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    一、二阶压控电压源低通滤波器(赛伦-凯电路/二阶正相低通滤波器)

    该电路是一个经典二阶低通滤波器,特点:

    1)、输入电压经过两级RC低通电路

    2)、输入电压进入集成运放的同相输入端,即同相放大

    3)、第一级RC电路的电容不接地,改接到输出端。原因:引入反馈,使输出电压在高频段迅速下降,但在截止频率范围内不要降太多。

     

    1、电流分析法:

    这个是典型的同相放大器,因此其为:

    放大倍数(零频增益)                                (1)

    令电阻R都一致,C都一致。再对节点Um和同相放大器的正相输入端点U+,进行电流分析。有:

    流入节点Um的电流                         (2)

    前两个不做解释,第三个是电容电流的向量形式。为什么

    流入节点U+的电流                      (3)

     

    将以上三个式子联立得传递函数为:

                   (4)

      为等效品质因数。

    2、复导纳分析

    用复导纳法,Y1=1/R1,Y2=1/R2,Y3=sC1 Y4=sC2,令s=jw则转化为下图:

    同样从节点Um和U+分析。复导纳是什么?

    节点Um:

                       (5)

                           (6)

    节点U+

                                   (7)

                   

    将Y2移项:

                                                        (8)

     

    将8带入6,再化简移向得到复频域形式:

               (9)

    上下再同除以:Y1,Y2,Y3,Y4

    得:

               (10)

    有:

                 (11)

    上下再同乘以s方,除以R1R2,再有:
             (12)

    与低通滤波器传递函数一般形式

                                 (13)

    比:

    截止角频率:

    阻尼系数:

                                  (14)

     

    二、二阶反相型低通有源滤波器

    1、介绍

    二阶反相型低通有源滤波器是反相比例积分器的输入端再加一节RC低通电路构成的。

     

    同上,采用电流分析

    对于N点电流:

    对于N点电压:

    联立得到:

    参考文献:

    [1]强推二阶滤波电路 

    [2]强推二阶低通滤波传递函数介绍

    [3]模拟电子技术一些有源滤波器件计算及传递函数

    [4]二阶滤波器的标准传递函数,零、极点分布

    [5]二阶设计

    [6]​​​​​​​高明甫,杨 勇,孔令斌.二阶压控电压源低通滤波器设计 (中国地质大学(武汉)物理系)[J].电子元器件,2010,2(3):12-22.

     

     

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  • 一文看懂π型滤波电路原理

    万次阅读 多人点赞 2018-09-25 09:39:21
    π型滤波有RC和LC两种,  在输出电流不大的情况下用RC,R的取值不能太大,一般几个至几十欧姆,其优点是成本低。其缺点是电阻要消耗一些能量,效果不如LC电路滤波电容取大一点效果也不错。  LC电路里有一个...

      π型滤波器简介

      π型滤波器包括两个电容器和一个电感器,它的输入和输出都呈低阻抗。π型滤波有RC和LC两种,

      在输出电流不大的情况下用RC,R的取值不能太大,一般几个至几十欧姆,其优点是成本低。其缺点是电阻要消耗一些能量,效果不如LC电路。滤波电容取大一点效果也不错。

     LC电路里有一个电感,根据输出电流大小和频率高低选择电感量的大小。其缺点是电感体积大,笨重,价格高。现在一般的电子线路的电源都是RC滤波。很少用LC滤波电路.

     π型滤波电路原理图

      滤波电路的作用就是去除不需要的谐波,在直流电源中就是减小电流的脉动,是电流更平滑。常用的有电容滤波电路(C),电感滤波电路(L),电容电感滤波电路(LC),电容电感π型滤波电路(LCπ型),这些都是常常用到电源电路中的。其他还有电子滤波电路等,常常用到复杂的精度高的脉冲电路中。

