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一文吃透电源中的滤波电路

一文吃透电源中的滤波电路

2019-01-25
在电源中整流电路输出的脉动直流电含有较大的交流成分,一般不能直接给电子电路供电,仅能对少量要求不高的设备使用。对于平稳供电的设备要对输出电压进行滤波,消除电压中的交流成分。我们把脉动直流电变成平滑直流电的电路称作滤波电路,由电感、电容、电阻组成。下面介绍下各种常用的滤波电路。

滤波电路主要分为电容滤波、π型RC滤波、π型LC滤波和滤波器电路,利用电容的隔直通交或电感的隔交通直的特性来滤除电压中的交流。最简单的是电容滤波,只需在负载俩端并联电容,具体如下图所示:

当变压器副边电压U2由零向正方向增加时,VD受正向电压导通,电流分一路流经负载,另一路对电容C充电。假如忽略二极管的正向压降,电容两端的充电电压Uc等于U2,当U2由最大值下降时,就会出现U2<Uc的情况,这时二极管受反向电压而截止,电容向负载Rfz放电,使负载在电源的负半周内仍有电流流过。一般适用于负载较小,即负载电阻Rfz大,负载电流较小的场合。

电感滤波如上图所示:电感L1对直流电相当于通路,整流电路输出的直流电压直接加到了负载RL上。对于交流成分,因L1电感量较大,感抗较大,对交流成分产生很大的阻碍作用,阻止了交流电通过C1加到负载RL。滤波电感L1的电感量越大,对交流成分的感抗越大,使残留在负载RL上的交流成分越小,滤波效果就越好,同时直流电阻也会增大。电感滤波一般适用于负载电流较大并经常变化的场合。

RC滤波如上图所示:电路中的C1、C2和C3是滤波电容,R1和R2是滤波电阻,C1、R1 和C2 构成第一节π型的RC滤波电路,后面为第二节。从整流电路输出的电压会先经过C1的滤波,将大部分交流成分滤除,再到R1和C2构成的滤波电路中。C2的容抗与R1构成一个分压电路,因C2的容抗很小,所以对交流成分的分压衰减量很大,达到滤波目的。对于直流电而言,由于C2具有隔直作用,所以R1和C2分压电路对直流不存在分压衰减的作用,直流电压通过 R1 输出。

滤波器电路如上图所示:电路中的VT1是三极管,起到滤波管作用,C1是VT1的基极滤波电容,R1是VT1的基极偏置电阻,RL是这一滤波电路的负载,C2是输出电压的滤波电容。电路中的R1和C1构成RC滤波电路,R1一方面为VT1提供基极偏置电流,同时也是滤波电阻。由于流过R1的电流是VT1的基极偏置电流,电流很小,而R1的阻值可以取得比较大,这样R1和C1的滤波效果就很好,使VT1基极上直流电压中的交流成分很少。发射极电压具有跟随基极电压的特性,于是VT1发射极输出电压中交流成分也很少,从而达到滤波目的。

目前电源滤波大多数是内置的,或者要求高的外加电源滤波器,电源模块因为其体积小,因此多数要加电容或π型滤波输出。
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