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资深工程师推荐:各种滤波电路合集

来源 : www.penghaida.com   发布时间 : 2021/12/31 10:52:00

在桥式整流电路导出的工作电压是单边脉冲性工作电压,不可以立即给电子线路应用。因此要对导出的工作电压开展滤波, 清除工作电压中的沟通交流成份,变成直流电源后给电子线路应用。在滤波电源电路中,关键应用对交流电流有独特特性阻抗特点的元器件,如:电力电容器、电感。文中对其各种各样方式的滤波电源电路开展剖析。

一、滤波电源电路类型

滤波电源电路关键有以下几类:电容器滤波电源电路,这也是最主要的滤波电源电路;π 型 RC 滤波电路;π 型 LC 滤波电源电路;电子器件滤波器电源电路。

二、滤波基本原理

1. 单边脉冲性直流电压的特性

如下图 1(a)所显示。是单边脉冲性直流电压波型,从图上可以看得出,工作电压的专一性无论在什么时候全是一致的, 但在工作电压力度上是起伏的,便是在时间线上,工作电压展现出规律性的转变,因此是脉冲性的。

但依据波型溶解基本原理得知,这一工作电压可以溶解一个直流电压和一组工作频率不一样的交流电流,如下图 1(b)所显示。在图 1(b)中,斜线一部分是单边脉冲性直流电压 U。中的检测成份,虚线一部分是 UO 中的沟通交流成份。

2. 电容器滤波基本原理

依据以上的剖析,因为单边脉冲性直流电压可转化成沟通交流和直流电两一部分。在电路的滤波电源电路中,运用电力电容器的“隔直达交”的特点和储能技术特点,或是运用电感器“隔城市交通直”的特征可以滤掉工作电压中的沟通交流成份。图 2 所显示是电容器滤波电路原理图。

图 2(a)为桥式整流电路的导出电源电路。交流电流经桥式整流电路以后导出的是单边脉冲性直流电源,即电源电路中的 UO。

图 2(b)为电容器滤波电源电路。因为电容器 C1 对直流电源等同于引路,那样桥式整流电路导出的直流电压不可以根据C1 到地,仅有加到负荷 RL 图为 RL 上。针对桥式整流电路导出的沟通交流成份, 因 C1 容积比较大, 容抗较小,沟通交流成份根据 C1 漏到地端,而不可以加到负荷 RL。那样,根据电容器 C1 的滤波, 从单边脉冲性直流电源中取下了所须要的直流电压 U。

滤波电容器 C1 的容积越大,对沟通交流成份的容抗越小,使残存在负荷 RL 上的沟通交流成份越小,滤波实际效果就就越好。

3. 电感器滤波基本原理

图 3 所显示是电感器滤波电路原理图。因为电感器 L1 对直流电源等同于通道,那样桥式整流电路导出的直流电压立即加到负荷 RL 上。

针对桥式整流电路导出的沟通交流成份,因 L1 电感器量比较大,感抗较大,对沟通交流成份造成较大的阻拦功效,阻拦了交流电流根据 C1 漏到加进负荷 RL。那样,根据电感器 L1 的滤波,从单边脉冲性直流电源中取下了所须要的直流电压 U。

滤波电感器 L1 的电感量越大,对沟通交流成份的感抗越大,使残存在负荷 RL 上的沟通交流成份越小,滤波实际效果就就越好,但电阻测量也会扩大。

三、π 型 RC滤波电源电路建筑识图方式

图 4 所显示是 π 型 RC 滤波电源电路。电路中的 C1、C2 和 C3 是 3 只滤波电容器,R1 和 R2 是滤波电阻器,C1、R1 和C2 组成第一节 π 型的 RC 滤波电源电路, C2、R2 和 C3 组成 第二节 π 型 RC 滤波电源电路。因为这类滤波电源电路的方式好似希腊字母 π 和选用了电阻、电力电容器,因此称之为 π 型 RC 滤波电源电路。

π 型 RC 滤波电路图讲解如下所示:

(1)这一电源电路的滤波基本原理是:从桥式整流电路导出的工作电压最先通过 C1 的滤波,将绝大多数的沟通交流成份滤掉,随后再加进由 R1 和 C2 组成的滤波电源电路中。C2 的自感系数与 R1 组成一个分压电路,因 C2 的容抗不大,因此对沟通交流成份的分压损耗量非常大,做到滤波目地。针对直流电源来讲,因为 C2 具备隔直功效,因此 R1 和 C2 分压电路对直流电未找到分压损耗的功效,那样直流电压根据 R1 导出。

(2)在 R1 尺寸不会改变时,增加 C2 的数量可以提升滤波实际效果,在 C2 容积尺寸不会改变时,增加 R1 的电阻值可以提升滤波实际效果。可是,滤波电阻器 R1 的电阻值不可以很大,由于穿过负荷的直流电流要穿过 R1,在 R1 上面造成直流电损耗,使直流电输出电压 Uo2 减少。R1 的电阻值越大,或穿过负荷的电流量越大时,在 R1 上的损耗越大,使直流电输出电压越低。

(3)C1 是第一节滤波电容器,增加容积可以提升滤波实际效果。可是 C1 很大后,在启动时对 C1 的电池充电時间较长,这一电流是穿过整流二极管的,当电流很大、時间过长时,会毁坏整流二极管。因此选用这类 π 型 RC 滤波电源电路可以使 C1 容积较小,根据有效设计方案 R1 和 C2 的值来进一步提高滤波实际效果。

(4)这一滤波电源电路中国共产党有 3 个直流电压导出端,各自导出 Uo1、 Uo2 和 Uo3 三组直流电压。在其中, Uo1 只通过电容器 C1 滤波;Uo2 则通过了 C1、 R1 和 C2 电源电路的滤波,因此滤波实际效果更强, Uo2 中的沟通交流成份更小;Uo3 则通过了 2 节滤波电源电路的滤波,滤波实际效果最好是,因此 Uo3 中的沟通交流成份至少。

(5)3 个直流电输出电压的尺寸是不一样的。Uo1 工作电压最大,一般这一工作电压立即加到输出功率功率放大电路,或加进必须直流电工作标准电压最大、工作中电流量较大的电源电路中;Uo2 工作电压略低,这是由于电阻器 R1 对直流电压存有电流;Uo3 工作电压最少,这一工作电压一般提供前面电源电路做为直流电工作标准电压,由于前面电源电路的直流电工作标准电压较为低,且规定直流电工作标准电压中的沟通交流成份少。

四、π型 LC滤波电源电路建筑识图方式

图 5 所显示是 π 型 LC 滤波电源电路。π 型 LC 滤波电路与 π 型 RC 滤波电源电路基本一致。这一电源电路仅仅将滤波电阻器换为滤波电感器,由于滤波电阻器对直流电源和交流电流存有同样的电阻器,而滤波电感器对交流电流感抗大,对直流电源的电阻器小,那样既能提升滤波实际效果,又不容易减少直流电输出电压。

在图 5 的电源电路中,桥式整流电路导出的单边脉冲性直流电压先经过电容器 C1 滤波,除掉绝大多数沟通交流成份,随后再加进 L1 和 C2 滤波电源电路中。

针对沟通交流成份来讲, L1 对它的感抗非常大,那样在 L1 上的交流电流降大,加到负荷上的沟通交流成份小。

对直流电源来讲, 因为 L1 不展现感抗, 等同于通道,与此同时滤波电感器选用的电缆线径较粗,电阻测量不大,那样对直流电压通常沒有电流,因此直流电输出电压较为高,这也是选用电感器滤波器的具体优势。

五、电子器件滤波器识图方式

1. 电子器件滤波器

图 6 所显示是电子器件滤波器。电源电路中的 VT1 是三极管,具有滤波管功效, C1 是 VT1 的基极滤波电容器,R1 是 VT1 的基极偏置电阻器,RL 是这一滤波电源电路的负荷,C2 是输出电压的滤波电容器。

电子器件滤波电源电路原理如下所示:

①电源电路中的 VT1、 R1、 C1 构成电子器件滤波器电源电路,这一电路等同于一 只容积为 C1×β1 尺寸电力电容器,β1 为 VT1 的电流量变大倍率,而电子管的电流量变大倍率较为大,因此等效电路容量非常大,由此可见电子器件滤波器的滤波特性是有效的。闭合电路如下图 6(b)所显示。图内 C 为等效电路电容器。

②电源电路中的 R1 和 C1 组成一节 RC 滤波电源电路, R1 一方面为 VT1 给予基极偏置电流量,与此同时也是滤波电阻器。因为穿过 R1 的电流量是 VT1 的基极偏置电流,这一电流量不大, R1 的电阻值可以获得较为大,那样 R1 和 C1 的滤 波实际效果就很好,使 VT1 基极上直流电压中的沟通交流成份非常少。因为发射极工作电压具备追随基极工作电压的特点,那样 VT1 发射极输出电压中沟通交流成份也非常少,做到滤波的目地。

③在电子器件滤波器中,滤波主要是靠 R1 和 C1 完成的,这也是 RC 滤波电源电路,但与前边讲解的 RC 滤波电源电路是不一样的。在这一电源电路中穿过负荷的直流电流是 VT1 的发射极电流量,穿过滤波电阻器 R1 的电流量是 VT1 基极电流,基极电流量不大,因此可以使滤波电阻器 R1 的电阻值设得非常大(滤波效果非常的好),但不容易使直流电输出电压降低许多。

④电源电路中的 R1 的电阻值尺寸决策了 VT1 的基极电流量尺寸,进而决策了 VT1 集电结与发射极中间的管损耗,也就选择了 VT1 发射极导出直流电压尺寸,因此更改 R1 的尺寸,可以调节直流电输出电压 V 的尺寸。

2. 电子器件稳压管滤波器

图 7 所显示是另一种电子器件稳压管滤波器,与前一种电源电路对比,在 VT1 基极与地端中间连接了稳压二极管 VD1。电子器件稳压管基本原理如下所示:

在 VT1 基极与地端中间连接了稳压二极管 VD1 后,键入工作电压经 R1 使稳压二极管 VD1 处在方向偏置情况,这时 VD1 的稳压管特点使 VT1 管的基极工作电压平稳,那样 VT1 发射极导出的直流电压也相对稳定。留意:这一工作电压的平稳特点是因为 VD1 的稳压管特点影响的,与电子器件滤波器电源电路自身没有关系。

R1 与此同时或是 VD1 的过流保护维护电阻器。在添加稳压二极管 VD1 后,更改 R1 的尺寸不可以更改 VT1 发射极输出电压尺寸,因为 VT1 的发射结存有 PN 结电流,因此发射极输出电压比 VD1 的稳压管值略小。

C1、 R1 与 VT1 一样构成电子器件滤波器电源电路,具有滤波功效。

在有一些场所下,为了更好地进一步提高滤波实际效果,可选用多管电子器件滤波器电源电路,2 只电子器件滤波管组成了钢丝网骨架电源电路。那样总的电流量变大倍率为各管电流量变大倍率之积,显而易见可以提升滤波实际效果。

六、开关电源滤波电源电路建筑识图总结

有关开关电源滤波电路分析关键留意以下几个方面:

(1)剖析滤波电容器原理时,关键运用电力电容器的“隔直达交”特点,或者电池充电与充放电特点,即桥式整流电路导出单边脉冲性直流电压时对滤波电容器电池充电,当沒有单边脉冲性直流电压导出时,滤波电容器对负荷充放电。

(2)剖析滤波电感器原理时,主要是了解电感对直流电源的电阻器不大、无感抗功效,而对交流电流存有感抗。

(3)开展电子器件滤波器电路分析时,要了解电子器件滤波管基极上的电容器是滤波的重要元器件。此外,要开展直流电路的剖析,电子器件滤波管有基极电流量和集电结、发射极电流量,穿过负荷的电流量是电子器件滤波管的发射极电流量,更改基极电流量尺寸可以调整电子器件滤波管集电结与发射极中间的管损耗,进而更改电子器件滤波器导出的直流电压尺寸。

(4)电子器件滤波器自身沒有稳压管作用,但添加稳压二极管以后可以使导出的直流电压相对稳定。

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