    一文看懂π型滤波电路原理

      基本π型滤波滤波电路

    一文看懂π型滤波电路原理

      实际上,在电源中差模干扰和共模干扰往往同时存在,因此,电源滤波电路一般指将共如图4所示。模和差模滤波结合起来,

      Le为共模扼流圈,由于LC的两个线圈绕向一致,当电源输人电流流过LC时,所产生的磁场可以互相抵消,不会引起磁芯的饱和,因此,它使用导磁率高的磁芯。Le对共模噪声来说,相当于一个很大电感量的电感,故它能有效地抑制共模传导噪声。负载输入端分别对地并接的电容Cy对共模噪声起旁路作用。共模扼流圈两端并联的电容CX对差模噪声起抑制作用。R为CX的放电电阻,它是VDE-0806和IEC-380安全技术条件标准所推荐的。图中各元件的参数范围:Cx=0.1~2pF;Cy=22~33nF;Le=几~几十mH,随工作电流不同而取不同的参数值。如电流为25A时,Le=1,8mH;电流为0.3A;Le=47mH。扼流圈一般用高磁导率棒状磁芯材料,对于消除高频干扰效果很好,但对于大工作电流之情况,扼流圈的体积比较庞大,用以避免磁饱和。

      典型π型RC滤波电路

      图7-27所示是典型的兀型RC滤波电路。电路中的Cl、C2是两只滤波电容,Rl是滤波电阻,Cl、Rl和C2构成一节π型RC滤波电路。由于这种滤波电路的形式如同字母π且采用了电阻、电容,所以称为π型RC滤波电路。ADP3211AMNG从电路中可以看出,π型RC滤波电路接在整流电路的输出端。

      这一电路的滤波原理是:从整流电路输出的电压首先经过Cl的滤波,将大部分的交流成分滤除,见图中的交流电流示意图。

    一文看懂π型滤波电路原理

      经过Cl滤波后的电压,再加到由Rl和02构成的滤波电路中,电容C2进一步对交流成分进行滤波,有少量的交流电流通过C2到达地线,见图中的电流所示。

    一文看懂π型滤波电路原理
    一文看懂π型滤波电路原理

      这一滤波电路中共有两个直流电压输出端,分别输出U01、U02两个直流电压。其中,U01只经过电容Cl滤波;U02则经过了Cl、Rl和C2电路的滤波,所以滤波效果更好,直流输出电压U02中的交流成分更小。

      上述两个直流输出电压的大小是不同的,Uo1电压最高,一般这一电压直接加到功率放大器电路,或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中,这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻,能够输出最大的直流电压和直流电流;直流输出电压U02稍低,这是因为电阻Rl对直流电压存在电压降,同时由于滤波电阻Rl的存在,这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。

    多节π型RC滤波电路

      关于实用的滤波电路中通常都是多节的,即有几节π型RC滤波电路组成,各节π型RC滤波电路之间可以是串联连接,也可以是并联连接。多节π型RC滤波电路也是由滤波电容和滤波电阻构成。图7-29所示是多节π型RC滤波电路。电路中,Cl、C2、C3是三只滤波电容,其中Cl是第一节的滤波电容,C3是最后一节的滤波电容。Rl和R2是滤波电阻。

    一文看懂π型滤波电路原理

      这一滤波电路的工作原理与上面的π型RC滤波电路基本相同,这里再说明下列几点。

    一文看懂π型滤波电路原理

     

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    千次阅读 多人点赞 2019-09-06 11:13:32
    引言 在整流电路输出的电压是单向脉动性电压,不能 直接给电子电路使用。所以要对输出的电压进行滤波, 消除电压中的交流成分,成为直流电后给电子电路使 用。...π RC 滤波电路;π LC 滤波电 路;电子...

    引言

    在整流电路输出的电压是单向脉动性电压,不能 直接给电子电路使用。所以要对输出的电压进行滤波, 消除电压中的交流成分,成为直流电后给电子电路使 用。在滤波电路中,主要使用对交流电有特殊阻抗特性 的器件,如:电容器、电感器。本文对其各种形式的滤波 电路进行分析。

    一、滤波电路种类

    滤波电路主要有下列几种:电容滤波电路,这是最 基本的滤波电路;π 型 RC 滤波电路;π 型 LC 滤波电 路;电子滤波器电路。

    二、滤波原理

    1. 单向脉动性直流电压的特点

    如图 1(a)所示。是单向脉动性直流电压波形,从 图中可以看出,电压的方向性无论在何时都是一致的, 但在电压幅度上是波动的,就是在时间轴上,电压呈现 出周期性的变化,所以是脉动性的。

    但根据波形分解原理可知,这一电压可以分解一 个直流电压和一组频率不同的交流电压,如图 1(b)所 示。在图 1(b)中,虚线部分是单向脉动性直流电压 U。 中的直流成分,实线部分是 UO 中的交流成分。

