电子技术与应用项目化教程 课件 项目2 第3讲 滤波电路.ppt

LOGO*项目二——滤波电路◆内容：电容、电感复式滤波电路结构和工作原理◆目的：了解各种滤波电路组成，理解其工作原理学习内容及要求：◆重点：电容滤波电路的工作原理◆难点：电容滤波电路的工作原理滤波电路滤波的基本概念滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。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。经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。一、电容滤波电路电容滤波电路1.电路结构现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。电容滤波电路如图所示，在负载电阻上并联了一个滤波电容C。2.滤波原理若电路处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压U2给电容器C充电。此时C相当于并联在U2上，所以输出波形同U2，是正弦形。电容滤波波形图所以，在t1到t2时刻，二极管导电，Ｃ充电，UC=UL按正弦规律变化；t2到t3时刻二极管关断，UC=UL按指数曲线下降，放电时间常数为RLC。当v2到达90°时，v2开始下降。先假设二极管关断，电容C就要以指数规律向负载ＲL放电。指数放电起始点的放电速率很大。在刚过90°时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过90°时二极管仍然导通。在超过90°后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。需要指出的是，当放电时间常数RLC增加时，t1点要右移，t2点要左移，二极管关断时间加长，导通角减小，见曲线3；反之，RLC减少时，导通角增加。显然，当ＲL很小，即IL很大时，电容滤波的效果不好，图滤波曲线中的2。反之，当ＲL很大，即IL很小时，尽管C较小,RLC仍很大,电容滤波的效果也很好，见滤波曲线中的3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合。电容滤波的效果(动画15-4）3.电容滤波的计算电容滤波的计算比较麻烦，因为决定输出电压的因素较多。工程上有详细的曲线可供查阅。一般常采用以下近似估算法：一种是用锯齿波近似表示，即：另一种是在RLC=(3?5)T/2的条件下:近似认为UL=1.2U24.外特性整流滤波电路中，输出直流电压UO随负载电流IO的变化关系曲线如图所示。5.利用电容滤波时应注意下列问题：（1）滤波电容容量较大，一般用电解电容，应注意电容的正负极性。如果接反则容易击穿、爆裂。（2）开始时，电容C上的电压为零，通电后电源经整流二极管给C充电。通电瞬间二极管流过短路电流，称为浪涌电流。一般是正常工作电流的（5～7）倍，所以选二极管参数时，正向平均电流的参数应选大一些。同时在整流电路的输出端应串一个电阻，以保护整流二极管。二、电感滤波电路电感滤波电路利用储能元件电感器Ｌ的电流不能突变的性质，把电感Ｌ与整流电路的负载ＲL相串联，也可以起到滤波的作用。电感滤波电路波形图电感滤波电路如左图所示。电感滤波的波形图如右图所示。当v2正半周时，D1、D3导电，电感中的电流将滞后v2。当负半周时，电感中的电流将经由D2、D4提供。因桥式电路的对称性，和电感中电流的连续性，四个二极管D1、D3；D2、D4的导通角都是180°。（动画15-5）参数计算输出电压平均值Uo，一般小于全波整流电路输出电压的平均值，如果忽略电感线圈的铜阻，则UO>0.9U2。虽然电感滤波电路对整流二极管没有电流冲击，但为了使L值大，多用铁心电感，但体积大、笨重，且输出电压的平均值较低。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245.0U22UIL全波整流电容滤波22U1.2U2*222U0.5IL桥式整流电容滤波22U1.2U2*22U0.5IL桥式整流电感滤波0.9U222U0.5