各种电源滤波器电路的分析

整流电路输出的电压是单向脉动电压，不能直接用于电子电路. 因此，有必要对输出电压进行滤波以消除电压的交流分量，并在其变为直流电之后用作电子电路. 在滤波电路中，主要使用具有交流专用阻抗特性的设备，例如电容器和电感器. 本文分析了其各种形式的滤波电路.

首先，滤波器电路的类型

滤波电路主要有以下几种: 电容器滤波电路，是最基本的滤波电路； π型RC滤波电路； π型LC滤波电路；电子滤波电路.

第二，过滤原理

1. 单向脉动直流电压的特征

如图1（a）所示. 它是单向脉动直流电压波形. 从图中可以看出，无论何时，电压的方向都是一致的，但是它在电压的幅度上波动，即在时间轴上，电压呈现周期性. 变化，所以它是脉动的.

但是根据波形分解的原理，该电压可以分解直流电压和一组具有不同频率的交流电压，如图1（b）所示. 在图1（b）中，虚线是单向脉动DC电压U. 实线中的DC分量是UO中的AC分量.

2. 电容器滤波原理

根据上述分析，单向脉动直流电压可以分解为交流和直流部分. 在电源电路的滤波电路中，使用电容器的“直通”特性和能量存储特性，或者可以使用电感器的“直通”特性来滤除电压的交流分量. 图2显示了电容器滤波的原理图.

图2（a）是整流器电路的输出电路. 交流电压通过整流电路后，输出单向脉动直流电，即电路中的UO.

图2（b）显示了电容器滤波电路. 由于电容器C1等效于DC电流的开路，因此整流电路输出的DC电压不能通过C1接地，而仅加到负载RL上. 该图显示了RL. 对于由整流电路输出的AC分量，由于C1的容量较大并且电容电抗较小电源滤波电路有哪些，因此AC分量通过C1流到地面并且不能被添加到负载RL. 这样，通过电容器C1的滤波，从单向脉动直流电流中取出所需的直流电压+ U.

滤波电容器C1的容量越大，对交流分量的电容电抗越小，因此负载RL上残留的交流分量越小，滤波效果越好.

3. 感应滤波原理

图3显示了感应滤波的原理图. 由于电感L1等于直流电流，因此整流电路输出的直流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的大电感和大电感，对交流分量有很大的阻碍作用，并防止交流电流通过C1流向负载RL. 这样，通过对电感器L1进行滤波，可以从单向脉动直流电中获取所需的直流电压+ U.

滤波电感L1的电感越大，交流分量的电感越大. 负载RL上残留的交流分量越小，滤波效果越好，但是直流电阻也会增加.

三，π型RC滤波电路图像识别方法

图4显示了π型RC滤波器电路. 电路中的C1，C2和C3是三个滤波电容器，R1和R2是滤波电阻，C1，R1和C2构成第一部分π型RC滤波电路，C2，R2和C3构成第二部分π型RC滤波电路. 由于此滤波器电路的形式类似于希腊字母π以及电阻器和电容器的使用，因此称为π型RC滤波器电路.

π型RC滤波电路的原理如下:

（1）该电路的滤波原理是: 整流电路输出的电压首先由C1滤波以去除大部分AC分量，然后加到由R1和C2形成的滤波电路中. C2和R1的容抗形成一个分压电路. 由于C2的容抗很小，交流分量的部分电压衰减大，可以达到滤波目的. 对于直流电源，由于C2具有直流阻断作用，因此R1和C2的分压电路没有直流电压衰减的影响，因此直流电压通过R1输出.

（2）当R1的大小不变时，增加C2的容量可以改善滤波效果. 当C2的大小恒定时，增加R1的电阻可以改善滤波效果. 但是，滤波电阻器R1的电阻不能太大，因为流经负载的DC电流必须流经R1，并且R1上将发生DC压降，从而降低DC输出电压Uo2. R1的电阻越大，或者流过负载的电流越大，R1两端的压降越大，并且直流输出电压越低.

（3）C1是第一个滤波电容器. 增加容量可以提高过滤效果. 但是，如果C1过大，则启动时C1的充电时间会很长. 该充电电流流过整流二极管. 当充电电流过大且时间过长时，整流二极管会损坏. 因此，使用这种π型RC滤波电路可以使C1的容量更小，并通过合理设计R1和C2的值进一步提高滤波效果.

（4）该滤波电路中有三个直流电压输出端子，分别输出三组直流电压Uo1，Uo2和Uo3. 其中，Uo1仅由电容器C1滤波； Uo2由C1，R1和C2电路滤波，滤波效果更好，Uo2中的AC分量更小. Uo3由2个滤波电路滤波，滤波效果最佳，因此Uo3中的通信分量最小.

（5）三个直流输出电压的大小不同. Uo1的电压最高. 通常，此电压直接添加到功率放大器电路，或添加到需要最高DC工作电压和最大工作电流的电路. Uo2的电压略低，因为电阻器R1的电压降到了直流电压； Uo3电压最低时，此电压通常作为直流工作电压提供给前级电路，因为前级电路的直流工作电压相对较低，并且直流工作电压中需要的交流分量更少.