    在这里插入图片描述

    2. 电容滤波原理

    根据以上的分析,由于单向脉动性直流电压可分 解成交流和直流两部分。在电源电路的滤波电路中,利 用电容器的“隔直通交”的特性和储能特性,或者利用 电感“隔交通直”的特性可以滤除电压中的交流成分。 图 2 所示是电容滤波原理图。

    图 2(a)为整流电路的输出电路。交流电压经整流 电路之后输出的是单向脉动性直流电,即电路中的 UO。

    图 2(b)为电容滤波电路。由于电容 C1 对直流电 相当于开路,这样整流电路输出的直流电压不能通过C1 到地,只有加 到负载 RL 图为 RL 上。对于整流电路 输出的交流成分, 因 C1 容量较大, 容抗较小,交流成 分通过 C1 流到地 端,而不能加到负 载 RL。这样,通过 电容 C1 的滤波, 从单向脉动性直 流电中取出了所 需要的直流电压 +U。

    滤波电容 C1 的容量越大,对交流成分的容抗越 小,使残留在负载 RL 上的交流成分越小,滤波效果就 越好。
    在这里插入图片描述
    3. 电感滤波原理

    图 3 所示是电感滤波原理图。由于电感 L1 对直流 电相当于通路,这样整流电路输出的直流电压直接加 到负载 RL 上。
    在这里插入图片描述
    对于整流电路输出的交流成分,因 L1 电感量较大,感抗较大,对交流成分产生很大的阻碍作用,阻止 了交流电通过 C1 流到加到负载 RL。这样,通过电感 L1 的滤波,从单向脉动性直流电中取出了所需要的直 流电压 +U。

    滤波电感 L1 的电感量越大,对交流成分的感抗越 大,使残留在负载 RL 上的交流成分越小,滤波效果就 越好,但直流电阻也会增大。

    三、π 型 RC滤波电路识图方法

    图 4 所示是 π 型 RC 滤波电路。电路中的 C1、C2 和 C3 是 3 只滤波电容,R1 和 R2 是滤波电阻,C1、R1 和C2 构成第一节 π 型的 RC 滤波电路, C2、 R2 和 C3 构成 第二节 π 型 RC 滤波电路。由于这种滤波电路的形式 如同希腊字母 π 和采用了电阻器、电容器,所以称为 π 型 RC 滤波电路。
    在这里插入图片描述
    π 型 RC 滤波电路原理如下:

    (1)这一电路的滤波原理是:从整流电路输出的电 压首先经过 C1 的滤波,将大部分的交流成分滤除,然 后再加到由 R1 和 C2 构成的滤波电路中。C2 的容抗与 R1 构成一个分压电路,因 C2 的容抗很小,所以对交流 成分的分压衰减量很大,达到滤波目的。对于直流电而 言,由于 C2 具有隔直作用,所以 R1 和 C2 分压电路 对直流不存在分压衰减的作用,这样直流电压通过 R1 输出。

    (2)在 R1 大小不变时,加大 C2 的容量可以提高滤 波效果,在 C2 容量大小不变时,加大 R1 的阻值可以提 高滤波效果。但是,滤波电阻 R1 的阻值不能太大,因为 流过负载的直流电流要流过 R1,在 R1 上会产生直流 压降,使直流输出电压 Uo2 减小。R1 的阻值越大,或流 过负载的电流越大时,在 R1 上的压降越大,使直流输 出电压越低。

    (3) C1 是第一节滤波电容,加大容量可以提高滤 波效果。但是 C1 太大后,在开机时对 C1 的充电时间 很长,这一充电电流是流过整流二极管的,当充电电流 太大、时间太长时,会损坏整流二极管。所以采用这种 π 型 RC 滤波电路可以使 C1 容量较小,通过合理设计 R1 和 C2 的值来进一步提高滤波效果。

    (4)这一滤波电路中共有 3 个直流电压输出端,分 别输出 Uo1、 Uo2 和 Uo3 三组直流电压。其中, Uo1 只经过电 容 C1 滤波; Uo2 则经过了 C1、 R1 和 C2 电路的滤波,所 以滤波效果更好, Uo2 中的交流成分更小; Uo3 则经过了 2 节滤波电路的滤波,滤波效果最好,所以 Uo3 中的交 流成分最少。

