单向桥式整流电容滤波电路工作原理详解
单向桥式整流电容滤波电路工作原理详解
假设:1.忽略整流电路内阻;2.电容容量足够大。
一、空载情况
刚开始电源电压上升时,通过D1、D3给负载供电,这种情况下电容就要被充电。根据前面的假设,设整流电路没有内阻,所以电容充电速度非常快。随着电源电压的增加,负载两端电压也同步增加。当电源电压增加到峰值时,负载两端电压也增加到最大值。
按原来整流电路的工作原理,随后当电源电压降低时,D1、D3中的负载两端电压也跟着降低。但在我们这个电路中就发生了变化:当电源电压达到峰值后,随着电源电压降低,电容由于已经充电且电压比电源电压高,所以会放电。但是,D1或D3不可能反向导通,所以电容就无法放电,一直维持这个值。
二、带负载情况
如果没有电容C的滤波,负载两端电压如下图中红色虚线所示(桥式整流形成的脉波直流)。现在加了电容后,这个波形就要发生变化。
在0~t1时间段,电源电压通过D1、D3给负载供电(同时给电容充电),负载上的电压跟着电源电压上升到最高值。接着左边电源电压往下降,相当于给D1、D3加上了反压,所以D1、D3就截止,这时电容就会通过负载放电。时间常数RC非常大,所以放电速度比较慢,放电到t2的时候根本就放不到0而是放到某一个值,过了t2后继续放电放到t3位置。过了t3后,后面电压是小于左边电源电压的,此时又通过D2、D4给后面供电同时给电容充电,负载电压又会上升一直上升到最高点t4。后面同理D2、D4截止,电容通过负载放电放到t5继续放直到放到t6点又通过D1、D3充电,一直这样下去最终形成如下粗红实线的波形。这种波形较原先的脉动直流脉动是减小了,同时值也会升高。
电容滤波电路特性:
纹波电压(脉动成分)降低了,纹波电压与放电时间常数有关。当时间常数趋向无穷大时(空载),没有脉动,电容电压为电源电压峰值;时间常数越大,充放电越慢,纹波越小;时间常数越小,充放电越快,纹波越大。
提高了输出直流电压。
电容滤波电路优缺点:
优点:结构简单,输出电压较高,纹波较小。
缺点:纹波大小受负载电流影响,电容C容易受限。要想获得较小的纹波电压,所以时间常数需要取较大的值,这就意味着负载电流较小。
所以,电容滤波电路适用于输出电压较高,负载电流较小且负载变化不大(负载变化大电压不稳定)的场合。
- 二极管的导通角变小了,小于180°,且时间常数越大,导通角越小。
电容滤波电路