电容滤波电路(桥式电路)ppt课件
(完整)课设-----单相桥式整流电容滤波电路------ 完成版
目录1 课程设计的目的与作用 (1)1。
1 课程设计的目的 (1)1。
2 课程设计的方法 (1)2 设计任务及所用MULTISIM软件环境介绍 (1)2。
1设计任务 (1)2.2 M ULTISIM软件环境简介 (1)2.2.1 Multistim 12简介 (1)2.2.2 Multistim 12主页面 (1)2.2。
3 Multistim 12元器件库 (2)2.2.4 Multistim 12虚拟仪器 (3)3 电路模型的建立 (4)4 理论分析及计算 (4)4。
1理论分析 (4)4。
2工作原理 (5)4.3理论计算 (5)5 仿真结果分析 (5)5.1单相桥式整流电容滤波电路万用表 (5)5.2单相桥式整流电容滤波电路示波器 (6)6 设计总结和体会 (8)7 参考文献 (8)1 课程设计的目的与作用1.1 课程设计的目的(1）了解并掌握Multisim软件，并能熟练的使用其进行仿真；(2）加深理解单相桥式整流电容滤波电路的组成及性能；（3）进一步学习整流电路基本参数的测试方法.1。
2 课程设计的方法通过自己动手亲自设计和用Multistim软件来仿真电路，不仅能使我们队书上说涉及到的程序软件有着更进一步的了解和掌握，而且通过计算机仿真,避免了实际动手操作时机器带来的误差,使我们对上课所学到的知识也有更深刻的了解。
2 设计任务及所用multisim软件环境介绍2。
1 设计任务单相桥式整流电容滤波电路设计单相桥式整流电容滤波电路，使输出电压成为比较平滑的直流电压，电路由自己独自设计完成，在实验中通过自己动手调试电路，能够真正掌握实验原理，即静态分析和动态分析,并在试验后总结出心得体会。
正确理解不同电容对电路性能的影响，以及如何根据实际要求在电路中求出输出直流电压Uo的估算2.2 Multisim软件环境简介2。
2。
1 Multistim 12简介Multistim是美国IIT公司推出的基于Windows的电路仿真软件，由于采用交互式的界面，比较直观，操作方便，具有丰富的元件库和品种繁多的虚拟仪器，以及强大的分析功能等特点，因而得到了广泛的应用。
电容传感器桥式电路介绍PPT课件
目录
一、电容式传感器的工作原理及分类 二、电容式传感器的测量电路 三、电容式传感器在应用中的注意事项 四、电容式传感器的研究现状
2
一、电容式传感器的工作原理及分类
由物理学可知，两块平行金属板构成的电容器，其电容量C
为
C 0 A
3
当被测参数（如位移、压力等）使公式中的、A、 变化时，都将引起
虽然面积变化型电容传感器在理想情况下灵敏度为常 数，不存在非线性误差，但实际上因为电场边缘效应 的影响仍存在一定的非线性误差，且灵敏度较低。
面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。
11
1.3 介质变化型电容传感
器
对于图所示的液位测量用介质变化型
电容传感器，传感器的总电容C等于
上、下两部分电容C 和C 的并联，即
1
2
C
ห้องสมุดไป่ตู้C1
C2
20 l h
ln
D d
2 x0l
ln
D d
a
bh
灵敏度S C b 2 x 10 =常数
h
ln
D d
由上式可知，这种传感器的灵敏度为常数，电容C理论上与液位h
成线性关系，只要测出传感器电容C的大小，就可得到液位h的值。
介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。 12
13
二、电容式传感器的测量电路
电容传感器将被测物理量转换为电容量的变化后， 由后续电路转换为电压、电流或频率信号。
14
2.1 电桥型电路
将电容传感器作为桥路的一部分，由电容变化转换为 电桥的电压输出，通常采用电阻、电容或电感、电容 组成的交流电桥。
图所示的电桥型电路，是一种电感、电容组成的桥 路，电桥的输出为一调幅波，经放大、相敏解调、 滤波后获得输出，再推动显示仪表。
单相桥式整流滤波电路
选择合适的电感
选择适当的电感值，以控 制电流和电压的波形，从 而减小电压脉动。
提高输出电压稳定性
调整元件参数
优化电路布局
通过调整整流二极管、滤波电容和电 感的参数，可以改善输出电压的稳定 性。
合理布置元件和布线，减小线路阻抗 和干扰对输出电压的影响。
采用稳压器
在整流滤波电路之后加入稳压器，进 一步稳定输出电压，使其不受输入电 压和负载变化的影响。
单相桥式整流滤波电路
目录
• 电路概述 • 工作原理分析 • 电路参数计算 • 电路优化与改进 • 应用实例