    (5) 3 个直流输出电压的大小是不同的。 Uo1 电压最 高,一般这一电压直接加到功率放大器电路,或加到需 要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中; Uo2 电 压稍低,这是因为电阻 R1 对直流电压存在电压降; Uo3 电压最低,这一电压一般供给前级电路作为直流工作 电压,因为前级电路的直流工作电压比较低,且要求直 流工作电压中的交流成分少。

    四、π型 LC滤波电路识图方法

    图 5 所示是 π 型 LC 滤波电路。π 型 LC 滤波电 路与 π 型 RC 滤波电路基本相同。这一电路只是将滤波电阻换成滤波电感,因为滤波电阻对直流电和交流 电存在相同的电阻,而滤波电感对交流电感抗大,对直 流电的电阻小,这样既能提高滤波效果,又不会降低直 流输出电压。

    在图 5 的电路中,整流电路输出的单向脉动性直 流电压先经电容 C1 滤波,去掉大部分交流成分,然后 再加到 L1 和 C2 滤波电路中。
    在这里插入图片描述
    对于交流成分而言, L1 对它的感抗很大,这样在 L1 上的交流电压降 大,加到负载上的交 流成分小。

    对直流电而言, 由于 L1 不呈现感抗, 相当于通路,同时滤 波电感采用的线径较粗,直流电阻很小,这样对直流电 压基本上没有电压降,所以直流输出电压比较高,这是 采用电感滤波器的主要优点。

    五、电子滤波器识图方法

    1. 电子滤波器

    图 6 所示是电子滤波器。电路中的 VT1 是三极管, 起到滤波管作用, C1 是 VT1 的基极滤波电容, R1 是 VT1 的基极偏置电阻, RL 是这一滤波电路的负载, C2 是输出电压的滤波电容。
    在这里插入图片描述
    电子滤波电路工作原理如下:

    ①电路中的 VT1、 R1、 C1 组成电 子滤波器电路,这 一电路相当于一 只容量为 C1×β1 大小电容器,β1 为 VT1 的电流放 大倍数,而晶体管 的电流放大倍数 比较大,所以等效 电容量很大,可见 电子滤波器的滤 波性能是很好的。等效电路如图 6(b)所示。图中 C 为 等效电容。

    ②电路中的 R1 和 C1 构成一节 RC 滤波电路, R1 一方面为 VT1 提供基极偏置电流,同时也是滤波电阻。 由于流过 R1 的电流是 VT1 的基极偏置电流,这一电流 很小, R1 的阻值可以取得比较大,这样 R1 和 C1 的滤 波效果就很好,使 VT1 基极上直流电压中的交流成分 很少。由于发射极电压具有跟随基极电压的特性,这样 VT1 发射极输出电压中交流成分也很少,达到滤波的 目的。

    ③在电子滤波器中,滤波主要是靠 R1 和 C1 实现 的,这也是 RC 滤波电路,但与前面介绍的 RC 滤波电路是不同的。在这一电路中流过负载的直流电流是 VT1 的发射极电流,流过滤波电阻 R1 的电流是 VT1 基极电 流,基极电流很小,所以可以使滤波电阻 R1 的阻值 设得很大(滤波效果好),但不会使直流输出电压下降 很多。

    ④电路中的 R1 的阻值大小决定了 VT1 的基极电 流大小,从而决定了 VT1 集电极与发射极之间的管压 降,也就决定了 VT1 发射极输出直流电压大小,所以改 变 R1 的大小,可以调整直流输出电压 +V 的大小。

    2. 电子稳压滤波器
    在这里插入图片描述
    图 7 所示是另一种电子稳压滤波器,与前一种电 路相比,在 VT1 基极与地端之间接入了稳压二极管 VD1。电子稳压原理如下:

    在 VT1 基极 与地端之间接入 了稳压二 极 管 VD1 后,输入电 压经 R1 使稳压 二极管 VD1 处于 反向偏置状态,此时 VD1 的稳压特性使 VT1 管的基极 电压稳定,这样 VT1 发射极输出的直流电压也比较稳 定。注意:这一电压的稳定特性是由于 VD1 的稳压特性 决定的,与电子滤波器电路本身没有关系。

    R1 同时还是 VD1 的限流保护电阻。在加入稳压二 极管 VD1 后,改变 R1 的大小不能改变 VT1 发射极输出电压大小,由于 VT1 的发射结存在 PN 结电压降,所以 发射极输出电压比 VD1 的稳压值略小。

