电容滤波电路的设计及应用

虽然全波整流的纹波系数相对半波整流而言有很大改善，但与实际要求仍然相差较大，需采用滤波电路进一步减小纹波。滤波通常是利用电容或电感的能量存储作用来实现的。滤波电路种类很多，有电容滤波、电感滤波和复合滤波，首先介绍电容滤波电路。

电容滤波电路

利用电容的充、放电特性，可以构成滤波电路。电容滤波电路如图8.8所示，滤波电容一般容量较大，约1 000 μF以上，常用电解电容。

图8.8　电容滤波电路

电路工作原理。设，由于是全波整流，因此不管是在正半周期还是在负半周期，电源电压u2一方面向RL供电，另一方面对电容C进行充电，由于充电时间常数很小（二极管导通电阻和变压器内阻很小），所以，很快充满电荷，使电容两端电压UC基本接近U2m，而电容上的电压是不会突变的。现假设某一时刻u2的正半周期由零开始上升，因为此时电容上电压UC基本接近U2m，因此u2＜UC，VD1、VD2、VD3、VD4管均截止，电容C通过RL放电，由于放电时常数τd=RLC很大（RL较大时），因此放电速度很慢，UC下降很少。与此同时，u2仍按的规律上升，一旦当u2＞UC时，VD1、VD3导通，u2→VD3→C→VD1对C充电。然后，u2又按的规律下降，当u2＜UC时，二极管均截止，故C又经RL放电。不难理解，在u2的负半周期也会出现与上述基本相同的结果。这样在u2的不断作用下，电容上的电压不断进行充放电，周而复始，从而得到一近似于锯齿波的电压UL=UC，使负载电压的纹波大为减小。

如图8.8所示，电容C和负载电阻RL的取值不同对输出电压有不同的影响。

① RLC越大，电容放电速度越慢，负载电压中的纹波成分越小，负载平均电压越高。为了得到平滑的负载电压，一般取(www.xing528.com)

式中，T为交流电源电压的周期。

② RL越小输出电压越小。若C值一定，当RL→∞，即空载时有

当C=0，即无电容时有

当整流电路的内阻不太大（几欧）且电阻RL和电容C取值满足式（8.16）时，有

这种简单的全波整流滤波电路输出电压高，滤波效能高，但带负载能力差，适用于电压变化范围不大，负载电流小的设备。