01 电路概述
定义与工作原理
定义
单相桥式整流滤波电路是一种将 交流电转换为直流电的电路，通 常由四个整流二极管和滤波电容 组成。
工作原理
利用四个整流二极管的单向导电 性，将交流电的正负半波整流成 直流电，并通过滤波电容滤除交 流成分，得到平滑的直流输出。
直流电源
单相桥式整流滤波电路常用于将 交流电转换为直流电，为各种电
子设备提供稳定的电源。
电池充电器
在充电电池的充电过程中，单相 桥式整流滤波电路能够将交流电 转换为直流电，为电池提供充电
电流。
太阳能充电器
在太阳能充电器中，单相桥式整 流滤波电路用于将太阳能电池产 生的交流电转换为直流电，为电
子设备充电。
在电力系统的应用
电网监控
在电网监控系统中，单相桥式整流滤波电路用于将交流电转换为直流电，为各种传感器和仪表提供电 源。
分布式发电系统
在分布式发电系统中，单相桥式整流滤波电路用于将风能、太阳能等可再生能源产生的交流电转换为 直流电，为电力储存和分配系统提供电源。
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电容滤波电路 电感滤波电路作用原理
以上过程电容器的放电时间常数为
电容滤波一般负载电流较小，可以满足 td 较大的条件，所以输出电压波形 的放电段比较平缓，纹波较小，输出脉动系数 S 小，输出平均电压 UO(AV)大， 具有较好的滤波特性。
（a）电路图
（b）
波形图
图5带载时桥式整流滤波电路
以上滤波电路都有一个共性,那就是需要很大的电容容量才能满足要求,这
图2电感滤波电路 838电子在桥式整流电路中，当 u2正半周时，D1、D3导电，电感中的电流 将滞后 u2不到90°。当 u2超过90°后开始下降，电感上的反电势有助于 D1、 D3继续导电。当 u2处于负半周时，D2、D4导电，变压器副边电压全部加到 D1、D3两端，致使 D1、D3反偏而截止，此时，电感中的电流将经由 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°，这一点与电容滤波电路不同。
--------------------------------------------------------------------------------
2、电感滤波电路
电感滤波电路的原理也和电容器滤波差不多，也是因为电感器的通直阻交特性和 储能特性。从储能方面来解释的话和电容器是一样的原理，从通直阻交特性方面 来解释电感器的滤波电路时，电感器是把单向脉动性直流电压分解出来的交流电 压部分进行阻碍，而电容器却是短路接地。电感量越大滤波效果越好，由电感器 单独作滤波电路的情况很少，一般会和电容一起组合使用。
整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直 流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。为获得比较理想的直流电 压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤 除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。
滤波电路详细解析ppt课件
L 一阶滤波
+
CL 二阶滤波
+
LC 二阶滤波
+
LCL T型三阶滤波
+
+
CLC π三阶滤波
D1
L
+ C1
D2
DLC 型二阶滤波器
+
C 一阶滤波
+
RC 二阶滤波
+
RCR T型三阶滤波
+
+
CRC π三阶滤波
X 0.1
8mH
X
L 0.1
8mH
Y 2.2
Y 2.2
开关电源 单级低通滤波回路
8mH
8mH
X 0.2
L
Y 2.2
X
L
பைடு நூலகம்
0.2
Y 2.2
8mH
8mH
开关电源 双级串联式低通滤波回路
1
1、工作原理介绍
CLC П型滤波器
LL
正 脉 冲
+
+ RL
输 入
iC1
iC2
iRL
图1: CLC П型 滤波器正脉冲输入电流方向
a.输入正脉冲时,先给C1充电,充电电流为ic1,迅速充到脉冲的峰值电压Vi,同时电 感器L中也有线性增长的电流,并在L中储存了磁能,随着电流的增长,储存的磁 能越来越多,电容器C2通过电感L也充上了电压,充电电流为ic2,C2和C1上的电
求输出电压脉动较小的场合。
3.弱点:用在没有稳压电路的电源中,负载能力差。
2
4. CLC П型滤波器常用在脉幅式开关稳压电源,电容和电感值越大,滤波效果越好
1、工作原理介绍
滤波电路