四种π型LC滤波器电路图像识别方法

图5显示了一个π型LC滤波器电路. π型LC滤波器电路与π型RC滤波器电路基本相同. 该电路只是用滤波电感代替滤波电阻，因为滤波电阻对直流和交流具有相同的电阻，并且滤波电感对交流电感具有大的电阻，对直流电阻较小，因此可以在不提高滤波效果的情况下提高滤波效果. 降低直流输出电压.

在图5的电路中，整流电路输出的单向脉动直流电压首先由电容器C1滤波以去除大部分交流分量，然后添加到L1和C2滤波电路中.

对于AC组件，L1具有较大的电感，因此L1上的AC压降较大，并且施加到负载的AC组件较小.

对于DC，L1不表现出感抗，这等效于一条路径. 同时，滤波电感使用较粗的线径和较小的直流电阻，因此直流电压基本没有压降，因此直流输出电压相对较高. 这是使用电感滤波器的主要优点.

五，电子滤波器的图像识别方法

1. 电子过滤器

图6显示了电子滤波器. 电路中的VT1是一个三极管，用作过滤管. C1是VT1的基极滤波电容器，R1是VT1的基极偏置电阻，RL是该滤波电路的负载电源滤波电路有哪些，C2是输出电压的滤波电容器.

电子滤波电路的工作原理如下:

①电路中的VT1，R1，C1构成电子滤波电路. 该电路相当于C1×β1尺寸的电容器，β1是VT1的电流放大率，晶体管的电流放大率比较大. 因此，等效电容非常大，这表明电子滤波器的滤波性能非常好. 等效电路如图6（b）所示. 在图中，C是等效电容.

②电路中的R1和C1构成RC滤波电路. 一方面，R1为VT1提供基极偏置电流，并且也是滤波器电阻. 由于流过R1的电流是VT1的基极偏置电流，因此该电流非常小，并且可以获得相对较大的R1电阻，因此R1和C1的滤波效果非常好，使得直流电压在VT1的基础通信的组件很少. 由于发射极电压具有跟随基极电压的特性，因此VT1发射极输出电压的交流分量也很小，达到了滤波的目的.

③在电子滤波器中，滤波主要通过R1和C1来实现，R1和C1也是RC滤波电路，但与之前介绍的RC滤波电路不同. 在该电路中，流过负载的直流电流是VT1的发射极电流，流过滤波电阻R1的电流是VT1的基极电流. 基极电流很小，因此可以将滤波电阻器R1的电阻设置得很大（滤波效果很好），但不会使直流输出电压降太多.

④电路中R1的电阻值决定了VT1的基极电流，它决定了VT1的集电极和发射极之间的管电压降，也决定了VT1的发射极的输出直流电压，因此通过改变R1的大小，可以调节直流输出电压+ V的大小.

2. 电子调压器滤波器

图7显示了另一个电子稳压器滤波器. 与先前的电路相比，在VT1的基极和地面之间插入了一个齐纳二极管VD1. 电子调压的原理如下:

将齐纳二极管VD1连接到VT1的基极和地之间之后，输入电压通过R1，使齐纳二极管VD1处于反向偏置状态. 此时，VD1的电压调节特性使VT1管的基极电压稳定，从而使VT1发射极输出的直流电压相对稳定. 注意: 此电压的稳定性特性取决于VD1的电压调节特性，与电子滤波电路本身无关.

R1也是VD1的限流保护电阻. 添加稳压二极管VD1后，更改R1的大小不能更改VT1的发射极的输出电压. 由于存在VT1的发射极PN结的电压降，因此发射极的输出电压略小于VD1的调节值.

C1，R1和VT1还构成一个电子滤波电路，起滤波作用.

在某些情况下，为了进一步提高滤波效果，可以使用双管电子滤波电路，并且两个电子滤波管形成复合管电路. 这样，总电流倍率就是每个管电流倍率的乘积，明显提高了滤波效果.

六. 功率滤波器电路图像识别概述

关于电源滤波器电路分析的要点如下:

（1）在分析滤波电容器的工作原理时，主要使用电容器的“直通”特性或充放电特性，即整流电路将单向脉动直流电压输出到为滤波电容器充电. 当输出到脉动直流电压时，滤波电容器会释放负载.

（2）在分析滤波电感器的工作原理时，主要是要认识到电感器对直流电阻小，无感抗，但对交流有感抗.

（3）在分析电子滤波器电路时，有必要知道电子滤波器基础上的电容器是滤波器的关键组件. 另外，为了分析直流电路，电子滤波器管具有基极电流以及集电极和发射极电流. 流过负载的电流是电子滤波器管的发射极电流. 改变基极电流可以调节电子滤波器管的集电极. 发射极引起的管电压降会改变电子滤波器输出的直流电压.

（4）电子滤波器本身不具有稳压功能，但是在添加稳压二极管之后，可以稳定输出直流电压.

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