电容滤波电路(桥式电路)资料只是分享
(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。
实训：桥式整流电容滤波电路的安装
新会冈州职业技术学校教案首页课程名称：电子技术（上册）授课教师：麦亚勇实训五（一）桥式整流电容滤波电路的安装一、实训目的（1）了解桥式整流电流的作用（2）了解电容滤波电路的作用二、实训知识第五章第一节：整流与滤波电路三、实训仪器与器材自耦变压器、示波器、万用表、万能实训线路板（元器件品种和数量见表1）.表1 元器件清单符号VD1 ~ VD4RL1RL2C1C2导线名称二极管电阻电阻电解电容电解电容红色5条参数2CZ53A 200 1K 47uF/25V 470uF/25V 黄色8条清点元件无误后签名：增领元件名称：四、实训内容与步骤（1）用万用表检查元器件，确保质量完好。
（2）在万能实训板上连接图1所示电路。
注意：二极管的正、负极不能接反；若某个二极管接反可能烧坏二极管或变压器；接入电解电容时极性不能接反，在合理选择电容量的同时，还要选择合适的耐压值。
图1 桥式整流电容滤波电路（3）桥式整流电路实训：①桥式整流电路：断开开关S1和S2，即电路不接入滤波电容时的电路。
②开关S3控制负载电阻的大小。
闭合开头S3,用示波器观察变压器次级交流电压u2和整流电路输出脉动直流电压UO的波形，并将波形记录于表2中。
若使用双踪示波器观察时，要注意u2波形的相位关系。
③用万用表的交流电压挡测量u2的有效值U2，用直流电压挡测量UO,并将数据记录于表2中。
④断开开关S3，负载电阻增大。
重复上述②~③过程，并将波形和测量数据记录于表中。
⑤桥式整流电路故障观察：将整流电路中任意一只二极管开路。
观察故障现象，并记录在表2中。
表2 整流电路实测数据（4）电容滤波电路实训：①桥式整流电容滤波电路：闭合开关S1和S2时，即电路接入滤波电容时的电路。
②为便于观察电容滤波作用和不同容量电容滤波效果，先闭合开关S1，断开开关S2，用示波器观察变压器次级交流电压u2 和桥式整流电容滤波电路输出电压UO的波形，并将波形记录于表3中。
③用万用表的交流电压挡测量u2 的有效值U2,用直流电压挡测量UO,并将数据记录于表3中。
电容滤波原理
电容滤波原理滤波电容的作用简单讲是使滤波后输出的电压为稳定的直流电压，其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电，当整流电压低于电容电压时电容放电，在充放电的过程中，使输出电压基本稳定。
滤波电容容量大，因此一般采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正、负极。
电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。
★当u2为正半周并且数值大于电容两端电压uC时，二极管D1和D3管导通，D2和D4管截止，电流一路流经负载电阻RL，另一路对电容C充电。
当uC>u2，导致D1和D3管反向偏置而截止，电容通过负载电阻RL放电，uC按指数规律缓慢下降。
★当u2为负半周幅值变化到恰好大于uC时，D2和D4因加正向电压变为导通状态，u2再次对C充电，uC上升到u2的峰值后又开始下降；下降到一定数值时D2和D4变为截止，C对RL 放电，uC按指数规律下降；放电到一定数值时D1和D3变为导通，重复上述过程。
RL、C对充放电的影响电容充电时间常数为rDC，因为二极管的rD很小，所以充电时间常数小，充电速度快；RLC为放电时间常数，因为RL较大，放电时间常数远大于充电时间常数，因此，滤波效果取决于放电时间常数。
电容C愈大，负载电阻RL愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且其平均值愈大，如图所示。
整流电路是将交流电变成直流电的一种电路，但其输出的直流电的脉动成分较大，而一般电子设备所需直流电源的脉动系数要求小于0．01．故整流输出的电压必须采取一定的措施．尽量降低输出电压中的脉动成分，同时要尽量保存输出电压中的直流成分，使输出电压接近于较理想的直流电，这样的电路就是直流电源中的滤波电路。
常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。
无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。
有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。
直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，则滤波器的滤波效果越差。
整流滤波电路ppt课件
作业：
1. 测量直流稳压电源纹波电压时，发现接入负载和负载开 路测得的纹波电压大小相差很多，这种现象是否正常？ 为什么？
答：正常。 当负载开路时，滤波电容放电速度很慢，故输出电
压比较平稳，纹波电压很小；当接入负载电阻后，滤波 电容放电加快，使输出电压波动增大，所以纹波电压较 大。因此纹波电压大小的测量，应在额定负载下进行。
L
C1
C2 RL
C1、C2 对交流容抗小 L 对交流感抗很大
负载电流小时，
可用R 代替L。
*讨论
1. 测量直流稳压电源纹波电压时，发现接入负载和负载开 路测得的纹波电压大小相差很多，这种现象是否正常？ 为什么？ 答案
*2. 试比较电容滤波、电感滤波、π型滤波电路的特点与应用 场合。 答案
讨论小结
(3) 选择整流二极管
T 1 f 150 s 0.02 s
取
RLC
4T 2
0.04 s
则得 C 0.04s 1 000 F 40
可选取 1 000 F、耐压 50 V 的电解电容。
二、其它形式的滤波电路
1. 电感滤波 +
~ u2
2. 型滤波 +
~ u2
L RL
L 通直流阻交流
L 越大，负载电阻越小， 滤波效果越好。
0.45 U2
RL
URM 2U2
二、桥式整流电路 续
5. 桥式整流电路的简化画法
~
6. 整流桥
+
RL uo
~~
9.1.2 滤波电路
利用电容、电感的储能 作用，滤除纹波，得到
平滑的直流输出电压。
一、电容滤波电路 1. 工作原理 2. 输出电压
当 RL = 时：
电容滤波原理
电容滤波原理滤波电容的作用简单讲是使滤波后输出的电压为稳定的直流电压，其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电，当整流电压低于电容电压时电容放电，在充放电的过程中，使输出电压基本稳定。
滤波电容容量大，因此一般采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正、负极。
电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。