大 负载电阻R L的阻值越___，电容滤波的效果越好。 突变 ，从而使流 5.电感滤波是利用电感线圈电流不能_____
平滑 来实现滤波的，负载电阻R L越 过负载的电流变得_____ 小 ，滤波电感L越_____ 大 ，电感滤波的效果越好。 _____ 6.电容滤波适用于负载电流较小 ___________场合，电感滤波适用于 负载电流较大 ____________ 场合。 7.若变压器次级电压为U2，则单相半波整流电容滤波电 U2 ，不接负载 路负载获得的直流电压在接负载时为_____ 时为_____ 2U2 。
全波 整流 电容滤 波 桥 式整流 电容滤波 半波整 流 电容滤波
2U2
U2
2 2 U2
I
L
*使用条件： d RLC (3 ~ 5) T
2
项目练习：填空题 1．所谓滤波，就是保留脉动直流电中的_____ 直流 成分， 交流成分，把脉动直流电变成 尽可能滤除其中的_____ 平滑 直流电的过程。 _____
项目练习：
4．试判断图5—3所示电路中元件R、L、C能否起 滤波作用。
各种电路参数比较：
名 称 半 波整流
UL(空载)
2U2 2U2 2U2
UL(带载)
0.45 U2
1.2 U2* 1.2 U2*
二极 管反向 每 管 平 最 大电压 均 电 流 IL 2U2
2 2 U2 2U2 0.5I L 0. 5I L
4
+
uc
D4 D1
1
+
+
22 0V
u1
u2
3
D3
2
+
C
D2
uL +
3、电容滤波电路的特点：
电容滤波电路ppt课件
10
+
T
VD4
VD 1
4
u 1
+
u2 3
VD3
2
1
+
C
VD2
u2＞ uC时：
uL
二极管导通，C充电
u2＜ uC时：
0
二极管截止，C放电
+
+
RL u L -
+
t
11
作业
课本第44页第4题的（1）、（2）问
思考
电容的选择标准是什么样的？ 滤波电路有什么特点?
脉动直流电压整流滤波直流电压经过整流后的电源电压虽然没有交流变化成分但其脉动较大一般丌能满足实际需要需要经过滤波电路消除其脉动交流成分得到平滑的直流电压
电容滤波电路
1
复习
1、整流电路的作用是什么? 2、画出半波整流和桥式整流的输出电压波
形。 3、整流输出的脉动直流电和稳恒直流电有
什么不同?
2
经过整流后的电源电压虽然没有交流变化成分， 但其脉动较大，一般不能满足实际需要，需要经过滤 波电路消除其脉动交流成分，得到平滑的直流电压。
6
+
T
u1 u2
+
2
VD
+
充C
电
放
电
+
+
RL uL -
+
u2＞ uC时：
u2
二极管导通，C充电
0
u2＜ uC时：
二极管截止，C放电
t
7
uo
0
u2上升, u2大于电容 上的电压uc,u2对电容充电
uo压。二极管承受反向电压而截 止。电容C通过RL放电， uc按指 数规律下降
电容滤波的不控整流电路
电容滤波的不控整流电路在交—直—交变频器等电力电子电路中，大多采用不可控整流电路经电容滤波后提供直流电源给后级的逆变器，因此有必要对电容滤波的不控整流电路开展研究。
一、带电容滤波的单相不控整流电路图1为电容滤波的单相不可控整流电路，这种电路常使用在开关电源的整流环节中。
仅用电容滤波的单相不可控整流电路如图1a)所示。
在分析时将时间坐标取在u2正半周和ud的交点处，见图3-29c)。
当u2ud，VD1、VD4导通，交流电源向电容C充电，同时也向负载Rd供电。
设u2正半周过零点与VD1、VD2开始导通时刻相差的角度为δ，则VD1、VD2导通后(1)ωt=0时，u20=uc0=ud0=，电容电流为（2）负载电流为（3）整流桥输出电流（4）0，向电容C充电，uc随u2而上升，到达u2峰值后，uc 又随u2下降，id减小，直至ωt=θ时，id=0，VD1、VD4关断，即θ为VD1、VD4的导通角。
令id=0，可求得二极管导通角θ与初始相位角δ的关系为（5）由上式可知θ＋δ是位于第二象限的角，故（6）ωt>θ后，电容C向负载R供电，uc从t=θ/ω的数值按指数规律下降（7）ωt=π时，电容C放电结束，电压uc的数值与ωt=0是的电压数值相等，即（8）将式（6）和的关系式代入上式，可得（9）整流电路的输出直流电压可按下式计算（10）在已知ωRC的条件下，可通过式（9）求起始导电角δ，在由式（6）计算导通角θ，最后可由式（10）求出整流电路输出直流电压平均值Ud。
3.4.2 带电容滤波的三相不控整流电路图2所示的是带电容滤波的三相桥式不控整流电路及其电压、电流波形。
a) b)c) L=0，ωRC= d) L>0，ωRC=e) L=0，ωRC0，ωRC<图2 带电容滤波的三相桥式不控整流电路及其电压、电流波形。
滤波器电路分析 课件
