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怎么画单极交流放大电路波形图_电源滤波,电阻滤波,电容滤波这些电路你都搞懂了吗?不懂来看...

整流电路的输出电压不是纯直流。从示波器上观察整流电路的输出与直流有很大的不同。波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为了获得理想的直流电压,需要使用由储能元件(如电容器电感器)组成的滤波电路来过滤整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。

常 使用的滤波电路有两类:无源滤波和有源滤波。电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ类型滤波器等。).有源滤波的主要形式是有源滤波RC滤波器,又称电子滤波器。脉动系数表示直流电中脉动成分的大小,此值越大,滤波器的滤波效果越差。

脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量

半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57、全波整流和桥式整流输出电压的脉动系数S≈O.67.C型滤波电路用于全波和桥式整流电路后的脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。(T直流脉动电压的周期是整流输出。

RC-π型滤波电路本质上是在电容滤波的基础上加一级RC由滤波电路组成。如图1所示(B)RC如果用S表示滤波电路。C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数S=(1/ωC2R)S。

由 根据分析,电阻R的作用是将残余纹波电压降低到电阻的两端,最后从C2再旁路掉。在ω在一定值的情况下,R愈大,C2越大,脉动系数越小,即滤波效果 就越好。当R值增加时,电阻上的直流压降会增加,从而增加直流电源的内部损失;如果增加C2.电容会增加电容器的体积和重量,这是不现实的。这种电路通常用于负载电流相对较小的场合.

由电容C和电感L组成的滤波电路的基本形式如图1所示。由于电容C对直流开路,对交流阻抗较小,因此C并联在负载的两端。电感L对直流阻抗较小,对交流阻抗较大,因此L应与负载串联。

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(A)电容滤波(B)C-R-C或RC-π型电阻滤波脉动系数S=(1/ωC2R')S'

(C)L-C电感滤波(D)π型滤波或叫C-L-C滤波

图1无源滤波电路的基本形式

并 当输入电压升高时,联合电容器C给电容器充电,并将部分能量储存在电容器中。当输入电压降低时,电容器两端的电压可以通过指数放电释放存储能量 来。通过滤波电路向负载放电后,负载上获得的输出电压相对平稳,起到平波作用。若采用电感滤波,当输入电压增高时,与负载串联的电感L中的电流增加,因 当电流减小时,电感L会储存部分磁场能量,释放能量,使负载电流光滑。因此,电感L也有平波效应。

利用储能元件电感器L的电流不能突变的特点,将电感串联到整流电路的负载电路中,使输出电流波形更加光滑。由于电感对直流的阻抗小,交流阻抗大,可以获得更好的滤波效果,直流损失小。电感滤波的缺点是体积大,成本高.

桥式整流电感滤波电路如图2所示。电感滤波的波形图如图2所示。当输出电流发生变化时,L反电会感应到反电势,增加整流管的导电角,防止电流变化。

图2电感滤波电路

在 在桥式整流电路中,当u2正半周时,D1、D3.电感中的电流会滞后u2不到90°。当u2超过90°然后开始下降,电感反电势有助于D1、D3继续 导电。当u在负半周,D2、D4导电,增加变压器副边电压D1、D3两端,致使D1、D3.相反,电感中的电流将通过D2、D4提 供。由于桥式电路的对称性和电感中电流的连续性,四个二极管D1、D3;D2、D4的导电角θ都是180°,这与电容滤波电路不同。

图3电感滤波电路波形图

已知桥式整流电路二极管的导角为180°,整流输出电压为半正弦波,平均值约为。电感滤波电路和二极管的导角也为180°,当忽略电感器L的电阻时,负载上输出的平均电压也是如此。如果考虑滤波电感的直流电阻R,电感滤波电路输出的电压平均值为

电感滤波电路的电流必须足够大,即RL不要太大,要满足wL>>RL,此时IO(AV)可用下式计算

由 电感直流电阻小,交流阻抗大,所以电感后直流分量损失小,但对于交流分量,在wL和上分压后,大部分交流分量降落在电感上,从而降低 输出电压中的脉动成分。电感L越大,RL滤波效果越小,所以电感滤波适用于负载电流大、变化大的场合。电感滤波后,整流管延长 导电角避免了过大的冲击电流。

