资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,滤波电路的类型和应用,赤壁市机电信息技术学校,杨,展,Email:,将不同频率交流信号分开，让特定频段内的信号通过，而对其他频率范围内的信号抑制或衰减的过程。,具有这种功能的电路称为,滤波器,。,1.,滤波的定义,一、滤波的概念,2.,滤波器的分类,（,1,）按内部是否有电源和有源器件：,有源滤波器,：一般由集成运放和,RC,网络组成，由电源向集成运,放提供能量。,无源滤波器,：一般由电容、电感、电阻等无源元件构成。,一、滤波的概念,（,2,）按幅频特性：,低通滤波器,(Low Pass Filter),：,通低频阻高频,高通滤波器,(High Pass Filter),：,通,高,频阻低频,带通滤波器,(Band Pass Filter),：,通中频阻高、低频,带阻滤波器,(Band Elimination Filter),：,通高、低频阻中频,A,f,O,A,f,O,A,f,O,A,f,O,通带,阻带,通带,阻带,通带,阻带,通带,阻带,通带,阻带,一、滤波的概念,3.,几种常见无源滤波电路结构,一、滤波的概念,4.,电容、电感的性质,1.,对电流也有阻碍作用，分别称为容抗和感抗。,交流电频率,f,越高，,X,C,越小；,f,越小，,X,C,越大；所以电容在交流电路中的作用是,通高频阻低频,。,交流电频率,f,越高，,X,L,越大；,f,越小，,X,L,越小；所以电感在交流电路中的作用是,通低频阻高频,。,2.,当两端电压增大时，电容,/,电感从电源取用能量，称为,充电,；,当两端电压减小时，电容,/,电感向电源放还能量，称为,放电,。,3.,充放电的持续时间称为时间常数,一、滤波的概念,5.,电容充放电过程的微观分析,(,1).,充电过程,.,由于,电荷量,增加，由,C=Q/U,知：,U=Q/C,，电压,U,增大；电位差,为零时,U=E,.,电位差较大,时,电流较大,;,电位差减小时电流减小,;,电位差,为,0,时电流,为,0,结论,：,电容器,在充电过程中，电容器两端电压由小变大，,最后,等于电源电压；而电流却由大变小，最后变为零。,t,E,u,C,/i,C,O,i,C,u,c,一、滤波的概念,5.,电容充放电过程的微观分析,（,2,）,.,放电过程,.,在电场力作用下，两极板间的正负电荷不断中和，电容器上的电压随着放电而下降，直至两极板电荷完全中和，,U,C,为,.,电位差较大时电流较大；电位差减小,时,电流减小；电位差,为,0,时电流,为,0,。,结论：,电容器,在放电过程中，电容器两端的电压由大变小,，最后,变为零；放电电流也由大变小，最后变为零。,t,E,u,C,/i,C,O,i,C,u,c,i,c,=u,c,/R,1,整流电路的输出为什么需要滤波？,P17,二、几种整流滤波电路,2,电容和电感为什么可以构成滤波器？,P17,3,几种常见的滤波器的电路结构？,P17,（,1,）电路结构,1.,电容器半波整流滤波电路,二、几种整流滤波电路,v,2,为第一个正半周,当,v,2,v,C,时，,VD,导通，对,C,充电。如图（,b,）所示。,v,2,由,0,开始上升，但当,v,2,v,C,时，,VD,导通，继续对,C,充电，但因为电容器上有剩余电压，充电时间缩短。,当,v,2,v,C,时，,VD,截止，电容通过,R,L,放电。,直流电流：,负载上的直流电压近似等于输入电压,v,2,的峰值,V,2m,，即,V,O,V,2m,。,电容的充放电反复进行，直到电容器,C,上充电上升的电压等于放电下降的电压时，进入稳定状态。波形如图（,d,）所示。,（,3,）各电量波形图对应关系,u2,t,O,t,O,uc,接通电源,C,充电,C,放电时刻,C,放电时刻,C,充电时刻,t0,t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8,D,导通,C,充电,D,截止,C,放电,D,截止,C,放电,D,导通,C,充电,T,0,-t,1,时刻，,u,2,正半周增大，,二极管,正偏,导通,，电容器开始充电，,u,c,开始,增大。