由浅入深解说滤波电路作业原理

在整流电路输出的电压是单向脉动性电压，不能直接给电子电路运用。所以要对输出的电压进行滤波，消除电压中的沟通成分，成为直流电后给电子电路运用。在滤波电路中，首要运用对沟通电有特别阻抗特性的器材，如：电容器、电感器。本文对其各种方式的滤波电路做多元化的剖析。

一、滤波电路品种

滤波电路首要有下列几种：电容滤波电路，这是最根本的滤波电路;π 型 RC 滤波电路;π 型 LC 滤波电路;电子滤波器电路。

二、滤波原理

1. 单向脉动性直流电压的特色

如图 1(a)所示。是单向脉动性直流电压波形，从图中能够精确的看出，电压的方向性不管在何时都是共同的，但在电压幅度上是动摇的，就是在时刻轴上，电压出现出周期性的改动，所以是脉动性的。

但依据波形分化原理可知，这一电压能够分化一个直流电压和一组频率不同的沟通电压，如图 1(b)所示。在图 1(b)中，虚线部分是单向脉动性直流电压 U。中的直流成分，实线部分是 UO 中的沟通成分。

2. 电容滤波原理

依据以上的剖析，因为单向脉动性直流电压可分化成沟通和直流两部分。在电源电路的滤波电路中，使用电容器的“隔直通交”的特性和储能特性，或许使用电感“隔交通直”的特功用够滤除电压中的沟通成分。图2 所示是电容滤波原理图。

图2(a)为整流电路的输出电路。沟通电压经整流电路之后输出的是单向脉动性直流电，即电路中的 UO。

图2(b)为电容滤波电路。因为电容 C1 对直流电相当于开路，这样整流电路输出的直流电压不能通过C1 到地，只要加到负载 RL 图为 RL 上。关于整流电路输出的沟通成分，因 C1 容量较大，容抗较小，沟通成分通过 C1 流到地端，而不能加到负载 RL。这样，通过电容 C1 的滤波， 从单向脉动性直流电中取出了所需求的直流电压 +U。

滤波电容 C1 的容量越大，对沟通成分的容抗越小，使残留在负载 RL 上的沟通成分越小，滤波效果就越好。

3. 电感滤波原理

图 3 所示是电感滤波原理图。因为电感 L1 对直流电相当于通路，这样整流电路输出的直流电压直接加到负载 RL 上。

关于整流电路输出的沟通成分，因 L1 电感量较大，感抗较大，对沟通成分发生很大的阻挠效果，阻挠了沟通电通过 C1 流到加到负载 RL。这样，通过电感 L1 的滤波，从单向脉动性直流电中取出了所需求的直流电压 +U。

滤波电感 L1 的电感量越大，对沟通成分的感抗越大，使残留在负载 RL 上的沟通成分越小，滤波效果就越好，但直流电阻也会增大。

三、π 型 RC滤波电路识图办法

图 4 所示是 π 型 RC 滤波电路。电路中的 C1、C2 和 C3 是 3 只滤波电容，R1 和 R2 是滤波电阻，C1、R1 和C2 构成第一节 π 型的 RC 滤波电路，C2、R2 和 C3 构成 第二节 π 型 RC 滤波电路。因为这种滤波电路的方式好像希腊字母 π 和选用了电阻器、电容器，所以称为 π 型 RC 滤波电路。

π 型 RC 滤波电路原理如下：

(1)这一电路的滤波原理是：从整流电路输出的电压首要通过 C1 的滤波，将大部分的沟通成分滤除，然后再加到由 R1 和 C2 构成的滤波电路中。C2 的容抗与 R1 构成一个分压电路，因 C2 的容抗很小，所以对沟通成分的分压衰减量很大，到达滤波意图。关于直流电而言，因为 C2 具有隔直效果，所以 R1 和 C2 分压电路对直流不存在分压衰减的效果，这样直流电压通过 R1 输出。

(2)在 R1 巨细不变时，加大 C2 的容量能大大的进步滤波效果，在 C2 容量巨细不变时，加大 R1 的阻值能大大的进步滤波效果。可是，滤波电阻 R1 的阻值不能太大，因为流过负载的直流电流要流过 R1，在 R1 上会发生直流压降，使直流输出电压 Uo2 减小。R1 的阻值越大，或流过负载的电流越大时，在 R1 上的压降越大，使直流输出电压越低。

(3)C1 是第一节滤波电容，加大容量能大大的进步滤波效果。可是 C1 太大后，在开机时对 C1 的充电时刻很长，这一充电电流是流过整流二极管的，当充电电流太大、时刻太长时，会损坏整流二极管。所以选用这种 π 型 RC 滤波电路能够使 C1 容量较小，通过合理规划 R1 和 C2 的值来进一步进步滤波效果。

(4)这一滤波电路中共有 3 个直流电压输出端，别离输出 Uo1、Uo2 和 Uo3 三组直流电压。其间，Uo1 只通过电容 C1 滤波;Uo2 则通过了 C1、 R1 和 C2 电路的滤波，所以滤波效果更好，Uo2 中的沟通成分更小;Uo3 则通过了 2 节滤波电路的滤波，滤波效果最好，所以 Uo3 中的沟通成分最少。

