電容濾波的工作原理

整流后得到的單項脈動直流電含有脈動成分，不是穩(wěn)定的直流電。濾波即過濾掉波形中變化較大的成分，今天先來介紹最簡單的濾波——電容濾波，仿真原理圖如下：

其中電容C稱為濾波電容，通常選用容量較大的電解電容。

1. 仿真數(shù)據(jù)：

圖中，藍色-通道A為變壓器二次側(cè)電壓波形，紅色-通道B為負載電壓波形

2. 工作原理：

設電容初始電壓為0，接通電源，在u2（藍色波形）的正半周，二極管D1、D4導通，電阻RL得電，同時電容C充電，由于二極管正向?qū)娮栊?，所以充電時間常數(shù)很小，可認為u2=uC；

u2到達幅值U2m后開始下降，由于電容電壓不能突變，使uC>u2，D1、D4受反向電壓截止，電容C開始向負載RL放電，放電時間常數(shù)RLC較大，uC下降速度慢；當u2負半周電壓絕對值|u2|=uC時，放電結(jié)束。

隨后|u2|>uC，二極管D2、D3導通，電容又開始充電，這樣反復充、放電，使輸出電壓的起伏明顯減小，得到平滑波形（紅色波形）。

3. 輸入輸出電壓關系：

其中，UL為負載端電壓有效值，U2為變壓器二次側(cè)端電壓有效值。

4. 電容與二極管的選擇：

①放電回路的時間常數(shù)RLC越大，輸出電壓脈動越小，電壓越高，為獲得較平滑的電壓，一般取

其中，T為交流電壓u2的周期。

②由于流過二極管的電流為負載電流的一半，考慮電容濾波作用，使二極管導通時間變短，電流增大，所以二極管的最大整流電流按下式估算：

③二極管承受的最高反向電壓仍為u2的最大值

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