电容滤波电路的设计与计算

组成及工作原理
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a
u1
u2
b
uo
VD1~VD4 ωt
O
iD
C
uC RL uo
ωt
O t1 t2 t3 t4 t5 t6
a
b
图7-4 电容滤波原理及波形图 a. 原理图 b. 波形图
原理
加了一只电容后，二极管导通时，一方面
给极=非u降个间o2=常二负 管 ， 常RuDCC载 正 且 数小 极≈，向 下 为， 管Ru其L2供压 降τ充 均，中电降 速电截放当R电，D后率电止u为=CR一充，逐压，二LC方到充渐电u，极C与面u电加容故管2的上对时快C放的经最升电，。电正负大的容充当较向载值正C电|慢导充uR时弦时2L，通|电放，电＜间直电。电u压u常到阻2C在，开时u数负，忽2放始，一τ半其略电下四致充周值二时电，。
式
UO 1.2U2
（半波）
（桥式、全波）
（三）元件选择
1.电容选择 滤波电容C的大小取决于放
电回路的时间常数，RLC愈大，输出电压脉动就
愈小，通常取RLC为脉动电压中最低次谐波周期
的倍，即
RLC(3~5)T2
RLC(3~5)T （桥式、全波）
（半波）
元件选择
2.整流二极管的ID选择IO正向平均电流为
第三节 滤波电路
整流电路输出的直流电压脉动较大，一 般不能满足实际需要，必须用滤波电路滤除交 流分量，得到平滑的直流电压。在小功率直流 电源中，常用的滤波电路有电容滤波、Г型滤 波和п滤波。
一、电容滤波电路
（一）电路组成及工作原理 在整流电路输出端与负载之间并联一
只大容量的电容，如图7-4a，即可构成最简单 的电容滤波器。其工作原理是利用电容两端的 电压在电路状态改变时不能跃变的特性。
ID
1 2
IO
（半波）
（桥式）
（四）电容滤波的特点
电容滤波电路结构简单、输出电压高、 脉动小。但在接通电源的瞬间，将产生很大的 充电电流，这种电流称为“浪涌电流”，同时， 因负载电流太大，电容器放电的速度加快，会 使负载电压变得不够平稳，所以电容滤波电路 只使用于负载电流较小的场合。
二、л型RC复式滤波电路
由上Tr 述讨论可知，当RLR比较小时，即使滤
波电容容量很大，脉动系数仍比较大。为进一 步减小u脉1 动u2系数，通常C采1 用如C2图7-R5L 所uo示的л
型RC滤波电路。
图7-5 π型RC滤波电路
滤波电路
л型滤波电路可看成是一节电容滤波电
路和一节Γ型RC滤波电路的串联。整流输出电
压先经电容C1，滤除了交流成分后，已经比较
由上述讨论可见，电容放电时间常数为
τ放电=RLC，即输出电压的大小和脉动程度与负 载电阻直接相关。若RL开路，即输出电流为零，
电容C无放电通路，一直保持最大充电电压；
若RL很小，放电时间常数很小，输出电压几乎
与没有滤波时一样。
计算公式
因此，电容滤波电路的输出电压在
0.9U2~范围内UO 波动(1~ ，1.在1)U 工2 程上一般采用估算公
平滑，再经一节R和组成的分压器，可进一步
降低输出端纹波电压。
原理
在负半周，当|u2|＞uC时，另外二个
二极管(VD2、VD4)导通，再次给电容C充电，当
uC充到u2的最大值时，u2开始下降，且下降速 率逐渐加快。当|u2|＜uC时，四个二极管再次 截止，电容C经负载RL放电，重复上述过程。有
电容滤波后，负载两端输出电压波形如图7-4b
所示。
（二）负载上电压的计算