    C1、 R1 与 VT1 同样组成电子滤波器电路,起到滤波作用。

    在有些场合下,为了进一步提高滤波效果,可采用 双管电子滤波器电路, 2 只电子滤波管构成了复合管 电路。这样总的电流放大倍数为各管电流放大倍数之 积,显然可以提高滤波效果。

    六、电源滤波电路识图小结

    关于电源滤波电路分析主要注意以下几点:

    (1)分析滤波电容工作原理时,主要利用电容器的 “隔直通交”特性,或是充电与放电特性,即整流电路输 出单向脉动性直流电压时对滤波电容充电,当没有单 向脉动性直流电压输出时,滤波电容对负载放电。

    (2)分析滤波电感工作原理时, 主要是认识电感器对 直流电的电阻很小、 无感抗作用, 而对交流电存在感抗。

    (3)进行电子滤波器电路分析时,要知道电子滤波 管基极上的电容是滤波的关键元件。另外,要进行直流 电路的分析,电子滤波管有基极电流和集电极、发射极 电流,流过负载的电流是电子滤波管的发射极电流,改 变基极电流大小可以调节电子滤波管集电极与发射极 之间的管压降,从而改变电子滤波器输出的直流电压 大小。

    (4)电子滤波器本身没有稳压功能,但加入稳压二 极管之后可以使输出的直流电压比较稳定。

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    2020-03-04 15:30:31
    电源滤波电路 整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出...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、LC滤波、LCπ滤波和R...

    电源滤波电路

    整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。

    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、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。 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)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量

    半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。对于全波和桥式整流电路采用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。)

    电阻滤波电路

    RC-π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(B)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/ωC2R)S。

    由 分析可知,电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端,最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下,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,实现起来也不现实。 这种电路一般用于负载电流比较小的场合.

    电感滤波电路

    根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联。

     

    (A)电容滤波(B)C-R-C或RC-π型电阻滤波脉动系数S=(1/ωC2R')S'

     

    (C)L-C电感滤波(D)π型滤波或叫C-L-C滤波
    图1无源滤波电路的基本形式
     

    并 联的电容器C在输入电压升高时,给电容器充电,可把部分能量存储在电容器中。而当输入电压降低时,电容两端电压以指数规律放电,就可以把存储的能量释放出 来。经过滤波电路向负载放电,负载上得到的输出电压就比较平滑,起到了平波作用。若采用电感滤波,当输入电压增高时,与负载串联的电感L中的电流增加,因 此电感L将存储部分磁场能量,当电流减小时,又将能量释放出来,使负载电流变得平滑,因此,电感L也有平波作用。


    利用储能元件电感器L的电流不能突变的特点,在整流电路的负载回路中串联一个电感,使输出电流波形较为平滑。因为电感对直流的阻抗小,交流的阻抗大,因此能够得到较好的滤波效果而直流损失小。电感滤波缺点是体积大,成本高.


    桥式整流电感滤波电路如图2所示。电感滤波的波形图如图2所示。根据电感的特点,当输出电流发生变化时,L中将感应出一个反电势,使整流管的导电角增大,其方向将阻止电流发生变化。



    图2电感滤波电路
     

    在 桥式整流电路中,当u2正半周时,D1、D3导电,电感中的电流将滞后u2不到90°。当u2超过90°后开始下降,电感上的反电势有助于D1、D3继续 导电。当u2处于负半周时,D2、D4导电,变压器副边电压全部加到D1、D3两端,致使D1、D3反偏而截止,此时,电感中的电流将经由D2、D4提 供。由于桥式电路的对称性和电感中电流的连续性,四个二极管D1、D3;D2、D4的导电角θ都是180°,这一点与电容滤波电路不同。



    图3电感滤波电路波形图
     

    已知桥式整流电路二极管的导通角是180°,整流输出电压是半个半个正弦波,其平均值约为。电感滤波电路,二极管的导通角也是180°,当忽略电感器L的电阻时,负载上输出的电压平均值也是。如果考虑滤波电感的直流电阻R,则电感滤波电路输出的电压平均值为

     

