第七节 滤波电路

整流电路只是将交流电变成脉动的直流电，其中包含着丰富的交流成分，它不适合于测量仪表和自动化系统的供电，随着微机保护和综合自动化的应用，对直流电源的要求越来越高，国标规定直流电源中交流成分的含量必须小于百分之一，因此必须将整流后的直流电变为较平滑的直流电，我们称这个过程叫滤波，实现的电路叫滤波电路。

滤波电路主要有有源滤波和无源滤波两种。这里我们简单介绍无源滤波电路，无源滤波电路主要由电感和电容组成，图2-34为半波整流电容滤波电路及其波形图。

当变压器二次电压由零向正增加时，二极管VD导通，C充电，极性为上正下负。u_C≈u₂，而U_d=u_C，则U_d=u₂；当u₂从峰值下降时，出现u₂&lt；u_c，VD截止，但此时电容器C向负载R_L放电，R_L上的电压逐渐下降，当u₂再次从零向正增加时，二极管VD导通，电容C再次充电，如此反复，R_L上的电压波形如图2-34（b）所示。电容器C称滤波电容，电阻R为限流电阻，起限制充电电流和对二极管保护的作用。

电容器充放电速度的快慢取决于时间常数τ=RC的大小。τ越大，充放电时间越长，形成的波形越平坦。

电容滤波的优点是简便，但若R_L较小时，放电时间很短，脉动量较大，含交流成分较多，电流质量不好。若增大电容C，其充电电流值大，易烧坏二极管，为了克服电容滤波的缺点，常采用电感、电容滤波，如图2-35所示。

由于电感对变化的电流能产生一定的反电动势来阻碍电流的变化，当负载R_L较小时，电容电流较大，放电时间短，由于电感阻碍电流的变化，不允许电流变化太快，因此，增加放电时间，输出波形平稳，减小脉动电流。利用电容和电感的适当的搭配，可以获得较好的滤波效果。

若在电感前再并联一个电容，构成π型滤波，则滤波效果会更好。

由于铁芯电感器较笨重，且绕制不便，也用电阻来代替电感，组成RC—π型滤波。

利用电感、电容组成的π型滤波，输出电流的交流成分很少，当负载电流变化时，负载电压变化很小，外特性很好。