(5)3 个直流输出电压的巨细是不同的。Uo1 电压最高，一般这一电压直接加到功率扩大器电路，或加到需求直流作业电压最高、作业电流最大的电路中;Uo2 电压稍低，这是因为电阻 R1 对直流电压存在电压降;Uo3 电压最低，这一电压一般供应前级电路作为直流作业电压，因为前级电路的直流作业电压比较低，且要求直流作业电压中的沟通成分少。

四、π型 LC滤波电路识图办法

图 5 所示是 π 型 LC 滤波电路。π 型 LC 滤波电路与 π 型 RC 滤波电路根本相同。这一电路仅仅将滤波电阻换成滤波电感，因为滤波电阻对直流电和沟通电存在相同的电阻，而滤波电感对沟通电感抗大，对直流电的电阻小，这样既能进步滤波效果，又不会下降直流输出电压。

在图 5 的电路中，整流电路输出的单向脉动性直流电压先经电容 C1 滤波，去掉大部分沟通成分，然后再加到 L1 和 C2 滤波电路中。

关于沟通成分而言，L1 对它的感抗很大，这样在 L1 上的沟通电压降大，加到负载上的沟通成分小。

对直流电而言，因为 L1 不出现感抗，相当于通路，一起滤波电感选用的线径较粗，直流电阻很小，这样对直流电压根本上没有电压降，所以直流输出电压比较高，这是选用电感滤波器的首要长处。

五、电子滤波器识图办法

1.电子滤波器

图 6 所示是电子滤波器。电路中的 VT1 是三极管，起到滤波管效果，C1 是 VT1 的基极滤波电容，R1 是 VT1 的基极偏置电阻，RL 是这一滤波电路的负载，C2 是输出电压的滤波电容。

电子滤波电路作业原理如下：

电路中的 VT1、R1、C1 组成电子滤波器电路，这一电路相当于一 只容量为 C1×β1 巨细电容器，β1 为 VT1 的电流扩大倍数，而晶体管的电流扩大倍数比较大，所以等效电容量很大，可见电子滤波器的滤波功用是很好的。等效电路如图 6(b)所示。图中 C 为等效电容。

电路中的 R1 和 C1 构成一节 RC 滤波电路，R1 一方面为 VT1 供给基极偏置电流，一起也是滤波电阻。因为流过 R1 的电流是 VT1 的基极偏置电流，这一电流很小，R1 的阻值能够获得比较大，这样 R1 和 C1 的滤 波效果就很好，使 VT1 基极上直流电压中的沟通成分很少。因为发射极电压具有跟从基极电压的特性，这样 VT1 发射极输出电压中沟通成分也很少，到达滤波的意图。

在电子滤波器中，滤波首要是靠 R1 和 C1 完成的，这也是 RC 滤波电路，但与前面介绍的 RC 滤波电路是不同的。在这一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 基极电流，基极电流很小，所以能够使滤波电阻 R1 的阻值设得很大(滤波效果好)，但不会使直流输出电压下降许多。

电路中的 R1 的阻值巨细决议了 VT1 的基极电流巨细，然后决议了 VT1 集电极与发射极之间的管压降，也就决议了 VT1 发射极输出直流电压巨细，所以改动 R1 的巨细，能够调整直流输出电压 +V 的巨细。

2.电子稳压滤波器

图 7 所示是另一种电子稳压滤波器，与前一种电路比较，在 VT1 基极与地端之间接入了稳压二极管 VD1。电子稳压原理如下：在 VT1 基极与地端之间接入了稳压二极管 VD1 后，输入电压经 R1 使稳压二极管 VD1 处于反向偏置状况，此刻 VD1 的稳压特性使 VT1 管的基极电压安稳，这样 VT1 发射极输出的直流电压也比较安稳。留意：这一电压的安稳特性是因为 VD1 的稳压特性决议的，与电子滤波器电路自身没有关系。

R1 一起仍是 VD1 的限流维护电阻。在参加稳压二极管 VD1 后，改动 R1 的巨细不能改动 VT1 发射极输出电压巨细，因为 VT1 的发射结存在 PN 结电压降，所以发射极输出电压比 VD1 的稳压值略小。

C1、R1 与 VT1 相同组成电子滤波器电路，起到滤波效果。

在有些场合下，为了进一步进步滤波效果，可选用双管电子滤波器电路，2 只电子滤波管构成了复合管电路。这样总的电流扩大倍数为各管电流扩大倍数之积，显然能大大的进步滤波效果。

六、电源滤波电路识图小结

关于电源滤波电路剖析首要留意以下几点：

(1)剖析滤波电容作业原理时，首要使用电容器的“隔直通交”特性，或是充电与放电特性，即整流电路输出单向脉动性直流电压时对滤波电容充电，当没有单向脉动性直流电压输出时，滤波电容对负载放电。

(2)剖析滤波电感作业原理时，首要是知道电感器对直流电的电阻很小、无感抗效果，而对沟通电存在感抗。

(3)进行电子滤波器电路剖析时，要知道电子滤波管基极上的电容是滤波的要害元件。别的，要进行直流电路的剖析，电子滤波管有基极电流和集电极、发射极电流，流过负载的电流是电子滤波管的发射极电流，改动基极电流巨细能够调理电子滤波管集电极与发射极之间的管压降，然后改动电子滤波器输出的直流电压巨细。

(4)电子滤波器自身没有稳压功用，但参加稳压二极管之后能够使输出的直流电压比较安稳。