★当u2为正半周并且数值大于电容两端电压uC时，二极管D1和D3管导通，D2和D4管截止，电流一路流经负载电阻RL，另一路对电容C充电。
当uC>u2，导致D1和D3管反向偏置而截止，电容通过负载电阻RL放电，uC按指数规律缓慢下降。
★当u2为负半周幅值变化到恰好大于uC时，D2和D4因加正向电压变为导通状态，u2再次对C充电，uC上升到u2的峰值后又开始下降；下降到一定数值时D2和D4变为截止，C 对RL放电，uC按指数规律下降；放电到一定数值时D1和D3变为导通，重复上述过程。
RL、C对充放电的影响电容充电时间常数为rDC，因为二极管的rD很小，所以充电时间常数小，充电速度快；RLC为放电时间常数，因为RL较大，放电时间常数远大于充电时间常数，因此，滤波效果取决于放电时间常数。
电容C愈大，负载电阻RL愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且其平均值愈大，如图所示。
整流电路是将交流电变成直流电的一种电路，但其输出的直流电的脉动成分较大，而一般电子设备所需直流电源的脉动系数要求小于0．01．故整流输出的电压必须采取一定的措施．尽量降低输出电压中的脉动成分，同时要尽量保存输出电压中的直流成分，使输出电压接近于较理想的直流电，这样的电路就是直流电源中的滤波电路。
常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。
无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。
有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。
直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，则滤波器的滤波效果越差。
(整理)电容滤波电路、电感滤波电路原理分析
电容滤波电路、电感滤波电路原理分析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，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）组成的滤波电路整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。
常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。
无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。
有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。
直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，则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的输出电压的脉动系数S≈O．67。
对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后，其脉动系数S=1／(4(RLC／T-1)。
(T为整流输出的直流脉动电压的周期。
)电阻滤波电路RC-π型滤波电路，实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。
如图1(B)RC滤波电路。
若用S 表示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。
由分析可知，电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端，最后由C2再旁路掉。
在ω值一定的情况下，R愈大，C2愈大，则脉动系数愈小，也就是滤波效果就越好。
而R值增大时，电阻上的直流压降会增大，这样就增大了直流电源的内部损耗；若增大C2的电容量，又会增大电容器的体积和重量，实现起来也不现实。
这种电路一般用于负载电流比较小的场合.电感滤波电路根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同，由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。
因为电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C并联在负载两端。
电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。
（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联的电容器C在输入电压升高时，给电容器充电，可把部分能量存储在电容器中。
电容滤波电路(桥式电路)
10
(a) 输出电压 平均值Uo与时间常数 RLC 有关
RLC 愈大 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大 T 一般取 RLC ( 3 ~ 5 ) ( 1.5 ~ 2.5 )T 2 近似估算: Uo(AV)≈1.2U2 (b) 流过二极管瞬时电流很大
UC 2 U 2 UC 1 2 2U 2
即二倍压电压。
输出端的电压： U O UC 2 2 2U 2
22
2、多倍压整流电路
2U 2 C1 + –
C3 D3 D4 C4
C5 D5
D6 C6
u1
u2
D1
D2
+C2– 2 2U 2
u2的第一个正半周：u2、C1、D1构成回路，C1 充电到： 2U 2
uo的脉动系数S与uo1的脉动系数S´的关系：
U o1m U'o1m 1 1 S S' 2 2 Uo 1 LC U'o 1 LC
20
３、LC – 型滤波电路
L
uo1
u1
u2
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。 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。
u2上升, u2大于电容 上的电压uc,u2对电容充电， uo= uc u2
5
u1
u1
u2
D4
D3 b u2
只有整流电路输出 电压大于uc时，才 有充电电流。因此 二极管中的电流是 脉冲波。
整流滤波电路桥式整流滤波电路
整流滤波电路桥式整流滤波电路一：[整流滤波电路]几种滤波整流电路的介绍总结（一）一、有源滤波电路为了提高滤波效果，解决π型RC滤波电路中交、直流分量对R的要求相互矛盾的问题，在RC电路中增加了有源器件-晶体管，形成了RC有源滤波电路。
常见的RC有源滤波电路如图Z0716所示，它实质上是由C1、Rb、C2组成的π型RC滤波电路与晶体管T组成的射极输出器联接而成的电路。
该电路的优点是：1．滤波电阻Rb 接于晶体管的基极回路，兼作偏置电阻，由于流过Rb 的电流入很小，为输出电流Ie的1／（1＋β），故Rb可取较大的值（一般为几十k Ω），既使纹波得以较大的降落，又不使直流损失太大。
