電容濾波整流電路

電容型濾波整流電路如圖1所示：

由圖1可見，它是在負載電阻R_L兩端并聯一個電容量足夠大的電容C構成。由于電容器是儲能元件，它能使整流電路輸出波形變得比較平滑。圖1中實線所示的電壓波形為加上濾波電容C時，負載R_L兩端的電壓波形。虛線部分為未加濾波電容C時，R_L兩端的電壓波形。當U2高于U1時、整流二極管導通，電容C處于充電狀態(tài)。而當U2低于U1時，二極管截止，電容C通過負載R_L放電，把能量釋放給負載。如此周∞而復始，在負載R_L上即可獲得平滑的直流電壓。

采用電容濾波后，二極管導通角減小，其輸出電壓將增高。在半波整流電路中，當R_LC≧（3~5）T（T是交流電壓的周期）時，或者在全波整流電路中，當R_LC≧（3~5）T/2時，輸出直流電壓為U_L=（1~1.4)U2、R_LC值越大，U_L值越高，而且其脈動系數值也越小。當負載電阻R_L→∞時，U_L=√2U2。脈動系數M→0。

圖1（a）所示電路中整流二極管所承受的反向電壓最大值比無電容時大，其值等于√2U2 U_L。圖1（b）（c）所示電路中加濾波電容器和不加濾波電容器時二極管所承受的最大反向電壓值都相等 。

“整流電路”（rectifying circuit）是把交流電能轉換為直流電能的電路。大多數整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動機的調速、發(fā)電機的勵磁調節(jié)、電解、電鍍等領域得到廣泛應用。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成。20世紀70年代以后，主電路多用硅整流二極管和晶閘管組成。濾波器接在主電路與負載之間，用于濾除脈動直流電壓中的交流成分。變壓器設置與否視具體情況而定。變壓器的作用是實現交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網與整流電路之間的電隔離。

電容濾波整流電路是指用電容濾去單向脈動直流電壓中的脈動分量，以輸出平滑直流電壓的整流電路。

純電阻負載整流電路輸出的是單向脈動直流電壓，在實際應用時必須加接濾波電路，濾去輸

出電流中的脈動分量，使輸出盡量平滑。濾波電路按所采用的電抗元件可分為電感、電容濾波電路和元型濾波電路。電感型濾波多用于大功率三相整流裝置中。單相整流電路中常用電容型濾波和π型濾波電路。

整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉換成單向脈動性直流電，這就是交流電的整流過程，整流電路主要由整流二極管組成。經過整流電路之后的電壓已經不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓。習慣上稱單向脈動性直流電壓 。2100433B

濾波電容用在電源整流電路中，用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。而且對于精密電路而言，往往這個時候會采用并聯電容電路的組合方式來提高濾波電容的工作效果。

低頻濾波電容主要用于市電濾波或變壓器整流后的濾波，其工作頻率與市電一致為50Hz；而高頻濾波電容主要工作在開關電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千Hz到幾萬Hz。濾波電容在開關電源中起著非常重要的作用，如何正確選擇濾波電容，尤其是輸出濾波電容的選擇則是每個工程技術人員十分關心的問題。

50赫茲工頻電路中使用的普通電解電容器，其脈動電壓頻率僅為100赫茲，充放電時間是毫秒數量級。為獲得更小的脈動系數，所需的電容量高達數十萬微法，因此普通低頻鋁電解電容器的目標是以提高電容量為主，電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優(yōu)劣的主要參數。而開關電源中的輸出濾波電解電容器，其鋸齒波電壓頻率高達數萬赫茲，甚至是數十兆赫茲。這時電容量并不是其主要指標，衡量高頻鋁電解電容優(yōu)劣的標準是“阻抗- 頻率”特性。要求在開關電源的工作頻率內要有較低的等效阻抗，同時對于半導體器件工作時產生的高頻尖峰信號具有良好的濾波作用。

普通的低頻電解電容器在萬赫茲左右便開始呈現感性，無法滿足開關電源的使用要求。而開關電源專用的高頻鋁電解電容器有四個端子，正極鋁片的兩端分別引出作為電容器的正極，負極鋁片的兩端也分別引出作為負極。電流從四端電容的一個正端流入，經過電容內部，再從另一個正端流向負載；從負載返回的電流也從電容的一個負端流入，再從另一個負端流向電源負端 。