一、 桥式整流电路
1、二极管的单向导电性:
INTF1Vo伏安特性曲线:
D1理想开关模型和恒压降模型: V2R1V11K2、桥式整流电流流向过程: 输入输出波形:
TRANS3、计算:Vo, Io,二极管反向电压。
1、桥式整流电路
解:1、
二极管伏安特性曲线 理想开关模型 恒压降模型
2、桥式整流电流流向过程(实线为正半周,虚线为负半周)
输入波形
3、Vo, Io,二极管反向电压:
VO ?22πV2
IO =
22V2πR
LV二级管反向电压?2V2
输出波形
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二、 电源滤波器
1、电源滤波的过程分析:
in+C470~1000uFoutin+CLC+out波形形成过程:
2、计算:滤波电容的容量和耐压值选择。
470~1000uF电源滤波-电容滤波2、电源滤波器电源滤波-LC滤波
解:1、若电路处于正半周,二极管D1、D3导通,变压器次端电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上,所以输出波形同v2 ,是正弦形。
当v2到达90°时,v2开始下降。先假 设二极管关断,电容C就要以指数规律向负 载RL放电。指数放电起始点的放电速率很 大。在刚过90°时,正弦曲线下降的速率很 慢。所以刚过90°时二极管仍然导通。在超 过90°后的某个点,正弦曲线下降的速率越 来越快,当刚超过指数曲线起始放电速率时, 二极管关断。
所以,在t1到t2时刻,二极管导电,C充电, vC=vL按正弦规律变化;t2到t3时刻二极管 关断,vC=vL按指数曲线下降,放电时间常 数为RLC。
需要指出的是,当放电时间常数RLC增加时,t1点要右移, t2点要左移,二极管关断时间加长,导通角减小,见曲线3;反之,RLC减少时,导通角增加。显然,当RL很小,即IL很大时,电容滤波的效果不好,见图滤波曲90°
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线中的2。反之,当RL很大,即IL很小时,尽管C较小, RLC仍很大,电容滤波的效果也很好,见滤波
曲线中的3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合。 2、(1)滤波电容的选用原则
在电源设计中,滤波电容的选取原则是: 当RLC=(3~5)T/2时,可取得较好的滤波效果, C=(3~5)T/2RL
其中: C 为滤波电容,单位为F; T 为频率, 单位为Hz, RL为负载电阻,单位为Ω 当然,这只是一般的选用原则,在实际的应用中,如条件(空间和成本)允许,都选取C=5T/R. (2)耐压值≥1.5UO
三、 信号滤波器
inL1C1、信号滤波器的作用:
与电源滤波器的区别和相同点:
out信号滤波3-带通C2、画出通频带曲线。 计算谐振频率。
inLout信号滤波4-带阻
RRoutinLLCCout解:1、信号滤波器的作用:用来从输入信号中
in过滤出有用信号,滤除无用信号和噪声干扰。其原理是利用电路的幅频特性,其通带的范围为有用信号的范围,而把其他频谱成分过滤掉。两者区别:信号滤
波器用来过滤信号,其通带是一定的频率范围,而电 信号滤波1-带阻(陷波器)源滤波器则是用来滤除交流成分,使直流通过,而保 护输出电压稳定。
L13、信号滤波器信号滤波1-带通C2、通频带曲线:
(1)带通滤波器:如图信号滤波3-带通,则 H(j?)?VoutVin?RLinoutRL?j?L1?1?j?Cj?RLCj?RLC??L1C?12信号滤波3-带通 CinLout于是H(j?)?1?1??2L1C???RCL????1??2
信号滤波4-带阻RRoutinLL
in- 3 - outC分析H(j?),显然
1??L1C?RLC2等于0时,
,
H(j?)达到最大值1,此时,???0?1L1C为滤波器的谐振频率;当?高于或低于?0时H(j?)均将下降,
1??L1C?RLC2??时,H(j?)?0,此
时,??0或者???。
L1C根据H(j?)?1频带,得
RL2L1?RL??2L1?2,可以算出上半功率点?C2和下半功率点?C1inout以及通
信号滤波3-带通?RL1??,???C2?LC2L11?2带通通频带曲线 ?C1????RL??2in?L1C?R1??BW??C2??C1?L。 ,?LL1outLC1?2画出通频带曲线。
对于图信号滤波1-带通,列出传递函数: j?L?j?L??R?j?L??LR信号滤波4-带阻RoutinLLCout1j?C1j?C1j?C1j?C?inH(j?)?VoutVinj?Lj?L??1??2LCR?j?L?C 信号滤波1-带阻(陷波器)3、信号滤波器信号滤波1-带通于是H(j?)??R??2RLC?2??L22,显然,当???0?1LC时,H(j?)达到最大值1,
当?高于或低于?0时H(j?)均将下降,且随?趋于零或趋于?时,H(j?)?C0。根据L1H(j?)?12in,可以算出上半功率点?C2和下半功率点?C1以及通频带,它的通频带曲线同信号滤波out3-带通的一样,也是带通曲线。
(2)带阻滤波器:如图信号滤波4-带阻,列出传递函数: in信号滤波3-带通CLout信号滤波4-带阻RinoutinLLCCRout
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H(j?)?VoutVin?R?Rj?L?j?L?1j?C1j?C?R1??LCR1??LC?j?L??22??
于是H(j?)?R2R?L?????21??LC??2,当
???Z?1LC时,为滤波器的谐振频率,
H(j?)?0;当?高于或低于?Z时H(j?)均将增大,且随?趋于零或趋于?时,H(j?)?1。根
据H(j?)?112RC12RC2?,可以算出上半功率点?C2和下半功率点?C1以及通频带,画出它的通频带曲线。
1?1? ???LC?2RC?1?1? ???2RCLC??1?1? ?2???LC?2RC?222?C1?L1inCout?C2??信号滤波3-带通CBW??C2??C1带阻通频带曲线 inLout对于图信号滤波1-带阻(陷波器),列出传递函数:
j?L??1j?C1j?C2信号滤波4-带阻RRoutinH(j?)?VoutVin?1??LC1??LC?j?RC22
inR?j?L?2L于是H(j?)??1??LC??1??LC???22?21??RC?1???21??LC??2
CRC22信号滤波1-带阻(陷波器)3、信号滤波器信号滤波当???Z?1LC时,为滤波器的谐振频率,H(j?)?0;当
?高于或低于?Z时H(j?)均将增大,且随?趋于零或趋于?时,H(j?)?1。根据H(j?)?12,
可以算出上半功率点?C2和下半功率点?C1以及通频带,画出它的通频带曲线,它的通频带曲线同信号滤波4-带阻的一样,也是带阻曲线。
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