    要注意电感滤波电路的电流必须要足够大,即RL不能太大,应满足wL>>RL,此时IO(AV)可用下式计算

    由 于电感的直流电阻小,交流阻抗很大,因此直流分量经过电感后的损失很小,但是对于交流分量,在wL和上分压后,很大一部分交流分量降落在电感上,因而降低 了输出电压中的脉动成分。电感L愈大,RL愈小,则滤波效果愈好,所以电感滤波适用于负载电流比较大且变化比较大的场合。采用电感滤波以后,延长了整流管 的导电角,从而避免了过大的冲击电流。

    电容滤波原理详解

    1.空载时的情况
    当电路采用电容滤波,输出端空载,如图4(a)所示,设初始时电容电压uC为零。接入电源后,当u2在正半周时,通过D1、D3向电容器C充电;当在u2的负半周时,通过D2、D4向电容器C充电,充电时间常数为


    (a)电路图(b)波形图
    图4空载时桥式整流电容滤波电路
     

    式 中包括变压器副边绕组的直流电阻和二极管的正向导通电阻。由于一般很小,电容器很快就充到交流电压u2的最大值,如波形图2(b)的时刻。此后,u2开始 下降,由于电路输出端没接负载,电容器没有放电回路,所以电容电压值uC不变,此时,uC>u2,二极管两端承受反向电压,处于截止状态,电路的输出电 压,电路输出维持一个恒定值。实际上电路总要带一定的负载,有负载的情况如下。

    2.带载时的情况


    图5给出了电容滤波电路在带电阻 负载后的工作情况。接通交流电源后,二极管导通,整流电源同时向电容充电和向负载提供电流,输出电压的波形是正弦形。在时刻,即达到u290°峰值 时,u2开始以正弦规律下降,此时二极管是否关断,取决于二极管承受的是正向电压还是反向电压。


    先设达到90°后,二极管关断,那么只有滤波电容 以指数规律向负载放电,从而维持一定的负载电流。但是90°后指数规律下降的速率快,而正弦波下降的速率小,所以超过90°以后有一段时间二极管仍然承受 正向电压,二极管导通。随着u2的下降,正弦波的下降速率越来越快,uC的下降速率越来越慢。

     

    所以在超过90°后的某一点,例如图5(b)中的t2时刻, 二极管开始承受反向电压,二极管关断。此后只有电容器C向负载以指数规律放电的形式提供电流,直至下一个半周的正弦波来到,u2再次超过uC,如图 5(b)中的t3时刻,二极管重又导电。

    以上过程电容器的放电时间常数为

    电容滤波一般负载电流较小,可以满足td较大的条件,所以输出电压波形的放电段比较平缓,纹波较小,输出脉动系数S小,输出平均电压UO(AV)大,具有较好的滤波特性。


    (a)电路图(b)波形图

    图5带载时桥式整流滤波电路
     

    以 上滤波电路都有一个共性,那就是需要很大的电容容量才能满足要求,这样一来大容量电容在加电瞬间很有很大的短路电流,这个电流对整流二极管,变压器冲击很 大,所以现在一般的做法是在整流前加一的功率型NTC热敏电阻来维持平衡,因NTC热敏电阻在常温下电阻很大,加电后随着温度升高,电阻阻值迅速减小,这 个电路叫软起动电路。这种电路缺点是:断电后,在热时间常数内,NTC热敏电阻没有恢复到零功率电阻值,所以不宜频繁的开启。

    为什么整流后加上滤波电容在不带负载时电压为何升高?这是因为加上滤波测得的电压是含有脉动成分的峰值电压,加上负载后就是平均值,计算:峰值电压=1.414×理论输出电压

    有源滤波-电子电路滤波

    电 阻滤波本身有很多矛盾,电感滤波成本又高,故一般线路常采用有源滤波电路,电路如图6。它是由C1、R、C2组成的π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6可知,流过R的电流IR=IE/(1+β)=IRL/(1+β)。流过电阻R的电流仅为负载电流的1/(1+β). 所以可以采用较大的R,与C2配合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+β)倍,而C2增大了(1+β) 倍。这样所需的电容C2只是一般RCπ型滤波器所需电容的1/β,比如晶体管的直流放大系数β=50,如果用一般RCπ型滤波器所需电容容量为 1000μF,如采用电子滤波器,那么电容只需要20μF就满足要求了。采用此电路可以选择较大的电阻和较小的电容而达到同样的滤波效果,因此被广泛地用 于一些小型电子设备的电源之中。


     

     

    -END-

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