PPT课件
19
RC一阶高通滤波电路相频特性曲线，从图中可任意看 出当f=100.697KHZ时，相角超前46.497 deg。
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20
3.3RC二阶低通滤波电路
设计RC二阶低通滤波器电路，可以通过将两个RC一阶低通滤波电路 级联等到，RC二阶低通滤波电路。
图 14-9
PPT课件
21
下面给出一个fc=200KHZ的RC二阶低通滤波电路的仿真电路图
1
? ? 0
RC PPT课件
27
图12 RC带通滤波电路幅频特性，相频特性曲 线
PPT课件
28
RC带通滤波电路仿真原理图
PPT课件
29
RC带通滤波电路，中心频率6.504KHZ
PPT课件
30
RC带通滤波电路相频特性曲线
PPT课件
31
实际应用分析：图12(a)表示工频正弦交流电经全波整流后
的波形，试设计一个RC低通滤波电路来滤除其谐波分量
图12 求解过程：全波整流波形可用傅里叶级数展开为
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32
其中f等于工频50HZ
ω ? 2π ? 628rad/s T
设A=100V，则
u1(t) ? [63.66? 42.44cos(? t) ? 8.488cos(2? t)? 3.638cos(3? t) ? ...]V
采用图（b）所示一阶RC滤波电路，并选择电路元件参数满足以下 条件
ωC
?
1 RC
?
1
?
（3-5）
将上式改写为
（3-4） （3-6）
PPT课件
15
RC一阶高通滤波电路幅度，相角 表达式
图 14-8
电容滤波型三相桥式整流电路的分析
恰好连续。由前面所述”电压下降速度相等”的原则，可
Ｉ学一。＝ 以确定临界条件。假设在ｗｔ＋３＝２ｘ／３的时刻”速度相等”
参考文献： ［１］王一农，杜世俊，刘小宁．电容滤波型气相桥式整流电
路的电压分析［Ｊ］．合肥工业大学学报（自然科学版）， ２００５。２８（５）：１１ｌ—１１４．
［２］洪乃刚．电力电子和电力拖动控制系统的ＭＡＴＬＡＢ仿 真［Ｍ］．北京：机械工业出版卒￡，２００６
［３］刘进军，王兆安．ＬＣ滤波的单相桥式整流电路网侧谐 波分析［Ｊ］．电力电子技术，１９９６，（２）：５－９．
的阶段与Ⅷ１和Ⅵ免在ｒｏｔ＋６＝２ｘ／３处恰好衔接了起来，豇
３电路仿真与分析 本文主要通过Ｍａｔｌａｂ的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对电路进行仿真，由 仿真结果分析得到整流后的直流电压与负载电阻的关系； 直流侧的电流与负载的关系；交流侧电流的谐波分析以 及电路功率因数的分析。 ３．１直流电压与负载电阻关系 图２是电路空载以及电阻Ｒ分别取１０ｋＱ、ｌｋＱ、１００Ｑ 时的仿真情况，仿真的波形及由仿真得到的直流电压的 平均值分别如图所示。 图２不同负载时整流器输出直流电压的波形（参见下页） 因为：ｏＲＣ越小，意味着负载越大。由仿真的波形可 以得到整流输出直流电压与负载电阻的关系为：空载时， 整流输出直流电压的波形近似为直线；随着负载增大（即 Ｒ分别为ｌＯｋＱ，ｌｋＱ，１００Ｑ），输出直流电压的纹波越 来越严重；并且随着负载增大，电压的平均值越来越小。
Ｋｅｖ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ；ｈａｒｍｏｎｉｃ；ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ
电感电容电阻滤波电路
电感电容电阻滤波电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电感电容电阻滤波电路在电路中，当电流流过导体时，会产生电磁场，电磁场的大小除以电流的大小就是电感，电感的定义是L=phi/i, 单位是韦伯。
电感只能对非稳恒电流起作用，它的特点两端电压正比于通过他的电流的瞬时变化率（导数），比例系数就是它的“自感” 。
电感起作用的原因是它在通过非稳恒电流时产生变化的磁场，而这个磁场又会反过来影响电流，所以，这么说来，任何一个导体，只要它通过非稳恒电流，就会产生变化的磁场，就会反过来影响电流，所以任何导体都会有自感现象产生。
电阻-电容组合起低通滤波作用，这时输入端是两个元件两端，输出端是电容两端，对于后级电路来说，低、高频信号可以过去，但高频信号被电容短路了。
