杜德昌电工电子技术基础及技能72滤波电路

第七章直流稳压电源第二节滤波电路第二节滤波电路各种滤波电路形式及特点。滤波电路中相关元件上电压波形。【教学目标】应知：应会：能识读电容滤波、电感滤波、复式滤波电路图。根据不同的场合正确选择合适的滤波电路。【教学重点】各种滤波电路形式及特点。【难点分析】根据不同的场合正确选择不同方式滤波电路。一、电容滤波电路1．电路实验电容滤波通常是在负载电阻两端并联大容量电容器C一、电容滤波电路[做中教]：单相半波、全波整流滤波电路实验（a）单相半波整流滤波实验（b）单相桥式整流滤波实验分组试验总结一、电容滤波电路学生分组实验（1）根据电路图，搭接半波、全波整流滤波电路。（2）闭合开关，用示波器观察交流输入端u1、负载两端电压uL的波形，并对其波形特点作比较。（3）用万用表测量交流输入端电压、负载两端电压，比较两者数值关系。（4）小组提交实验结果：单相半波、全波整流滤波电路u1、uL波形特点；输入端电压与负载两端电压数值关系。一、电容滤波电路总结（1）波形特点：加上电容滤波后输出电压脉动程度明显减小。（2）用万用表测量负载两端电压为交流输入端电压的1.2倍。一、电容滤波电路2．工作过程一、电容滤波电路（1）当输入电压上升超过电容端电压时，整流二极管VD导通，向滤波电容C迅速充电（同时向负载供电），电容C两端电压（也即负载两端电压）与u1同步上升并达到其最大值。（2）当输入电压下降到低于电容端电压时，整流二极管VD反向止，于是电容通过负载RL放电，由于RL远远大于二极管的正向内阻，所以放电缓慢，电容两端电压缓慢下降。一、电容滤波电路3．负载上的直流电压和电流1(AV)L2.1UURURUI1LL2.1负载上的电压、电流可以按下式估算：一、电容滤波电路4．滤波电容的选择（2）滤波电容的选用（1）电容滤波的输出电压12.1U单相桥式整流滤波电路输出电压约为U1耐压值12.1U（3）滤波电容若采用电解电容，正负极性不允许接反，否则电容的漏电电流会加大，引起温度上升使电容爆裂。电容的容量应用满足TCR)5~3(L单相桥式整流滤波电路输出电压约为一、电容滤波电路5．应用（1）在电容滤波电路中，C的容量或负载RL的阻值越大，放电越慢，输出的直流电压就越大，滤波效果也就越好。（2）在采用大容量的滤波电容时，接通电源的瞬间充电电流特别大，因此电容滤波不适用于负载电流较大的场合。一、电容滤波电路【例题7-3】在桥式整流电容滤波电路中，负载电阻为100Ω，输出直流电压为18V，试确定电流变压器二次电压，并选择滤波电容。解：电源变压器的二次电压为：V152.1182.1L1UU滤波电容μF)500~300(μF10001.0)5~3()5~3(LRTC滤波电容耐压V2.21V15414.121UUC所以根据电解电容标称值系列，选用容量为μF470，耐压值为50V的电解电容。二、电感滤波电路1．电路结构单相桥式整流电感滤波电路电感线圈L和负载RL串联。线圈的电感较大。二、电感滤波电路[做中教]：单相桥式整流电感滤波电路（a）仿真电路（b）负载两端波形R1100ABCDSW1SW-SPDTL12H+_2．工作过程分组试验总结二、电感滤波电路学生分组实验（1）用开关SW1切换单相桥式整流和单相桥式整流电感滤波电路。（2）然后用仿真示波器观察负载两端电压uRL的波形，并将两个电路中的输出波形作比较。二、电感滤波电路总结（1）波形特点：加上电感滤波后输出电压脉动程度明显减小。（2）电感滤波电路特点：线圈的电感量越大，滤波效果越好，但电感量过大的线圈其体积较大而且笨重，所以电感滤波主要用于电容滤波难以胜任的大电流负载或负载经常变化的场合，在小功率的电子设备中很少使用。三、复式滤波电路1．L型复式滤波电路(a)LC型(b)RC型LC型是由电感和电容C组成的L型滤波电路。整流后输出的脉动直流经过L和C两次滤波，负载上可获得更加平滑的直流电压。在负载电流不大的情况下，为减小体积，减轻重量，降低成本，常用适当的电阻代替电感，组成如图RC型的L型滤波电路。三、复式滤波电路2．LC-π型滤波电路由电容C1、C2和电感L组成的复式滤波电路，简称LC-π型滤波电路。由于有三个元件进行三次滤波，所以滤波效果更好。但电感的体积较大、成本较高。三、复式滤波电路3．RC-π型滤波电路当负载电流不大时也可用电阻代替LC-π型滤波电路中的电感，构成RC-π型滤波电路。RC-π型滤波电路的成本低、体积小、滤波效果较好。【课堂练习】第二节滤波电路有一电阻性负载，采用单相桥式整流电容滤波电源供电，要求输出电压为20V，电流1A，要求：（1）画出电路原理图，并标出电容极性和输出电压极性；（2）选择整流二极管；（3）选择滤波电容。【课堂小结】第二节滤波电路◆电容滤波波形平滑，但带负载能力差，适合于较小的负载。电感滤波效果差，但其带负载能力强，适合于负载变动较大的场合。◆复式滤波电路滤波效果要比单电容或单电感滤波效果好。◆LC-π型滤波电路的滤波效果好，但电感的体积较大、成本较高。RC-π型滤波电路的成本低、体积小、滤波效果较好。【课后作业】第二节滤波电路