詳解電源濾波電路工作原理

交流電經過二極管整流之後,方向單一了,但是大小(電流強度)還是處在不斷地變化之中。這種脈動直流一般是不能直接用來給無線電裝供電的。要把脈動直流變成波形平滑的直流,還需要再做一番“填平取齊”的工作,這便是濾波。換句話說,濾波的任務,就是把整流器輸出電壓中的波動成分儘可能地減小,改造成接近恆穩的直流電。

詳解電源濾波電路工作原理

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一、電容濾波電路

電容器是一個儲存電能的倉庫。在電路中,當有電壓加到電容器兩端的時候,便對電容器充電,把電能儲存在電容器中;當外加電壓失去(或降低)之後,電容器將把儲存的電能再放出來。充電的時候,電容器兩端的電壓逐漸升高,直到接近充電電壓;放電的時候,電容器兩端的電壓逐漸降低,直到完全消失。電容器的容量越大,負載電阻值越大,充電和放電所需要的時間越長。這種電容帶兩端電壓不能突變的特性,正好可以用來承擔濾波的任務。

圖5-9是最簡單的電容濾波電路,電容器與負載電阻並聯,接在整流器後面,下面以圖5-9(a)所示半波整施情況說明電容濾波的工作過程。在二極管導通期間,e2向負載電阻Rfz提供電流的同時,向電容器C充電,一直充到最大值。e2達到最大值以後逐漸下降;而電容器兩端電壓不能突然變化,仍然保持較高電壓。這時,D受反向電壓,不能導通,於是Uc便通過負載電阻Rfz放電。由於C和Rfz較大,放電速度很慢,在e2下降期間裡,電容器C上的電壓降得不多。當e2下一個週期來到並升高到大於Uc時,又再次對電容器充電。如此重複,電容器C兩端(即負載電阻Rfz:兩端)便保持了一個較平穩的電壓,在波形圖上呈現出比較平滑的波形。圖5-10(a)(b)中分別示出半波整流和全波整流時電容濾波前後的輸出波形。

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顯然,電容量越大,濾波效果越好,輸出波形越趨於平滑,輸出電壓也越高。但是,電容量達到一定值以後,再加大電容量對提高濾波效果已無明顯作用。通常應根據負載電用和輸出電說的大小選擇最佳電容量。表5-2中所列濾波電容器容量和輸出電流的關係,可供參考。電容器的耐壓值一般取

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的1.5倍。

表5-3中列出帶有濾波器的整流電路中各電壓的關係。

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採用電容濾波的整流電路,輸出電壓隨時出電流變化較大,這對於變化負載(如乙類推輓電路)來說是很不利的。

二、電感濾波電路

利用電感對交流阻抗大而對直流用抗小的特點,可以用帶鐵芯的線圈做成濾波器。電磁濾波輸出電壓較低,相輸出電壓波動小,隨負載變化也很小,適用於負載電流較大的場合。

三、複式濾波電路圖

把電容按在負載並聯支路,把電感或電阻接在串聯支路,可以組成複式濾波器,達到更佳的濾波效果口這種電路的形狀很象字母π,所以又叫π型濾波器。

圖5-12所示是由電磁與電容組成的LC濾波器,其濾波效能很高,幾乎沒有直流電壓損失,適用於負載電流較大、要求紋波很小的場合。但是,這種濾波器由於電感體積和重量大(高頻時可減小),比較笨重,成本也較高,一般情況下使用得不多。由電阻與電容組成的RC濾波器示於圖5-13中。這種複式濾波器結構簡單,能兼起降壓、限流作用,濾波效能也較高,是最後用的一種濾波器。上述兩種複式濾波器,由於接有電容,帶負載能力都較差。


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