（电容通高频信号，阻低频信号，通交流信号，阻直流信号，对于高频信号，电容现在相当与一根导线，所以将高频信号短路了）对于电容-电阻组合则起高通滤波作用，这时输入端是两个元件两端，输出端是电阻两端，对于后级电路来说，低频信号由于电容存在，过不去，到不了后级电路（电容通高频信号，阻低频信号，通交流信号，阻直流信号），而高频信号却可以通过，所以为高通滤波。
如上图所示为10MHz低通滤波电路。
该电路利用带宽高达100MHz的高速电流反馈运算放大器OPA603组成二阶巴特沃斯低通滤波器。
转折频率为f0=1/2πRC，按图中所示参数，f0=10MHz，电路增益为1.6。
如上图所示为有源高通滤波电路。
该电路的截止频率fc=100Hz。
电路中，R1与R2之比和C1与C2之比可以是各种值。
该电路采用R1=R2和C1=2C2。
采用C1=C2和R1=2R2也可以。
滤波电路分类详解整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。
电容滤波电路(桥式电路)
26
（2）稳压管的选择
UZ=UO
IZM－IZ > Iomax－ Iomin
IZM ≥ Iomax +IZ
（3）限流电阻的选择 UI UZ 由 I
R
U Imin U Z Rmax I Z U Z /R Lmin U Imax U Z UZ U Imax U Z I ZM R min R RLmax I ZM U Z /R Lmax 2 P I 限流电阻的功率： R Rmax Rmax （空载时）
+ IR UI -
R IZ DZ
IZ RL
~220V
+ UO 19
i UZ IZmin
从稳压管的特性可知，在电
u
IZmax
路中若能使稳压管始终工作 在稳压区内，即：使稳压管 的电流IZ满足条件： IZmin≤ IZ≤ IZmax,则输出电 压UO基本上保持不变，约为 UZ。
所以稳压二极管的稳压作用是利用稳压管中 电流的调节实现稳压目的。电路中R必不可少， 其作用是限流和电压、电流补偿。
常用滤波电路
交流 电压
整流
脉动 直流电压
滤波
直流 电压
1
一.滤波电路的作用、滤波元件和电路类型
交流 电压
整流
脉动 直流电压
滤波
直流 电压
1.作用
滤除______成分,使输出电压变得______
2.滤波元件
电容和电感
3.类型
电容滤波、电感滤波、复式滤波（ L-C 型、 LC – 型、 RC– 型）
2
二.常用滤波电路
(一)、电容滤波电路 1．电路组成 a u1
u1
u2
D4
模电课设单相桥式整流电容滤波电路
课程设计任务书目录1 课程设计的目的与作用 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的方法 (1)2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍 (1)2.1 设计任务 (1)2.1.1单相桥式整流电容滤波电路 (1)2.1.2矩形波发生器 (1)2.1.3音调发生电路 (1)2.1.4微变积分电路 (1)2.2 Multisim软件环境简介 (1)2.2.1 Multistim 10简介 (1)2.2.2 Multistim 10主页面 (2)2.2.3 Multistim 10元器件库 (2)2.2.4 Multistim 10虚拟仪器 (3)2.2.5 Multistim 10分析工具 (3)3 电路模型的建立 (4)3.1单相桥式整流电容滤波电路 (4)3.2矩形波发生器 (4)3.3音调发生电路 (5)3.4微变积分电路 (5)4 理论分析及计算 (6)4.1理论分析 (6)4.1.1单相桥式整流电容滤波电路 (6)4.1.2矩形波发生器 (6)4.1.3音调发生电路 (6)4.1.4微变积分电路 (6)4.2工作原理 (6)1 课程设计的目的与作用1.1 课程设计的目的（1）了解并掌握Multisim软件，并能熟练的使用其进行仿真；（2）加深理解单相桥式整流电容滤波电路的组成及性能；（3）进一步学习整流电路基本参数的测试方法。
1.2 课程设计的方法通过自己动手亲自设计和用Multistim软件来仿真电路，不仅能使我们队书上说涉及到的程序软件有着更进一步的了解和掌握，而且通过计算机仿真，避免了实际动手操作时机器带来的误差，使我们对上课所学到的知识也有更深刻的了解。
2 设计任务、及所用multisim软件环境介2.1设计任务2.1.1单相桥式整流电容滤波电路设计单相桥式整流电容滤波电路，使输出电压成为比较平滑的直流电压，电路由自己独自设计完成，在实验中通过自己动手调试电路，能够真正掌握实验原理，即静态分析和动态分析，并在试验后总结出心得体会。
仿真实验11：桥式整流电容滤波电路
