电容滤波电路
滤波电容怎么接入电路？接线图详解
滤波电容怎么接入电路？接线图详解滤波电容的作用简单讲是使滤波后输出的电压为稳定的直流电压，其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电，当整流电压低于电容电压时电容放电，在充放电的过程中，使输出电压基本稳定。
滤波电容容量大，因此一般采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正、负极。
电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。
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。
电容滤波电路现以单相桥式整流电容滤波电路为例来说明。
电容滤波电路如图1所示，在负载电阻上并联了一个滤波电容C。
图1 电容滤波电路图2 电容滤波工作波形图半波整流和桥式整流+电容滤波参数计算如表1所示。
《？xml:namespace prefix = o ns = “urn:schemas-microsoft-com:office:office” /》RL、C对充放电的影响：电容充电时间常数为rDC，因为二极管的rD很小，所以充电时间常数小，充电速度快;RLC为放电时间常数，因为RL较大，放电时间常数远大于充电时间常数，因此，滤波效果取决于放电时间常数。
电容C愈大，负载电阻RL愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且其平均值愈大，如图所示。
整流电路是将交流电变成直流电的一种电路，但其输出的直流电的脉动成分较大，而一般电子设备所需直流电源的脉动系数要求小于0.01.故整流输出的电压必须采取一定的措施。
尽量降低输出电压中的脉动成分，同时要尽量保存输出电压中的直流成分，使输出电压接近于较理想的直流电，这样的电路就是直流电源中的滤波电路。
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。
电工电子技术-电容滤波电路
常用的滤波电路有电容滤波电路、电感滤波电路和复式 滤波电路。
12.2.1 电容滤波电路
出电压越高，脉动成分也越少，即滤波效果越好。一般要求
τ
RL
C
3～5
T 2
τ RLC 3～5T
式中T为交流电源电压的周期。
（桥式、全波） （半波）
（2）整流二极管的选择
每只二极管的平均电流为：
ID
1 2
Io
ID Io
（桥式、全波） （半波）
每只二极管所承受的最高反向电压：
U DM 2U 2 U DM 2 2U 2
容滤波电路是最常见、最简单的滤波电路，由滤波电容C 与负载RL并联而成，它利用电容的充放电来改善输出电压的 脉动程度。下图所示为单相桥式整流电容滤波电路。
1．工作原理
在u2的正半周，且u2＞uC（电容两端电压）时，VD1、VD3 正向导通，此时，u2给负载供电的同时对电容器C充电，当充 到最大值，即uC=Um后，uC和u2都开始下降，u2按正弦规律下 降，当u2＜uC时，VD1、VD3承受反向电压而截止，电容器对 负载放电，uC按指数规律下降。
考虑有滤波电容，选择2CP11整流二极管，参数为：
最大整流电流 IFM (2 3)ID (150 225)mA ，取100mA
最大反向工作电压
URM 50V
（2）选择滤波电容器
负载电阻
RL
Uo Io
30 0.15
200
交流电源周期：
电容滤波电路的设计与计算
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。
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。
组成及工作原理
uo Tr a u1 u2 VD1~VD4 O iD C uC RL uo
ωt
b
ωt
O
a
U O (1 ~ 1.1)U 2
（半波）
U O 1.2U 2
（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
RL C (3 ~ 5) T 2
（桥式、全波） （半波）
RL C (3 ~ 5)T
只使用于负载电流较小的场合。
二、л 型RC复式滤波电路
由上述讨论可知，当RL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 步减小脉动系数，通常采用如图7-5所示的л 型RC滤波电路。
Tr
R u1
u2 C1
C2
RL
uo
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
电容、电感滤波电路
滤波电路交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是大小（电流强度）还是处在不断地变化之中。
这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。
要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做一番“填平取齐”的工作，这便是滤波。
