交流电经二极管整流后得到的直流电只是广义的直流电。电流方向虽然不变,但是电压大小仍然是随时变化的,离电子设备要求的直流电还有很大差距。
要滤除广义直流电中的波动成分,就需要采用滤波电路。滤波电路分为高通滤波、低通滤波、带通滤波等,直流电源的滤波需要采用低通滤波电路。滤波电路的核心元件主要有电容和电感。电感由于采用铜线绕制,所以价格高、体积大、重量大,一般只用在高频电路或者特殊的大电流场合。电子设备的直流电源中常采用电容滤波。
图4-4所示为半波整流后电容滤波电路,滤波的核心元件是C。图4-5是不同大小的滤波电容C和负载R滤波效果对比:滤波电容的电容量越大,滤波效果越好;负载电阻越大,滤波效果也越好。即滤波效果取决于滤波电容C和负载R的乘积,一般取
式中T为电压波动的周期,周期是频率的倒数。
我国电网一律采用50Hz交流电,半波整流后仍然为50Hz,对应的周期是0.02s,则半波整流时有
RC≥(0.03~0.05)
桥式整流时:
RC≥(0.015~0.025)
实际在对电源滤波电容选择时可以尽量选择更大一些的,滤波效果会更好。
图4-4 半波整流电容滤波电路
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图4-5 半波整流滤波电容充放电波形
图4-6所示为桥式整流电容滤波电路,滤波环节与图4-4相同,滤波的核心元件是C。图4-7是桥式整流电路滤波电容充放电波形。通过与半波整流对比可知,在同样大小的滤波电容和负载时,桥式整流的滤波效果更好。
图4-6 桥式整流电容滤波电路
图4-7 桥式整流电路滤波电容充放电波形
图4-8为桥式整流π型滤波电路,滤波的核心元件为C1、C2和L,这三个元件的参数越大滤波效果越好,π型滤波电路通常用在负载电流较大的场合。在负载电流较小的场合如果对滤波效果要求较高,也可以将L替换为一个小电阻。桥式π型滤波电路的滤波效果如图4-9所示。
图4-8 桥式π型滤波电路
图4-9 桥式π型滤波电路输出电压波形
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