滤波电路的讲解和学习

课题：模块三 直流稳定电源

2滤波电路详细讲解

滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。分经典滤波和现代滤波。主要作用是：让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。

滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C ，或与负载串联电感器L ，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。 一、 电容滤波电路 1. 电路组成

桥式整流、电容滤波电路

2. 工作原理

桥式整流、电容滤波电路

V D 1

+ +

-

-

u 1 u 2 R L

+

--

i

o u

o V D 4

V D 3

V D 2

C i c

+

3. 滤波电容的选择和输出直流电压的估算

V D 1

+ + -

-

u 1 u 2 R L + -

i o u o V D 4

V D 3 V D 2

C

i c

+ ωt

O

u 2

π

2π

3π 4π 5π

i D 1

ωt

O

u O = u C

O

ωt

T 为电网交流电压的周期

4.电容滤波电路的特点

（1）电容滤波电路适用于小电流负载。 （2）电容滤波电路的外特性比较软。

滤波电路的输出电压UO(AV)与输出电流IO(AV)之间的关系曲线称为外特性。

电容滤波电路的UO(AV) 将随着IO(AV) 而变化。 电容滤波适用于负载电流变化不大的场合。

（5）采用电容滤波时，整流二极管中将流过较大的冲击电流。必须

R L C ≥ ( 3 ~5 5 )

2

T

在桥式整流情况下 R L C 小

u O = u C

O

ωt

2 U 2

R L C = ∞

R L C 大

U O (A V ) ≈ 1. 2U 2

此时

选用较大容量的整流二极管。

（1）加了电容滤波以后，输出电压的直流成分提高了。 （2）加电容滤波以后，输出电压中的脉动成分降低了。 （3）电容滤波电路的输出直流电压 UO(AV) 将随着输出 直流电流 IO(AV) 而变化。

（4）接入电容以后，整流二极管的导电时间缩短了 （5）电容放电的时间常数 τ = RLC 愈大， 放电过程愈慢，则输出电压愈高， 同时脉动成分也愈少，即滤波效果愈好 二 、 电感滤波电路 1. 电路组成和工作原理

桥式整流、电感滤波电路

接入滤波电感后，由于电感的直流电阻很小，交流阻抗很大，因此直

桥式整流、电感滤波电路

V D 1

+

+

-

-

u 1 u 2 R L +

-

u o V D 4

V D 3

V D 2

A

L

流成分流过电感后基本上没有损失，交流分量很大部分降落在电感上，从而降低了输出电压中的脉动成分。 2. 输出直流电压和脉动系数

如果忽略电感的直流电阻，则输出直流电压为：

输出的基波电压最大值为

输出电压的脉动系数为：

3. 电感滤波电路的特点

（1）电感滤波电路适用于大电流负载。 （2）电感滤波电路的外特性比较硬。

（3）由于电感有延长整流管导电管电角的趋势， 因此电流的波形比较平滑，

设A 点的直流电压为 ，基波电压的最大值为 ，脉

动系数为 。

O(AV)

U 'O1m U 'S '

O(AV)O(AV)

U U '=L O1m O1m

2

L

2

()

R U U R L ω'=

+O1m

O1m

L

L

22

O(AV)O(AV)

L L 22

()()U U R R S S U U R L R L ωω''

==

⋅≈

'++

避免了在整流管中产生较大的冲击电流。 三、复式滤波电路 1. LC 滤波电路

在负载电流较大或较小时均有良好的滤波作用

电感滤波和LC 滤波电路克服了整流管电流较大的缺点， 外特性比较硬,

与电容滤波相比， UO(AV)较低，体积、重量大为增加。 2. LC-∏型滤波电路

LC-∏型滤波电路输出电压的脉动系数比仅有LC 滤波时更小，波形更加平滑。输出直流电压提高了。

+ -

u 2 R L

+ -

u o C

+ A

L

LC 滤波电路

+ -

u 2 R L

+ -

u o C 2 +

A L

C 1 +

缺点是整流管的冲击电流比较大，外特性比较软课堂小结：

电容滤波电路的电路特点

电感滤波电路的工作原理

电感滤波电路的电路特点

电容滤波电路的工作原理