10.3.2.1 电感滤波电路
在大电流负载情况下,由于负载电阻R很小,若采用电容滤波电路,则电容容量势必很大,而且整流二极管的冲击电流也非常大,这就使得整流管和电容器的选择变得很困难,甚至不太可能,在此情况下应当采用电感滤波。在整流电路与负载电阻之间串联一个电感线圈L就构成了电感滤波电路,如图10.3.7所示。由于电感线圈的电感量要足够大,所以一般需要采用有铁心的线圈。
图10.3.7 单相桥式整流电感滤波电路
电感的基本性质是当流过它的电流变化时,电感线圈中产生的感生电动势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时,电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反,阻止电流的增加,同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中;当通过电感线圈的电流减小时,自感电动势与电流方向相同,阻止电流的减小,同时释放出存储的能量,以补偿电流的减小。因此,经电感滤波后,不但负载电流及电压的脉动减小、波形变得平滑,而且整流二极管的导通角增大。
整流电路输出电压可分解为两部分:一部分为直流分量,它就是整流电路输出电压的平均值UO(AV),对于全波整流电路,其值约为0.9U2;另一部分为交流分量ud;如图10.3.7所标注。电感线圈对直流分量呈现的电抗很小,就是线圈本身的电阻R;而对交流分量呈现的电抗为ωL。所以若二极管的导通角近似为π,则电感滤波后的输出电压平均值为
输出电压的交流分量为
从式(10.3.5)可以看出,电感滤波电路输出电压平均值小于整流电路输出电压平均值,在线圈电阻可忽略的情况下,UO(AV)≈ 0.9U2。从式(10.3.6)可以看出,在电感线圈不变的情况下,负载电阻愈小(即负载电流愈大),输出电压的交流分量愈小,脉动愈小。注意,只有在RL远远小于ωL时,才能获得较好的滤波效果。显然,L愈大,滤波效果愈好。
另外,由于滤波电感电动势的作用,可以使二极管的导通角等于π,减小了二极管的冲击电流,平滑了流过二极管的电流,从而延长了整流二极管的寿命。(www.xing528.com)
10.3.2.2 复式滤波电路
当单独使用电容或电感进行滤波效果仍不理想时,可采用复式滤波电路。电容和电感是基本的滤波元件,利用它们对直流量和交流量呈现不同电抗的特点,只要合理地接入电路都可以达到滤波的目的。图10.3.8(a)所示为LC滤波电路,图(b)、(c)所示为两种π形滤波电路。读者可根据上面的分析方法分析它们的工作原理。
图10.3.8 复式滤波电路
思考题
10.3.1 在单相桥式整流电容滤波电路中,若有一只二极管断路,则输出电压平均值是否为正常时的一半?为什么?
10.3.2 为什么用电容滤波要将电容与负载电阻并联,而用电感滤波要将电感与负载电阻串联?
习 题
10.3.1 分别判断图题10.3.1所示各电路能否作为滤波电路,简述理由。
题图10.3.1
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