的选择由由ORZZIRIIIRUUI 得得ZLminZZIminIRURUU LminZZZIminmax/RUI