换句话说，滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电。
一、电容滤波电容器是一个储存电能的仓库。
在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。
充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。
电容器的容量越大，负载电阻值越大，充电和放电所需要的时间越长。
这种电容带两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担滤波的任务。
图5-9是最简单的电容滤波电路，电容器与负载电阻并联，接在整流器后面，下面以图5-9（a）所示半波整施情况说明电容滤波的工作过程。
在二极管导通期间，e2 向负载电阻R fz提供电流的同时，向电容器C充电，一直充到最大值。
e2 达到最大值以后逐渐下降；而电容器两端电压不能突然变化，仍然保持较高电压。
这时，D受反向电压，不能导通，于是Uc便通过负载电阻R fz放电。
由于C和R fz较大，放电速度很慢，在e2 下降期间里，电容器C上的电压降得不多。
当e2 下一个周期来到并升高到大于Uc时，又再次对电容器充电。
如此重复，电容器C两端（即负载电阻R fz：两端）便保持了一个较平稳的电压，在波形图上呈现出比较平滑的波形。
图5-10（a）（b）中分别示出半波整流和全波整流时电容滤波前后的输出波形。
显然，电容量越大，滤波效果越好，输出波形越趋于平滑，输出电压也越高。
但是，电容量达到一定值以后，再加大电容量对提高滤波效果已无明显作用。
通常应根据负载电用和输出电说的大小选择最佳电容量。
表5-2 中所列滤波电容器容量和输出电流的关系，可供参考。
电容滤波电路原理
电容滤波电路原理
电容滤波电路是一种常用的电子电路，用于对输入信号进行滤波，以去除其中的高频噪声。
该电路的原理是利用电容器的频率特性，将高频成分短路，使其不通过输出。
电容滤波电路由电容器和负载等组成。
输入信号通过电容器与负载相连。
在交流信号中，电容器的阻抗与频率成反比，即频率越高，阻抗越低。
当输入信号中存在高频成分时，这些高频成分会经过电容器而被短路。
而低频成分则会通过电容器进入负载。
因此，电容滤波电路可以实现对输入信号的低频成分进行传递，而高频成分则被滤除。
通过合适选择电容器的参数，如容值和工作电压，可以实现不同的滤波效果。
较大的电容值可以更好地滤除高频成分，但也会导致滞后响应和相位变化。
较小的电容值可以保持较好的响应速度，但滤波效果可能较差。
在实际应用中，电容滤波电路常用于电源电路中，用于平滑直流电压，以去除电源中的纹波。
此外，它也常用于音频放大器中，用于去除高频噪声，提高音质。
总之，电容滤波电路通过利用电容器的频率特性，将高频成分短路，实现对输入信号的滤波处理。
通过合适选择电容器参数，可以实现不同的滤波效果，满足不同应用需求。
电容滤波电路滤波原理
电容滤波电路滤波原理1.电容的基本原理电容是一种被动元件，其具有可以储存电荷并具有能量存储的能力。
电容的基本原理是根据电场的存在而产生的，当两个电极之间存在电势差时，就会在两个电极之间形成一个电场。
当电势差不断变化时，电场就会通过电容器中的绝缘介质以电场能量的形式储存，并在电势差发生变化时释放。
2.电容滤波电路的基本结构3.电容滤波电路的工作原理当电源开始提供电压或电流输入时，首先经过电容器的极板，电容器会对电压或电流进行储存。
当电源的电压或电流的幅值变化较大时，相应的电容器也会快速储存或释放电荷，以保持电压或电流的平滑变化。
而当电源的电压或电流的幅值变化较小时，电容器会较慢地储存或释放电荷，以保持电压或电流的稳定。
4.电容滤波电路的滤波特性电容滤波电路主要通过电容器的充电和放电过程来实现滤波。
当输入信号的频率较高时，电容器的充电和放电速度较快，能够较好地跟随输入信号的变化，从而减小或消除输入信号中的高频成分。
而当输入信号的频率较低时，电容器的充电和放电速度较慢，无法有效地跟随输入信号的变化，从而保持输出信号的平稳。
5.电容滤波电路的频率响应电容滤波电路的频率响应主要取决于电容器的容值。
当电容器的容值较大时，电容器的充电和放电速度较慢，对于较低频率的输入信号可以起到较好的滤波效果。
而当电容器的容值较小时，电容器的充电和放电速度较快，对于较高频率的输入信号可以起到较好的滤波效果。
6.电容滤波电路的应用总结起来，电容滤波电路通过电容器的充电和放电过程对输入信号进行滤波处理。
它通过选择适当的电容器容值来实现对不同频率信号的滤波，从而提高电路的性能和稳定性。
电容滤波电路工作原理
电容滤波电路工作原理
电容滤波电路利用电容器的充放电特性来实现对输入信号的滤波作用。
其工作原理可以如下描述：
1. 输入信号通过电容滤波电路时，首先经过一个电阻，用来限制输入电流。
然后进入电容器，从而形成一个RC回路。
2. 当输入信号的频率较高时，电容器的阻抗较小，相当于短路，使得输入信号的大部分电流直接流过电容器，而绕过负载电阻。
这样，高频信号的能量会被短路掉，从而实现了对高频成分的滤波。
3. 当输入信号的频率较低时，电容器的阻抗较大，相当于断路，使得输入信号的电流主要通过负载电阻。