,T,1,-t,2,时刻，,u,2,过正半周最大值开始减小，但仍比,u,c,大，,二极管,仍,正偏,导通,，电容器仍,继续充电，,u,c,继续,增大,。,t,2,时刻后，,u,2,u,c,，二极管,截止,，电容器开始放电，,u,c,开始,减小,。,t,3,-t,4,时刻，,u,2,处于负半周,u,2,u,c,，二极管,截止,，电容器继续放电。,t,5,时刻,后,，,u,2,u,c,，二极管开始,导通,，电容器开始充电，,u,c,增大,。,t,4,时刻后，,u,2,进入正半周，,u,2,开始增大，在,t,5,时刻前，,仍有,u,2,u,c,，,二极管继续,截止,，电容器,开始继续放电。,t,5,-t,6,时刻，,u,2,u,c,，二极管持续,导通,，电容器持续充电，,u,c,增大,。,t,6,-t,7,时刻，,u,2,u,c,，二极管持续,导通,，电容器持续充电，,u,c,增大,。,t,7,时刻后，,u,2,u,c,，二极管再次,截止,，电容器又开始放电，,u,c,开,始,减小,。,（,4,）充放电过程,（,1,）电路结构和波形图,2.,电容器全波整流滤波电路,二、几种整流滤波电路,（,2,）各电量波形图对应关系,u2,t,O,uc,t,O,D1,导通,D2,截止,C,充电,D1,、,D2,均截止,C,放电,D1,截止,D2,导通,C,充电,D1,、,D2,均截止,C,放电,D1,导通,D2,截止,C,充电,D1,、,D2,均截止,C,放电,输出电压（平均值）：,全波整流电路输出的是全波脉动直流电，输入电压正负半周对电容,C,充电两次，充电方向相同，电容,C,对负载放电时间缩短。,半波：,V,O,=,V,2,全波：,V,O,=1.2,V,2,（,3,）电路特点及计算公式,图示采用,型,RC,滤波电路的桥式整流器。,1,型,RC,滤波电路,电路中,C,1,的作用和上面讲的滤波作用相同，,R,和,C,2,起进一步平滑作用，,C,2,越大，效果越好。只是电阻,R,上的直流压降使输出电压降低。,三、其他几种滤波电路简介,2.1,单相整流电路,2,型,LC,滤波电路,图示为,型,LC,滤波电路。,滤波作用最好，适用于负载电阻小，电流大，滤波电压要求比较高的场合。,这种滤波电路线圈体积大、笨重、成本高。,3,型,LC,滤波电路,图示为,型,LC,滤波电路。,图中,L,为电感量很大的铁心线圈，使加到,R,L,上的交流成分减小，所以这种滤波器的平滑滤波作用比,RC,滤波器好。,三、其他几种滤波电路简介,4,电感滤波电路,图示为,电感,滤波电路,。,输出电压较平坦，适用于输出电流较大，负载变化较大的场合,。二极管上的电流为连续波形。,这种,滤波电路线圈体积大、笨重、成本,高，易引起电磁干扰,三、其他几种滤波电路简介,类型,电容滤波,电感滤波,RC-,型,LC-,型,LC-,型,U,O,1.2U,2,0.9U,2,1.2U,2,1.2U,2,0.9U,2,二极管冲击电流,大,小,大,大,小,负载能力,差,强,差,较强,强,适用场合,小电流,大电流,小电流,小电流,大电流,其他特点,电路简单,笨重价高,R,上有直流压降,一般,L,较小，,R,较大,一般,L,较大,C,较小,L,笨重价高,5,几种滤波电路对比,1,单相半波整流电路负载所获得的电压、电流是正弦半波，其电压平,均值,；整流二极管的极限参数选择：应使,I,VM,I,O,，,V,M,。,单相整流滤波电路小结,3,单相桥式整流电路为全波整流电路，在电源正、负半周时，两组电路轮流工作，所以二极管中的电流平均值仅为负载电流的一半。,2,单相全波整流电路采用全波整流，使输出电压平均值提高一倍，即 。全波整流电路的主要缺点是管子的耐压值需要提高一倍，电源变压器需要有中心抽头，因此元器件费用增加。,4,滤波的目的在于滤去脉动电流中的交流分量。滤波的方法是利用对频率敏感的电路元件去抑制或旁路脉动量中的交流分量。,5,各整流滤波电路的输出电压计算公式：,电容,滤波：,1.2U,2,电感,滤波：,0.9U,2,RC-,型,滤波,：,1.2U,2,LC-,型,滤波,：,1.2U,2,LC-,型,滤波,：,0.9U,2,本节内容到此结束,谢谢观看！再见！,
展开阅读全文