半波整流電路中的濾波電容計算

導(dǎo)讀

半波整流電路的應(yīng)用比較廣泛，它可以將交流電壓變換成直流電壓，配合一顆容量大一點的濾波電容后可以輸出較平穩(wěn)的直流電壓。那么這顆濾波電容究竟需要多大呢？有人說根據(jù)經(jīng)驗，需要用XXuF的電容。那么也會有人說我沒有經(jīng)驗，需要焊接一塊板子測量一下?？赡苓€會有人說，現(xiàn)在電路可以仿真，我仿真一下就知道了。沒錯，通過以上的經(jīng)驗、實驗或仿真，可以確定需要多大的電容，不過個人認(rèn)為經(jīng)驗這種東西不一定每個人都有，特別是剛?cè)腴T的新手，湊試法又比較費(fèi)時費(fèi)力，那么從懶人的角度來考慮是不是可以計算出來呢？因此分析如下：

圖1是帶濾波電容的半波整流電路，C就是現(xiàn)在需要討論的濾波電容，R為負(fù)載，Vin為交流輸入電壓。圖2為該電流的輸入和輸出電壓，0 - t1時間段，二極管反向截止，電容C處于放電狀態(tài)，因此放電期間，電容兩端的電壓為

（1）

式中，Vp為輸入電壓Vin的峰值，VD為二極管的前向?qū)妷?。因此電容兩端電壓的紋波電壓為

（2）

濾波電容值應(yīng)為

（3）

式（3）中紋波電壓Vr為設(shè)計目標(biāo)值，t1為未知量。

圖1 帶濾波電容的半波整流電路

為了確定t1，從輸入電壓的角度來看，電容兩端電壓的紋波電壓可近似為

（4）半波整流

（4）全波整流

式中，f為交流輸入電壓的頻率，那么時間t1為

（5）半波整流

（5）全波整流

對于半波整流而言，ΔT半=T-t1,對于半波整流而言，ΔT全=T/2-t1，因此有ΔT=ΔT半 =ΔT全，即

圖2 半波整流電路輸入輸出電壓波形

將式（5）代入式（3），可得

（6）

式（6）就是半波整流電路中濾波電容值的計算公式。

因此，同理可以得出全波整流電路中濾波電容值的計算公式為

（7）