滤波电路

整流电路可以将交流电转换为直流电，但脉动较大，在某些应用中如电镀、蓄电池充电等可直接使用脉动直流电源。但许多电子设备需要平稳的直流电源。这种电源中的整流电路后面还需加滤波电路将交流成分滤除，以得到比较平滑的输出电压。滤波通常是利用电容或电感的能量存储功能来实现的。项目任务子项目三：滤波电路一、电容滤波电路二、电感滤波电路三、复式滤波电路四、电子滤波电路三、滤波电路滤波电路的结构特点:电容与负载RL并联，或电感与负载RL串联。交流电压脉动直流电压整流滤波直流电压RLLRLCC++++L+uR-L1u2u220VDuL20tiDtuc=uL（1）半波整流电容滤波u2＞uC时：二极管导通，C充电u2＜uC时：二极管截止，C放电。输出电压平均值:UL=U2一、电容滤波电路1.电路组成和工作原理工作原理：u2tiDtu2＞uC时：二极管导通，C充电u2＜uC时：二极管截止，C放电二极管中的电流uc=uL（2）桥式整流电容滤波（a）接入RL（且RLC较大）时au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC（b）空载（RL=∞）时：u2tuLtuc=uL++++41232u2DCL31DD-220VD+14uuucu2＞uC时：二极管导通，C充电u2＜uC时：二极管截止，C放电由于RL=∞，无放电回路，所以uC保持。22uuuCL2、有关参数计算：输出电压平均值：UL=U2输出电流平均值:IL=UL/RL=U2/RL流过二极管的平均电流：ID=IL二极管承受的最大反向电压：URM=222u（1）半波整流电容滤波电路C++++L+uR-L1u2u220VD负载开路时输出电压：UL=22U输出电压平均值：UL=1.2U2输出电流平均值:IL=UL/RL=1.2U2/RL流过二极管的平均电流：ID=IL/2二极管承受的最大反向电压：URM=22U负载开路时输出电压：URM=22U（2）桥式整流电容滤波电路++++41232u2DCL31DD-220VD+14uuuc（2）接通电源瞬间流过二极管的电流很大。一般为正常值的5-7倍。3、电容滤波电路的特点：RLC较大u2tiDtuc=uL（1）二极管的导通时间变短了。（3）输出波形变得平滑，输出电压平均值升高。TCRL)105(（4）放电时间常数τ=RLC越大，C放电愈慢，UL越高，滤波效果越好。一般(5)适用于负载电流较小的场合。例：设计一单相桥式整流、电容滤波电路。要求输出电压48oUV，已知负载电阻100LRΩ，交流电源频率为50Hz，试选择整流二极管和滤波电容器。解：流过整流二极管的平均电流：240A24.010048212121LooDRUIImA变压器副边电压有效值：402.1481.2o2UUV整流二极管承受的最高反向电压：4.564041.122RMUUV因此可选择2CZ11B作整流二极管，其最大整流电流为1A，最高反向工作电压为200V。取05.0202.0525LTCRs，则：500F1050010005.06LRCμF项目练习：1．在单相半波和单相桥式整流电路中，加滤波电容和不加滤波电容两种情况下，二极管承受的反向工作电压有无区别?为什么?2．桥式整流电容滤波电路如图5—2所示。(1)在桥臂上画出整流二极管并标出电容C的正极。(2)判断输出电压的正负。(3)若要求输出电压为25V，U2的有效值应为多少?(4)如负载电流为200mA，试求每个二极管流过的电流和最高反向电压。(5)电容C开路或短路时，电路会产生什么后果?(6)若负载电流为200mA，滤波电容C的容量和耐压为多少？3．一个单相桥式整流电容滤波电路，变压器二次侧电压为l0V。(1)如果空载电压为14V，满载为l2V，是否正常?(2)如果空载电压低于l0V是否正常?为什么?(3)如果无论是空载还是满载，输出电压变化很小，是否正常？估计是什么原因？++++4123LD+DLu4-R220V32DD1u21uL2.电感滤波电路电路结构:在桥式整流电路与负载间串入一电感L。输出电压平均值:UL=0.9U2对谐波分量:f越高，XL越大,电压大部分降在电感上。