
滤波电路概述滤波电路常用于滤除整流输出电压中的纹波,一般由电抗元件组成,如并联在负载电阻两端的电容C或与负载串联的电感L,以及由电容和电感组成的各种复杂滤波电路。
滤波是信号处理中的一个重要概念。过滤分为古典过滤和现代过滤。
滤波电路分类1、无源滤波电路
无源滤波电路结构简单,易于设计,但其通带放大倍数和截止频率随负载而变化,不适用于对信号处理要求高的场合。
2、有源滤波器电路
有源滤波电路的负载不影响滤波特性,所以常用于信号处理要求高的场合。有源滤波电路一般由RC网络和集成运算放大器组成,所以只能在DC电源合适的条件下使用,也可以放大。
滤波电路的作用滤波电路的基本作用是让某一频率的电流通过或阻止某一频率的电流通过。此外,脉动DC电压中的交流分量被尽可能地减小,而DC分量被保留,使得输出电压的纹波系数减小,波形变得更加平滑。
四种基本类型的滤波电路1、理想低通滤波器。
图是一个理想的低通滤波器,它允许低频信号无损耗地通过滤波器。当信号频率超过截止频率时,信号的衰减是无限的。
2、理想高通滤波器
图为理想的高通滤波器,与理想的低通滤波器正好相反,让高频信号无损耗地通过滤波器。当信号频率低于截止频率时,信号衰减为无穷大。
3、理想带通滤波器
下图是理想的带通滤波器,允许某个频段的信号无损耗地通过滤波器,频段外的信号衰减到无穷大。
4、理想带阻滤波器
下图是理想的带阻滤波器,将某一频带内的信号衰减到无穷大,频带外的信号无损耗地通过滤波器。
电感滤波图显示了电感滤波的原理图。因为电感L1等效于DC的路径,所以整流器电路输出的DC电压直接施加到负载RL。
对于整流电路输出的交流分量,由于L1的电感和电感较大,交流分量受到很大阻碍,阻止了交流通过C1流向负载RL。这样,通过电感L1的滤波,从单向脉动DC中提取出所需的DC电压U。
滤波电感L1的电感越大,交流分量的电感越大,负载r L上剩余的交流分量越小,滤波效果越好,但DC电阻也会增大。
感应滤波电路的波形图如下图所示。根据电感的特性,当输出电流变化时,L中会感应出一个反电动势,使整流器的导通角增大,其方向阻止电流变化。
在桥式整流电路中,当u2为正半周时,D1、D3导通,电感中的电流会滞后u2不到90。当u2超过90时,开始降低,电感上的反电动势帮助D1、D3继续导通。u2在负半周时,D2、D4导通,变压器二次电压全部加在D1、D3两端,使D1、D3反向关断。此时,电感器中的电流将通过D2、D4提供。由于桥式电路的对称性和电感中电流的连续性,四个二极管D1、 D3;D2、D4的导通角为180,与容性滤波电路不同。
已知桥式整流电路中二极管的导通角为180,整流输出电压为半个正弦波,平均值约为0。在电感滤波电路中,二极管的导通角也是180。当忽略电感L的电阻时,负载上的平均电压输出也是相同的。如果滤波器电感的DC电阻r
因为电感的DC电阻小,交流阻抗大,所以通过电感后的DC分量损耗很小,但是对于交流分量来说,经过wL和上分压后,很大一部分交流分量落在电感上,从而降低了输出电压中的脉冲分量。电感L越大,RL越小,滤波效果越好。因此,电感滤波适用于负载电流相对较大且变化较大的场合。电感滤波后,延长了整流管的导通角,避免了过大的浪涌电流。