《模拟电子技术》演示实验库实验11：桥式整流电容滤波电路一、教学目的1. 演示桥式整流输出电压的波形并与变压器次级波形作比较。
2. 演示加有电容滤波的输出电压的波形，负载变化后对输出电压波形的影响。
3. 测试各种情况下的输出电压，演示当一支二极管开路、短路后输出电压的变化，加深理解桥式整流电路的应用。
二、演示内容1. 创建单相桥式整流、电容滤波实验电路（1）启动Multisim进入Multisim工作界面。
（2）按图11.1在电路工作区连接电路图11.1 单相全波整流电容滤波实验电路◆安放元器件（或仪器）单击打开相应元器件库（或仪器库），将所需元器件（或仪器）拖拽至相应位置。
利用工具栏的旋转、水平翻转、垂直翻转等按钮使元器件符合电路的安放要求。
◆连接电路（3）按图11.1所示，给元器件标识、赋值（或选择模型）双击元器件打开元件特性对话框，进行相应设置。
全波整流波形电源电压波形（示波器面板波形显示框）图11.2 电源与全波整流波形◆信号源u s单击Label，键入单相交流电源Us。
单击Value，设置Vo1tage：200V，Frequency：50Hz，Phase：0。
◆变压器Tr单击“Label”，键入Tr 10:1。
单击Mode1s，选中Library 中的default和Model中的ideal，单击“Edit”按钮打参数设置对话框，在“primary to Secondary tums ratio”框键入“10”，单击“确定”。
◆整流桥堆D×4单击Labe1，键入D×4，单击Models，选中Library中的general1和Model中的BYM10.100，单击“确定”。
◆电容C单击Labe1，键入滤波电容C。
单击V alue，将“Capacitance”设置为20μF，单击“确定”。
◆开关K单击Label，键入K，单击确定。
由于只有一个开关，故控制键可采用其缺省设置的“Space”（空格键）。
电容滤波电路(桥式电路)
U o1 m
− jX C 1 ≈ U' o1m = U' o1m 2 jX L − jX C 1 − ω LC
uo的脉动系数 与uo1的脉动系数 ´的关系： 的脉动系数S与 的脉动系数S 的关系：
U o1m U'o1m 1 1 S= ≈ = S' 2 2 Uo 1 − ω LC U'o 1 − ω LC
加入滤波电容 时的波形 无滤波电容
4 时的波形
t
uo
t
u2下降， u2小于电容上的电压。 下降， 小于电容上的电压。 二极管承受反向电压而截止。 二极管承受反向电压而截止。 电容C通过 放电， 通过R 电容 通过 L放电， uc按指数 规律下降，时间常数τ = RL C 规律下降，
u2上升 u2大于电容 上升, 上的电压u 对电容充电， 上的电压 c,u2对电容充电， uo= uc≈ u2
t
t
7
2．电容滤波的主要参数 ．
因为滤波的过程中含有正弦波、 因为滤波的过程中含有正弦波、指数曲线及谐 波成分，一般很难用精确的数学表达式进行计算， 波成分，一般很难用精确的数学表达式进行计算， 所以一般使用中多采用近似估算来确定其参数。 所以一般使用中多采用近似估算来确定其参数。 输出电压可以近似看成 锯齿波，如图所示。 锯齿波，如图所示。 设uc每次充电到峰值 Uomax= 2 U2后按 LC放电的 后按R 放电的 初始斜率线性下降， 初始斜率线性下降，经过 T 为正弦波周 τ=RLC放电结束交于横轴； 并令在 2 （T为正弦波周 放电结束交于横轴； 放电结束交于横轴 处为电容充放电转换时的电压值U 期）处为电容充放电转换时的电压值 omin。 则： U +U
UC1 = 2U2
电感电容电阻滤波电路
电感电容电阻滤波电路电感电容电阻滤波电路在电路中，当电流流过导体时，会产生电磁场，电磁场的大小除以电流的大小就是电感，电感的定义是L=phi/i, 单位是韦伯。
电感只能对非稳恒电流起作用，它的特点两端电压正比于通过他的电流的瞬时变化率（导数），比例系数就是它的“自感” 。
电感起作用的原因是它在通过非稳恒电流时产生变化的磁场，而这个磁场又会反过来影响电流，所以，这么说来，任何一个导体，只要它通过非稳恒电流，就会产生变化的磁场，就会反过来影响电流，所以任何导体都会有自感现象产生。
电阻-电容组合起低通滤波作用，这时输入端是两个元件两端，输出端是电容两端，对于后级电路来说，低、高频信号可以过去，但高频信号被电容短路了。
（电容通高频信号，阻低频信号，通交流信号，阻直流信号，对于高频信号，电容现在相当与一根导线，所以将高频信号短路了）对于电容-电阻组合则起高通滤波作用，这时输入端是两个元件两端，输出端是电阻两端，对于后级电路来说，低频信号由于电容存在，过不去，到不了后级电路（电容通高频信号，阻低频信号，通交流信号，阻直流信号），而高频信号却可以通过，所以为高通滤波。
