電容濾波原理詳解 |
1.電源適配器空載時(shí)的情況 當(dāng)電路采用電容濾波,輸出端空載,如圖4(a)所示,設(shè)初始時(shí)電容電壓uC為零。接入電源適配器后,當(dāng)u2在正半周時(shí),通過D1、D3向電容器C充電;當(dāng)在u2的負(fù)半周時(shí),通過D2、D4向電容器C充電,充電時(shí)間常數(shù)為 (a)電路圖 (b)波形圖 圖4 空載時(shí)橋式整流電容濾波電路 式中 包括變壓器副邊繞組的直流電阻和二極管的正向?qū)娮琛S捎?一般很小,電容器很快就充到交流電壓u2的最大值 ,如波形圖2(b) 的時(shí)刻。此后,u2開始下降,由于電路輸出端沒接負(fù)載,電容器沒有放電回路,所以電容電壓值uC不變,此時(shí),uC>u2,二極管兩端承受反向電壓,處于截止?fàn)顟B(tài),電路的輸出電壓 ,電路輸出維持一個(gè)恒定值。實(shí)際上電路總要帶一定的負(fù)載,有負(fù)載的情況如下。 2.帶載時(shí)的情況 圖5給出了電容濾波電路在帶電阻負(fù)載后的工作情況。接通交流電源適配器后,二極管導(dǎo)通,整流電源適配器同時(shí)向電容充電和向負(fù)載提供電流,輸出電壓的波形是正弦形。在 時(shí)刻,即達(dá)到u2 90°峰值時(shí),u2開始以正弦規(guī)律下降,此時(shí)二極管是否關(guān)斷,取決于二極管承受的是正向電壓還是反向電壓。 先設(shè)達(dá)到90°后,二極管關(guān)斷,那么只有濾波電容以指數(shù)規(guī)律向負(fù)載放電,從而維持一定的負(fù)載電流。但是90°后指數(shù)規(guī)律下降的速率快,而正弦波下降的速率小,所以超過90°以后有一段時(shí)間二極管仍然承受正向電壓,二極管導(dǎo)通。隨著u2的下降,正弦波的下降速率越來越快,uC 的下降速率越來越慢。所以在超過90°后的某一點(diǎn),例如圖5(b)中的t2時(shí)刻,二極管開始承受反向電壓,二極管關(guān)斷。此后只有電容器C向負(fù)載以指數(shù)規(guī)律放電的形式提供電流,直至下一個(gè)半周的正弦波來到,u2再次超過uC,如圖5(b)中的t3時(shí)刻,二極管重又導(dǎo)電。 以上過程電容器的放電時(shí)間常數(shù)為 電容濾波一般負(fù)載電流較小,可以滿足td較大的條件,所以輸出電壓波形的放電段比較平緩,紋波較小,輸出脈動(dòng)系數(shù)S小,輸出平均電壓UO(AV)大,具有較好的濾波特性。 (a)電路圖 (b)波形圖 圖5帶載時(shí)橋式整流濾波電路 以上濾波電路都有一個(gè)共性,那就是需要很大的電容容量才能滿足要求,這樣一來大容量電容在加電瞬間很有很大的短路電流,這個(gè)電流對(duì)整流二極管,變壓器沖擊很大,所以現(xiàn)在一般的做法是在整流前加一的功率型NTC熱敏電阻來維持平衡,因NTC熱敏電阻在常溫下電阻很大,加電后隨著溫度升高,電阻阻值迅速減小,這個(gè)電路叫軟起動(dòng)電路。這種電路缺點(diǎn)是:斷電后,在熱時(shí)間常數(shù)內(nèi), NTC熱敏電阻沒有恢復(fù)到零功率電阻值,所以不宜頻繁的開啟。 為什么整流后加上濾波電容在不帶負(fù)載時(shí)電壓為何升高?這是因?yàn)榧由蠟V波測(cè)得的電壓是含有脈動(dòng)成分的峰值電壓,加上負(fù)載后就是平均值,計(jì)算:峰值電壓=1.414×理論輸出電壓 有源濾波-電子電路濾波 電阻濾波本身有很多矛盾,電感濾波成本又高,故一般線路常采用有源濾波電路,電路如圖6。它是由C1、R、C2組成的π型RC濾波電路與有源器件晶體管T組成的射極輸出器連接而成的電路。由圖6可知,流過R的電流IR=IE/(1+β)=IRL/(1+β)。流過電阻R的電流僅為負(fù)載電流的1/(1+β).所以可以采用較大的R,與C2配合以獲得較好的濾波效果,以使C2兩端的電壓的脈動(dòng)成分減小,輸出電壓和C2兩端的電壓基本相等,因此輸出電壓的脈動(dòng)成分也得到了削減。 從RL負(fù)載電阻兩端看,基極回路的濾波元件R、C2折合到射極回路,相當(dāng)于R減小了(1+β)倍,而C2增大了(1+β)倍。這樣所需的電容C2只是一般RCπ型濾波器所需電容的1/β,比如晶體管的直流放大系數(shù)β=50,如果用一般RCπ型濾波器所需電容容量為1000μF,如采用電子濾波器,那么電容只需要20μF就滿足要求了。采用此電路可以選擇較大的電阻和較小的電容而達(dá)到同樣的濾波效果,因此被廣泛地用于一些小型電子設(shè)備的電源適配器之中。 電容自諧振頻率表 2009-02-02 16:13 根據(jù)LC電路串聯(lián)諧振的原理,諧振點(diǎn)不僅與電感有關(guān),還與電容值有關(guān),電容越大,諧振點(diǎn)越低。許多人認(rèn)為電容器的容值越大,濾波效果越好,這是一 種誤解。電容越大對(duì)低頻干擾的旁路效果雖然好,但是由于電容在較低的頻率發(fā)生了諧振,阻抗開始隨頻率的升高而增加,因此對(duì)高頻噪聲的旁路效果變差。表1是 不同容量瓷片電容器的自諧振頻率,電容的引線長度是1.6mm
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| 發(fā)布時(shí)間:2018.07.17 來源:電源適配器廠家 |
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