2．滤波电容C2接于晶体管的基极回路，便可以选取较小的电容，达到较大电容的滤波效果，也减小了电容的体积，便于小型化。
如图中接于基极的电容C2 折合到发射极回路就相当于（1＋β）C2的电容的滤波效果（因ie = （1+ β ）ib之故）。
3．由于负载凡接于晶体管的射极，故RL上的直流输出电压UE≈UB，即基本上同RC无源滤波输出直流电压相等。
这种滤波电路滤波特性较好，广泛地用于一些小型电子设备之中。
二、复式滤波电路复式滤波电路常用的有LCГ型、LCπ型和RCπ 型3种形式，如图Z0715所示。
它们的电路组成原则是，把对交流阻抗大的元件（如电感、电阻）与负载串联，以降落较大的纹波电压，而把对交流阻抗小的元件（如电容）与负载并联，以旁路较大的纹波电流。
其滤波原理与电容、电感滤波类似，这里仅介绍RCπ型滤波。
图Z0715（c）为RCπ型滤波电路，它实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。
其滤波原理可以这样解释：经过电容C1滤波之后，C1两端的电压包含一个直流分量与交流分量，作为RC2滤波的输入电压。
对直流分量而言，C2 可视为开路，RL上的输出直流电压为：对于交流分量而言，其输出交流电压为：若满足条件则有由式可见，R愈小，输出的直流分量愈大；由式可见，RC2愈大，输出的交流分量愈小。
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。
桥式整流电容滤波电路
桥式整流电容滤波电路
桥式整流电容滤波电路是利用电势与电流的平衡来抑制由电路
中间元件带来的一些不可避免的电压降低和瞬时变化，以达到滤波的作用。
在电子系统中，桥式整流电容滤波电路的应用极为广泛，可以用来抑制瞬态电压或电流的波动，减少纹波电压，实现对稳定供电电压的保护。
桥式整流电容滤波电路是一种结构简单，能够抑制瞬态电压或电流波动，减少纹波电压，实现对稳定供电电压的保护的电路。
桥式整流电容滤波电路原理十分简单，它由桥接电容、整流元件（晶体管、整流二极管、双极二极管）和滤波电容组成。
其原理是，由于这种整流电路中的整流元件可以把输入的交流电源转换成直流电源，桥式电容将电流的波动抑制，滤波电容产生的电压就会在输出端产生一个相对恒定的电压，使输出更加平稳和稳定。
在电子系统中，桥式整流电容滤波电路可以作为稳压元件，以满足电路对输出电压的稳定性要求，并使内部纹波的大小符合稳定电压的要求。
此外，它还可以抑制元件的瞬态电压或电流波动，减小纹波电压，使电子系统的漏电变小，从而降低系统的故障率。
在电源负载的恒定条件下，桥式整流电容滤波电路的抑制对输出电压的调整很小，具有良好的稳定性、可靠性和变化小的特点，因此在电子系统中得到广泛应用。
结论：桥式整流电容滤波电路是一种结构简单，能够抑制电路中间元件带来的瞬态电压或电流波动，减少纹波电压，实现稳定供电电
压保护的电路。
它具有良好的稳定性、可靠性和变化小等特点，在电子系统中得到广泛应用。
电容滤波电路(桥式电路)
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（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
电容在电路中的作用及电容滤波原理
电容在电路中的作用及电容滤波原理The manuscript was revised on the evening of 2021电容在电路中的作用及电容滤波原理电容器在电子电路中几乎是不可缺少的储能元件，它具有隔断直流、连通交流、阻止低频的特性。
广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等电路中。
熟悉电容器在不同电路中的名称意义，有助于我们读懂电子电路图。
1、滤波电容：接在直流电源的正、负极之间，以滤除直流电源中不需要的交流成分，使直流电变平滑。
一般采用大容量的电解电容器或钽电容，也可以在电路中同时并接其他类型的小容量电容以滤除高频交流电。
2、去耦电容：幷接在放大电路的电源正、负极之间，防止由于电源内阻形成的正反馈而引起的寄生震荡。
3、耦合电容：接在交流信号处理电路中，用于连接信号源和信号处理电路或者作两放大器的级间连接，用以隔断直流，让交流信号或脉冲信号通过，使前后级放大电路的直流工作点互不影响。
4、旁路电容：接在交、直流信号的电路中，将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上，为交流信号或脉冲信号设置一条通路，避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。
5、调谐电容：连接在谐振电路的振荡线圈两端，起到选择振荡频率的作用。
6、衬垫电容与谐振电容：主电容串联的辅助性电容，调整它可使振荡信号频率范围变小，幷能显着地提高低频端的振荡频率。
是当地选定衬垫电容的容量，可以将低端频率曲线向上提升，接近于理想频率跟踪曲线。
7、补偿电容：与谐振电路主电容并联的辅助性电容，调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。
8、中和电容：并接在三极管放大器的基极与发射极之间，构成负反馈网络，以抑制三极管间电容造成的自激振荡。
9、稳频电容：在振荡电路中起稳定振荡频率的作用。
10、定时电容：在RC时间常数电路中与电阻R串联，共同决定充放电时间长短的电容。
11、加速电容：接在振荡器反馈电路中，使正反馈过程加速，提高振荡信号的幅度。
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。
电容电感滤波原理
电容电感滤波原理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。
常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。
无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。
有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。
直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，则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的输出电压的脉动系数S≈O．67。
对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后，其脉动系数S=1／(4(RLC／T-1)。
(T为整流输出的直流脉动电压的周期。
)电阻滤波电路RC-π型滤波电路，实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。