如上图所示为10MHz低通滤波电路。
该电路利用带宽高达100MHz的高速电流反馈运算放大器OPA603组成二阶巴特沃斯低通滤波器。
转折频率为f0=1/2πRC，按图中所示参数，f0=10MHz，电路增益为1.6。
如上图所示为有源高通滤波电路。
该电路的截止频率fc=100Hz。
电路中，R1与R2之比和C1与C2之比可以是各种值。
该电路采用R1=R2和C1=2C2。
采用C1=C2和R1=2R2也可以。
滤波电路分类详解整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。
为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。
桥式整流电容滤波电路输出电压的波形分析
两次，反复循环，使输出电压波形趋于平直。
参考文献
（ k 为 任意常数 ），在实际电 路中有 Rin《t RL 及 Rint ≈0 ，于是
输出 函数的图 形最终基 本与正 弦函数图 像一致，即 uc ≈U2 sin ωt 。
因此，由以上分析看出，0 t1 时段 , 电容电压是按正弦规律上升，
可得该动态电路的输入 / 输出微分方程 [ 5] 为 ：
t2
时刻。t 2
时 刻以后，电 容器 对
R L
放电，
规律下降。
，按 指数
3 结论
在 单相桥式整流滤波电路中，电容 C 是直接并联在 负载 RL 两端 的，则 uc = uRL = uo ，因 此，从以 上分析的 结果看，若设电 容器 初始电压为 零，忽 略二极管的 正向压降，桥式整流 电容滤波 电路 输出电压波形 形成应做如下 描述，即 在 0 t1 时段 , 当 u2 的
时刻就开始截止，也即是说
t
1
t2时段，D1、D3 已处于截止状态。
此观点认为，由于在 t1 t2 时段，电容电压按指数规律下降的
变化率与副边电压按正弦 规律变化的变化率基本相同，可认为此
时段 uc 按 u2规律下降，只有 t 2 时刻以后 uc 才按指数规律下降。
2 输出电压波形分析中存在的疑点及解析
为什么？
问 题二 ：t1 t2 时段电 容器到底 是充电还 是放电？判 断充、
放电的标准是什么？
问 题三 ：t1 t2 时段 D到底是导通还是截止？ D的状态对电
容器充、放电有什么影响？
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S UO UI
UO
UI
(2)输出电阻Ro （越小越好）
输出电阻用来反映稳压电路受负载变化的影响。
定义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电
流变化量之比。它实际上就是电源戴维南等效电路
的内阻。
.
18
三. 稳压管稳压电路
~220V
i
稳压管稳压电路具有电路简单、
元件数量少等优点，应用较为
广泛。适用于负载电流小、负
限流电阻
R
R
+ IR
IZ
UI
DZ
-
IO
+
RL
UO
-
+
UI
.
-
rz
+
RL
UO
- 24
脉动系数Sr：
2
二.常用滤波电路
(一)、电容滤波电路
1．电路组成
a
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uo
D2
RL
b
桥式整流电容滤波电路
.
3
2．工作原理 （1）S断开：即RL未接入时(电容初始电压为0)：
uo =uc= 2 U2
设t1时刻接 通电源
整流电路为 电容充电
u2
t1
uo
充电结束
.
没时有的t电输容出
uc
波形
t4
（2）S闭合：即RL接入时（假设RL是u2在从0上升时接入）
u2
uo
t
加入滤波电容
时的波形
无滤波电容
.
时的波形5
t
uo
u2上升, u2大于电容 的电压uc,u2对电容充电，
uo= uc u2
t
u2下降， u2小于电容上的电压。 二极管承受反向电压而截止。
电容C通过RL放电， uc按指数
规律下降，时间常数 = RL C
IZmin u 载电压不变的场合。
IZmax
R
+ IR IZ
UI
DZ
-
.
IZ + UO
RL -
19
i
从稳压管的特性可知，在电
路中若能使稳压管始终工作
UZ
在稳压区内，即：使稳压管
IZmin
u 的电流IZ满足条件： IZmin≤ IZ≤ IZmax,则输出电
压UO基本上保持不变，约为
IZmax
UZ。
UO
以上过程是利用 UI URUO关系中，使
URUI，从而实现UO的稳定。
.