因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。对直流分量:XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上3.其它滤波电路为进一步改善滤波特性，可将上述滤波电路组合起来使用。LC滤波电路++++uo+-LCu-i+++++u++u-iC-oRC12RCπ型滤波电路RC型滤波电路++++u++u-iC-oRLCCCLCCR(a)LC滤波电路(b)CLC滤波电路(c)CRC滤波电路LC、CLCπ型滤波电路适用于负载电流较大，要求输出电压脉动较小的场合。在负载较轻时，经常采用电阻替代笨重的电感，构成CRCπ型滤波电路，同样可以获得脉动很小的输出电压。但电阻对交、直流均有压降和功率损耗，故只适用于负载电流较小的场合。复合滤波电路4．试判断图5—3所示电路中元件R、L、C能否起滤波作用。项目练习：*使用条件：2)5~3(LdTCR各种电路参数比较：名称UL(空载)UL(带载)二极管反向最大电压每管平均电流半波整流22U245.0U22UIL全波整流电容滤波1.2U2*222U0.5IL22U桥式整流电容滤波22U1.2U2*22U0.5IL半波整流电容滤波22UU2222UIL项目练习：填空题1．所谓滤波，就是保留脉动直流电中的_____成分，尽可能滤除其中的_____成分，把脉动直流电变成_____直流电的过程。2．常用滤波电路有____________、___________、___________等几种，滤波电路一般接在_____电路的后面。3.滤波电路中,滤波电容和负载_____联，滤波电感和负载_____联。直流交流平滑电容滤波电路电感滤波电路复式滤波电路整流并串4.电容滤波利用电路中电容充电速度_____，放电速度____的特点，使脉动直流电压变得____，从而实现滤波。负载电阻RL的阻值越___，电容滤波的效果越好。5.电感滤波是利用电感线圈电流不能_____，从而使流过负载的电流变得_____来实现滤波的，负载电阻RL越_____，滤波电感L越_____，电感滤波的效果越好。6.电容滤波适用于___________场合，电感滤波适用于____________场合。7.若变压器次级电压为U2，则单相半波整流电容滤波电路负载获得的直流电压在接负载时为_____，不接负载时为_____。快慢平滑大突变平滑小大负载电流较小负载电流较大U222U1.电容滤波电路带负载的能力比电感滤波电路强。()2.单相整流电容滤波电路中，电容器的极性不能接反。()3.整流电路接入电容滤波后，输出直流电压下降。()4.单相桥式整流电路采用电容滤波后，每只二极管承受的最高反向工作电压减小。()5.复式滤波电路输出的电压波形比一般滤波电路输出的电压波形平直。()6．带有电容滤波的单相桥式整流电路，其输出电压的平均值与所带负载无关。()项目练习：判断题X√XX√X项目练习：选择题1．利用电抗元件的()特性能实现滤波。A．延时B.储能C．稳压D．负阻2．常用的储能型元件有()。A．电阻B．电容C．电感D．二极管3．在整流电路的负载两端并联一大电容，其输出电压脉动的大小将随着负载电阻和电容量的增加而()。A．增大B．减小C．不变D．无关4．单相桥式整流电容滤波电路中，若要负载得到45V的直流电压，变压器二次侧电压的有效值应为()V。A．45B．50C.100D.37.5√√√√√5．单相桥式整流电容滤波电路中，如果电源变压器次级电压为l00V，则负载电压为()V。A．100B.120C．90D.1306．在滤波电路中，与负载并联的元件是()。A．电容B．电感C．电阻D．开关7．单相桥式整流电路接入滤波电容后，二极管的导通时间()。A．变长B．变短C．不变D．变化不一定8．单相半波整流电容滤波电路，当负载开路时，输出电压为()。A．0B．2U2C．0.45U2D．U2√√√√9．常见的复式滤波电路有()。A．LC—r型B．LC—π型，C．RC一π型D．RC型10．电子滤波电路中，三极管工作在()状态。A．截止B．饱和C．放大D．截止和饱和√√√√