如图1(B)RC滤波电路。
若用S表示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。
由分析可知，电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端，最后由C2再旁路掉。
在ω值一定的情况下，R愈大，C2愈大，则脉动系数愈小，也就是滤波效果就越好。
而R值增大时，电阻上的直流压降会增大，这样就增大了直流电源的内部损耗；若增大C2的电容量，又会增大电容器的体积和重量，实现起来也不现实。
这种电路一般用于负载电流比较小的场合.电感滤波电路根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同，由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。
因为电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C并联在负载两端。
电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。
（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联的电容器C在输入电压升高时，给电容器充电，可把部分能量存储在电容器中。
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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
2
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
t3
（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4
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
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
IZ IO，使IR基本不变而实现UO的稳定。
21
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
+
(R>> rz) UI
-
R
rz
+
RL
UO
-
∴ Sr=(ΔUO/ΔUI)(UI/UO)
输出电阻RO：
rz UI R rz UO
RO=R//rz ≈rz
(R>> rz)
另外，用电网电压波动±10%时UO的变化量ΔUO作 为衡量指标，称为电压调整率。
用IO从0变到额定值时，UO的变化量作为衡量指标， 称为电流调整率。
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
8
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:
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
15
一. 稳压电源类型
常用稳压电路 (小功率设备)
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。
规律下降，时间常数 = RL C
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。
5
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
6
例题
7
（二）、电感滤波电路
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
UO
以上过程是利用 UI URUO关系中，使
URUI，从而实现UO的稳定。 20
~220V
R
+ IR IZ
UI
DZ
-
IZ + UO
RL -
当负载发生变化时：
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。
Байду номын сангаас
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。
19
通过对电路分析 容易得到关系式：
UI URUO ~220V
16
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。
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
Uo(AV)≈0.9U2
9
三、其他形式的滤波电路
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。
10
１. RC – 型滤波器
改善滤波特性的方法：采取多级滤波
RC – 型滤波器
R
u1
u2
uo1´
C1
C2
RL uo
11
u1
u2
R
uo1´
C1
C2
RL uo
12
２、 L-C 型滤波电路
L
u1
u2
C uo1
RL uo
UoUo ' 0.9U2
13
３、LC – 型滤波电路
u1
u2
L
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。
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。
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§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。
流变化量之比。它实际上就是电源戴维南等效电路
的内阻。
17
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
IZmin u 载电压不变的场合。
R
IZmax
+ IR IZ
UI
DZ
-
IZ + UO
RL -
18
i
从稳压管的特性可知，在电
路中若能使稳压管始终工作
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。
限流电阻
R
R
+ IR
IZ
UI
DZ
-
IO
+
RL
UO
-
+
UI
rz
-
+
RL
UO
- 23
脉动系数Sr：
UO rz//RL rz UI Rrz//RL Rrz
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。
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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