21
~220V
R
+ IR IZ
UI
DZ
-
IZ + UO
RL -
当负载发生变化时：
R L U O I Z I R I Z I O I R 不 U O 不 变
IO IR
以上过程是利用 IRIZIO 关系中，使
常用滤波电路
交流 整流
脉动
滤波 直流
电压
直流电压
电压
.
1
一.滤波电路的作用、滤波元件和电路类型
交流 整流
脉动
滤波 直流
电压
直流电压
电压
1.作用
滤除______成分,使输出电压变得______
2.滤波元件 电容和电感
3.类型
电容滤波、电感滤波、复式滤波（ L-C 型、 LC – 型、 RC– 型）
.
请自行分析LC – 型滤波电路的输出
电压和脉动系数等. 基本参数。
15
§10.4 稳压二极管稳压电路
稳压电路的作用:使直流电路在电网波 动、负载变化、温度变化等因素影响下保证 输出电压稳定。
交流 整流
脉动
滤波 有波纹的 稳压 直流
电压
直流电压
直流电压
电压
.
16
一. 稳压电源类型
常用稳压电路 (小功率设备)
电容滤波电路应用场合： 一般适用于输出电流较小且负载变化不大的场合。
.
6
3．输出电压的计算
桥式整流电容滤波 半波整流电容滤波
空载时
Uo(AV)≈1.2U2 Uo(AV)≈U2 Uo(AV)≈1.4U2
4．滤波电容的耐压 URM≧ 2U 2
.
7
例题
.
8
（二）、电感滤波电路
1.电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电感 L就构成了电感滤波电路。 L
u1
u2
RL
uo
.
9
2.电感滤波原理
u1
u2
L
RL
uo
对直流分量: XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上 对谐波分量: f 越高，XL 越大,电压大部分降在XL上。
因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。
当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压:
Uo(AV)≈0.9.U2
10
三、其他形式的滤波电路
RC – 型滤波器
R
u1
u2
uo1´
C1
C2
RL uo
.
12
u1
u2
R
uo1´
C1
C2
RL uo
.
13
２、 L-C 型滤波电路
L
u1
u2
C uo1
RL uo
UoUo ' 0.9U2
.
14
３、LC – 型滤波电
路Hale Waihona Puke u1u2L
uo1
C1
C2 RL uo
显然， LC – 型滤波电路输出电压的脉动系 数比只有LC滤波时更小，波形更加平滑；由 于在输入端接入了电容，因而较只有LC滤波 时，提高了输出电压。
改善滤波特性的方法：采取多级滤波。如： RC– 型滤波电路：在电容滤波后再接一级RC滤
波电路。 L-C 型滤波电路：在电感滤波后面再接一电容。
LC – 型滤波电路：在电容滤波后面再接L-C 型 滤波电路。
性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。
.
11
１. RC – 型滤波器
改善滤波特性的方法：采取多级滤波
IZ IO，使IR基本不变而实现UO的稳定。
.
22
2、稳压管稳压电路的性能指标
稳压管稳压电路的性能指标主要有稳压系数Sr、 输出电阻RO、电压调整率、电流调整率、最大纹波
电压、温度系数等。主要了解前两个。
Sr定义为：在负载固定时稳压电路输出电压相对变 化量与输入电压相对变化量之比。
U O
S
UO
U I
UI
RL 常数
Sr反映电网波动对输出电压的影响，其值越小说 明稳压性能越好。
.
23
RO定义为：在输入电压固定时，稳压电路输出电 压变化量与输出电流变化量之比。
RO
UO IO
UI 常 数
RO反映负载波动对稳压电路的影响，其值越小说 明稳压电路带负载能力越强。
在只考虑变化量条件下，稳压管稳压电路可等
效为如图形式，rz为稳压管的动态电阻。
稳压二极管 稳压电路
线性 稳压电路
电路最简单，但是 带负载能力差，一 般只提供基准电压， 不作为电源使用。
以下主要讨 论线性稳压 电路。
开关型 稳压电路
效率较高，目前 用的也比较多， 但因学时有限， 这里不做介绍。
.
17
二. 稳压电路的主要性能指标
(1)稳压系数 S（越小越好）
稳压系数S反映电网电压波动时对稳压电路的 影响。定义为当负载固定时，输出电压的相对变 化量与输入电压的相对变化量之比。
所以稳压二极管的稳压作用是利用稳压管中
电流的调节实现稳压目的。电路中R必不可少，
其作用是限流和电压、电. 流补偿。
20
通过对电路分析 容易得到关系式：
UI URUO ~220V
R
+ IR IZ
UI
DZ
IRIZIO
-
1、稳压管稳压电路的工作原理
当电网电压变化时：
IZ + UO
RL -
U IU O I Z I R U R