1.空载时的情况

如图4所示,电路采用电容滤波,输出端空载(a)所示设置初始电容电压uC为零。接入电源后,当u2在正半周时,通过D1、D3向电容器C充电;u2负半周,通过D2、D4向电容器C充电,充电时间常数为

(a)电路图(b)波形图

图4空载时桥式整流电容滤波电路

式 它包括变压器副边绕组的直流电阻和二极管的正导电阻。电容器很快就会充满交流电压,因为它通常很小u2的最大值,如波形图2(b)的时刻。此后,u2开始 由于电路输出端没有连接负载,电容器没有放电电路,器没有放电电路uC不变,此时,uC>u二、二极管两端承受反向电压,处于截止状态,电路输出电 电路输出保持恒定值。事实上,电路总是有一定的负载,负载如下。

2.携带时的情况

图5显示了带电阻的电容滤波电路 负载后的工作。交流电源接通后,二极管导通,整流电源同时向电容器充电,向负载提供电流。输出电压的波形为正弦形。随时实现u290°峰值 时,u二极管是否关闭,取决于二极管是承受正电压还是反电压。

先设达到90°二极管关闭后,只有滤波电容 向负载放电,以保持一定的负载电流。°后指数下降速度快,正弦波下降速度小,超过90°未来,二极管仍将承受一段时间 正电压,二极管导通。u正弦波的下降速度越来越快,uC下降速度越来越慢。

所以在超过90°后一点,比如图5(b)中的t2时刻, 二极管开始承受反向电压,二极管关闭。此后,只有电容器C向负载以指数放电的形式提供电流,直到下半周的正弦波到来,u2再次超过uC,如图 5(b)中的t三、二极管重新导电。

上述工艺电容器的放电时间通常是

一般来说,电容滤波器的负载电流很小,可以满足td条件大的条件下,输出电压波形的放电段温和,纹波小,输出脉动系数S小,输出平均电压UO(AV)大,滤波特性好。

(a)电路图(b)波形图

图5:桥式整流滤波电路

以 上滤波电路有一个共同点,即需要大容量才能满足要求。这样,大容量电容器在加电瞬间有很大的短路电流,对整流二极管和变压器有很大的影响 大,所以现在一般的做法是在整流前加一个功率型NTC由于热敏电阻保持平衡,NTC常温下热敏电阻很大,电阻值随温度升高而迅速降低,这 电路称为软起动电路。该电路的缺点是:断电后,在热时间常数内,NTC热敏电阻尚未恢复到零功率电阻值,因此不宜频繁打开。

为什么电压在没有负载的情况下增加过滤电容?这是因为过滤器测量的电压是含有脉动成分的峰值电压,加载后是平均值,计算:峰值电压=1.414×理论输出电压

电 阻滤波本身有很多矛盾,电感滤波成本又高,故一般线路常采用有源滤波电路,电路如图6。它是由C1、R、C2组成的π型RC滤波电路和有源器件晶体管T组 由射极输出器连接而成的电路。从图6可以看出,流过R的电流IR=IE/(1 β)=IRL/(1 β)。流过电阻R的电流仅为负载电流的1/(1 β). 所以可以用大的R,与C2.配合以获得更好的滤波效果C两端电压脉动成分降低,输出电压和C两端的电压基本相等,因此输出电压的脉动成分 也被削减了。

从RL负载电阻两端看,基极回路的滤波元件R、C2折合到射极回路,相当于R减小了(1+β)倍,而C2增大了(1+β) 倍。这样所需的电容C2只是一般RCπ型滤波器所需电容的1/β,比如晶体管的直流放大系数β=50,如果用一般RCπ型滤波器所需电容容量为 1000μF,如采用电子滤波器,那么电容只需要20μF就满足要求了。采用此电路可以选择较大的电阻和较小的电容而达到同样的滤波效果,因此被广泛地用 于一些小型电子设备的电源之中。

来源电子工程专辑

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标签: 滤波电容上并大功率电阻直流大电容需要软起动二极管rc滤波

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