这样，低频信号的能量会通过负载电阻传递给输出端，实现了对低频成分的传递。
4. 总体上来说，电容滤波电路对高频信号形成低通滤波作用，而对低频信号则形成高通滤波作用。
通过调整电容器的参数，可以实现对不同频率信号的滤波效果。
需要注意的是，电容滤波电路由于使用的是电容器，其对输入信号的滤波效果会受到电容器的容值、电阻值等参数的影响。
因此，在设计电容滤波电路时，需要根据所需滤波频率范围选择适当的电容器和电阻值，以达到所需的滤波效果。
电容滤波电路(桥式电路)
10
(a) 输出电压 平均值Uo与时间常数 RLC 有关
RLC 愈大 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大 T 一般取 RLC ( 3 ~ 5 ) ( 1.5 ~ 2.5 )T 2 近似估算: Uo(AV)≈1.2U2 (b) 流过二极管瞬时电流很大
UC 2 U 2 UC 1 2 2U 2
即二倍压电压。
输出端的电压： U O UC 2 2 2U 2
22
2、多倍压整流电路
2U 2 C1 + –
C3 D3 D4 C4
C5 D5
D6 C6
u1
u2
D1
D2
+C2– 2 2U 2
u2的第一个正半周：u2、C1、D1构成回路，C1 充电到： 2U 2
uo的脉动系数S与uo1的脉动系数S´的关系：
U o1m U'o1m 1 1 S S' 2 2 Uo 1 LC U'o 1 LC
20
３、LC – 型滤波电路
L
uo1
u1
u2
C1
C2
RL
uo
显然， LC – 型滤波电路输出电压的脉动系 数比只有LC滤波时更小，波形更加平滑；由 于在输入端接入了电容，因而较只有LC滤波 时，提高了输出电压。 请自行分析LC – 型滤波电路的输出 电压和脉动系数等基本参数。
u2上升, u2大于电容 上的电压uc,u2对电容充电， uo= uc u2
5
u1
u1
u2
D4
D3 b u2
只有整流电路输出 电压大于uc时，才 有充电电流。因此 二极管中的电流是 脉冲波。
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9
练习
▪ 1、在桥式整流电路的合适位置添一个电容 组成桥式整流电容滤波电路
▪ 2、画出桥式整流滤波电路的输出波形
精选.
10
+
T
VD4
VD1
4
u 1
+
u2 3
VD3
2
1
+
C
VD2
u2＞ uC时：
二极管导通，C充电
u2＜ uC时：
二极管截止，C放电
uL
0
精选.
+
+
RL u L -
+
t
11
作业
▪ 课本第44页第4题的（1）、（2）问
止。电容C通过RL放电， uc按指 数规律下降
精选.
8
重复上述过程，可得近于平滑波形。这说明，通过电 容的充放电，输出直流电压中的脉动成分大为减小。
桥式整流电容滤波输出波形如图所示。
工作原理与半波整流电路相同，不同点是：v2正、负
半周内，V1、V2轮流导通，对电容C充电两次，缩短了电
容C向负载的放电时间，从而精使选. 输出电压更加平滑。
电容滤波电路
滦南职业教育中心
刘杰
精选.
1
复习
1、整流电路的作用是什么? 2、画出半波整流和桥式整流的输出电压波
形。 3、整流输出的脉动直流电和稳恒直流电有
什么不同?
精选.
2
经过整流后的电源电压虽然没有交流变化成分， 但其脉动较大，一般不能满足实际需要，需要经过滤 波电路消除其脉动交流成分，得到平滑的直流电压。
精选.
5
利用了电容器两端电压不能 突变的原理来平滑输出电压，达 到滤波的目的。
在0～t1期间，因v2的作用， VD正偏导通，电容C充电，波形 如图1.3.1 (b)中OA所示；
在t1 ～t2期间，因v2<vC，VD 反偏截止，电容C通过负载放电， 波形如图1.3.1 (b)中AB所示；
在t2 ～t3期间，因v2 >vc， VD正偏导通，电容再次充电，
3.2.1电容滤波电路 1．电路 特点：电容器与负载并联。
精选.
半波整流电容滤波电路
4
2．工作原理：
+
T
u1 u2
VD
交 流
+
C
直 流
2
+
电容的特点：导通交流电，阻断直流电
+
+
RL uL -
+
交流分量：电容C导通，交流电通过电容而不经 过负载
直流分量：电容C阻断，直流电不能通过电容， 而是经过负载
思考
电容的选择标准是什么样的？ 滤波电路有什么特点?
精选.
12
精选.
13
滤波的方法一般采用无源元件电容或电感，利 用其对电压、电流的储能特性达到滤波的目的。
交流 整流
脉动
滤波
直流
电压
直流电压
电压
0
0
0
t
t
t
精选.
3
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。
作用：滤除脉动直流电中交 流成分。 种类：电容滤波电路、电感 滤波电路、复式滤波电路
波形如图1.3.1 (b)中BC。
精选.
6
+
T
u1 u2
+
2
VD
+
充C
电
放
电
+
+
RL uL -
+
u2＞ uC时：
u2
二极管导通，C充电
0
u2＜ uC时：
二极管截止，C放电
精选.
t
7
uo
0
u2上升, u2大于电容 上的电压uc,u2对电容充电
uo= uc u2
u2下降， u2小于电容上的 电压。二极管承受反向电压而截