濾波電路常用于濾去整流輸出電壓中的紋波,一般由電抗元件組成,如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器C,或與負(fù)載串聯(lián)電感器L,以及由電容,電感組成而成的各種復(fù)式濾波電路。濾波是信號處理中的一個重要概念。本文介紹電阻濾波電路和電感濾波電路工作原理。
電阻濾波電路工作原理
RC-π型濾波電路,實(shí)質(zhì)上是在電容濾波的基礎(chǔ)上再加一級RC濾波電路組成的。如圖1(B)RC濾波電路。若用S表示C1兩端電壓的脈動系數(shù),則輸出電壓兩端的脈動系數(shù)S=(1/ωC2R)S。
由分析可知,電阻R的作用是將殘余的紋波電壓降落在電阻兩端,最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情況下,R愈大,C2愈大,則脈動系數(shù)愈小,也就是濾波效果就越好。而R值增大時,電阻上的直流壓降會增大,這樣就增大了直流電源的內(nèi)部損耗;若增大C2的電容量,又會增大電容器的體積和重量,實(shí)現(xiàn)起來也不現(xiàn)實(shí)。這種電路一般用于負(fù)載電流比較小的場合。
電感濾波電路工作原理
在大電流的情況下,由于負(fù)載電阻RL很小。若采用電容濾波電路,則電容容量勢必很大,而且整流二極管的沖擊電流也非常大,在此情況下應(yīng)采用電感濾波。如下圖所示,由于電感線圈的電感量要足夠大,所以一般需要采用有鐵心的線圈。
濾波電路工作原理
當(dāng)流過電感的電流變化時,電感線圈中產(chǎn)生的感生電動勢將阻止電流的變化。當(dāng)通過電感線圈的電流增大時,電感線圈產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向相反,阻止電流的增加,同時將一部分電能轉(zhuǎn)化成磁場能存儲于電感之中;當(dāng)通過電感線圈的電流減小時,自感電動勢與電流方向相同,阻止電流的減小,同時釋放出存儲的能量,以補(bǔ)償電流的減小。因此經(jīng)電感濾波后,不但負(fù)載電流及電壓的脈動減小,波形變得平滑,而且整流二極管的導(dǎo)通角增大。
在電感線圈不變的情況下,負(fù)載電阻愈小,輸出電壓的交流分量愈小。只有在RL》》ωL時才能獲得較好的濾波效果。L愈大,濾波效果愈好。
另外,由于濾波電感電動勢的作用,可以使二極管的導(dǎo)通角接近π,減小了二極管的沖擊電流,平滑了流過二極管的電流,從而延長了整流二極管的壽命。
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