1.5 滤波电路
交流电经整流电路后可变为脉动直流电流,其中含有较大的交流分量,为了使设备能用上纯净的直流电,还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成份。滤波电路一般由电抗元件组成,如在负载电阻两端并联上电容器C,或在负载中串联上电感器L,或由电容,电感组合而成的各中复式滤波电路。
电容滤波就是在整流电路后面,用大量的电解电容与负载并联例如以桥式电路为例,电容滤波电路如图1-5所示:
并联在负载两端的电容器C即起滤波作用。下面以有负载RL和无负载RL 两种情况来分析滤波电路的工作原理。
无负载,即RL开路时,电路接通瞬间设电容C上起始电压为零。电源接通后,通过整流管及变压器次级给C充电,因导通的二极管及变压器次级电源内阻很小,所以充电时间常数很小,充电电流很大。只要合理选择元件参数,便不会发生过热或烧坏晶体管的现象。当V2达到最大值时,Vc也基本上达到最大值。此后,V2开始减小,导通的二极管由于V2的绝对值小于Vc,处于反偏截至状态。此后,输出电压保持为Vc而不变,Vc
2V2。当V2的负半周到来时,因Vc不变,晶体管也不再导电。
图1-5电容滤波电路
当有负载RL时,设RL为定值,当电源接通且C上还有近似峰值电压时,电压波形如图所示。在t1~t4间隔内,输入电压V2>Vc,VD1,VD2导电,电容C充电,Vc随充电过程而上升,到t2以后,V2按正弦规律下降,当Vc>V2时,整流管VD1,VD2处于反向偏置,停止导通;已充电的电容开始对负载电阻RL放电,即暂时代替电源向负载供电。电容C的放电电压按指数曲线下降。在t3瞬间,V2上升到Vc;t3以后,-V2>Vc,电容由放电转换为充电,VD3,VD4导通,构成电源向负载及电容供电的通路。t4以后,-V2<Vc,VD3,VD4截至,电容又处于放电状态,其过程和t2~t3间隔内相同,以后情况如此反复。当电源切断后,需带电容放电完毕,输出电压才能为零。
电容滤波器的特点如下: