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;整流电路输出的电压是脉动的,含有较大的脉动成分。这种电压只能用于对输出电压平滑程度要求不高的电子设备中,当这种电路用作要求较高的电子设备的电源时,会引起严重的谐波干扰。为此,整流电路中一般都要连接滤波电路,以保留整流后输出电压的直流成分,滤掉脉动成分,使输出电压趋于平滑,接近于理想的直流电压。常用的滤波电路有电容滤波电路、电感滤波和RC-π型滤波电路等。;1.电容滤波电路
(1)半波整流电容滤波电路
半波整流电容滤波电路如图3-6(a)所示。;1)工作原理
设滤波电容初始电压值为零。0~t1期间:u2由零逐渐上升,二极管VD正偏而导通,电流分成两路,一路流经负载RL,另一路对电容进行充电。电容器两端电压uC快速上升。二极管的阳极电位是随u2变化的,而阴极电位是随uC变化的,因此二极管零偏而截止。在t1时刻uC达到u2的峰值U2,即u2=uC=U2。;t1~t2期间:二极管阳极电位随输入电压u2迅速下降,导致二极管在一段时间内处于截止状态,以后输入电压自负半周向正半周上升。电容C开始向负载RL放电,放电过程缓慢,uC也缓慢下降,u0也缓慢下降。;综上所述,画出的输出电压uo亦即电容C上电压uC波形如图3-6(c)所示,在0~t1期间,uo的波形为0A段,近似按输入电压上升;t1~t2期间,uo波形自A向B缓慢下降;t2~t3期间,uo波形又开始按输入电压迅速上升,如此不断重复,使uo趋于平滑。;2)主要参数
半波整流电容滤波电路输出直流电压平均值为:
??UO(AV)=(1~1.1)U2???
一般取UO(AV)=U2
流过二极管的平均电流为:
??ID(AV)≈U2/RL??????????;3)二极管选择
在二极管截止时,变压器二次绕组电压瞬时极性为上端a为负,下端b为正,此时电容器电压充至U2,极性为上正下负,因此二极管承受的最大反向电压为两电压之和,为此选二极管时
???????URM≥UDM=2U2??????????
滤波电路中,二极管的导通时间比不加滤波电容时短,导通角小于π,流过二极管的瞬时电流很大,且滤波电容越大,导通角越小,冲击电流就越大。在选用二极管时,应考虑冲击电流对二极管的影响,一般选
IF=(2~3)ID。;(2)单相桥式整流电容滤波电路
单相桥式整流电容滤波电路如图3-7(a)所示。;1)工作原理
桥式整流滤波电路与半波整流滤波电路的工作原理基本相同,不同的是输出电压是全波脉动直流电,无论u2是正半周还是负半周,电路中总有二极管导通,在一个周期内,u2对电容充电二次,电容对负载放电的时间大大缩短,输出电压波形更加平滑,波形如图3-7(b)所示。图中虚线为不接滤波电容时的波形,实线为滤波后的波形。
2)主要参数
桥式整流电容滤波电路输出直流电压平均值为
?????UO(AV)≈1.2U2???
若负载电阻开路,UO=U2。;3)滤波电容选择
滤波电容按下式选取τ=RLC≥(3~5)T/2????
式中,T是交流电的周期。
滤波电容数值一般在几十微到几千微法,视负载电流大小而定,其耐压值应大于输出电压值,一般取1.5倍左右,且通常采用有极性的电解电容。在滤波电容装接过程中,切不可将电解电容极性接反,以免损坏电解电容或电容器发生爆炸。
电容滤波电路简单,输出电压Uo较高,脉动较小。但外特性差,适用于负载电压较高,负载变动不大的场合。;例3-2在单相桥式整流电容滤波电路中,已知交流电源的频率f=50Hz,要求输出直流电压为30V,输出电流为0.3A。试求:①变压器副边电压有效值;②选择整流二极管;③选择滤波电容。
解:①变压器副边电压有效值为:
U2=UO/1.2=30/1.2=25V
②流过二极管电流的平均值为:ID=IO/2=0.3/2=0.15A
二极管承受的最大反向电压为:URM=U2=25V=35.4V
可以选择4只2CP21二极管,其最大整流平均电流为0.3A,最高反向工作电压为100V。;③选择滤波电容
取
滤波电容所承受的最高电压为:
可选择500μF/50V的电解电容器。;2.电感电容滤波?
电感滤波电路是利用电感的隔交通直作
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