（一）教学视频

（二）教学课件

（三）教学内容

（1）常见的滤波电路

滤波电路的目的是把脉动的直流电变换成比较平滑的直流电输出，如图3.7所示。

图3.7 滤波电路作用

滤波电路一般有电容滤波、电感滤波和型滤波等三种结构形式，分别如图3.8所示。

图3.8 滤波电路的结构形式

1）电容滤波

电容滤波是利用电容的隔直通交特性，将整流输出的脉动直流电压进行平滑滤波。只有当整流电路输出电压大于时，电容才有充电电流，因此二极管中的电流是脉冲波，电容滤波电路图及波形如图3.9所示。

图3.9 电容滤波电路图及波形图

当上升U2到大于电容上的电压Uc时，U2对电容充电，充电时间常数很小,每次都能充满：

当U2下降到小于电容上的电压Uc时，二极管承受反向电压而截止。电容C通过RL放电，按指数规律下降，时间常数比较大,放电慢。当愈大，则电容器放电愈慢，(平均值)愈大，所以时间常数一般取值:

  (T:电源电压的周期)

当时间常数大小（5-10）T时，输出电压Uo可近似估算为： 

2）电感滤波

电感滤波是将电感串联在电路中如图3.10所示，它是利用电感的隔交通直特性，将整流输出的脉动直流电压进行平滑滤波。

图3.10电感滤波电路

电感滤波的波形图如图3.11所示。根据电感的特点，当输出电流发生变化时，L中将感应出一个反电势，使整流管的导电角增大，其方向将阻止电流发生变化。

图3.11 电感滤波的波形

在桥式整流电路中，当u2正半周时，D1、D3导电，电感中的电流将滞后u2不到90°。当u2超过90°后开始下降，电感上的反电势有助于D1、D3继续导电。当u2处于负半周时，D2、D4导电，变压器副边电压全部加到D1、D3两端，致使D1、D3反偏而截止，此时，电感中的电流将经由D2、D4提供。由于桥式电路的对称性和电感中电流的连续性，四个二极管D1、D3；D2、D4的导电角θ都是180°，这一点与电容滤波电路不同。

已知桥式整流电路二极管的导通角是180°，整流输出电压是半个正弦波，其平均值约为 。电感滤波电路，二极管的导通角也是180°，当忽略电感器L的电阻时，负载上输出的电压平均值也是 。如果考虑滤波电感的直流电阻R，则电感滤波电路输出的电压平均值为

要注意电感滤波电路的电流必须要足够大，即不能太大，应满足，此时可用下式计算:

由于电感的直流电阻小，交流阻抗很大，因此直流分量经过电感后的损失很小，但是对于交流分量，在wL和上分压后，很大一部分交流分量降落在电感上，因而降低了输出电压中的脉动成分。电感L愈大，RL愈小，则滤波效果愈好，所以电感滤波适用于负载电流比较大且变化比较大的场合。采用电感滤波以后，延长了整流管的导电角，从而避免了过大的冲击电流。

3）复式滤波

不管是电容滤波还是电感滤波，它们都有各自有优缺点。当单用电容或电感进行滤波难以满足要求时，可采用复式滤波电路。

复式滤波器件包括电容、电感或电阻，它的输入和输出都呈低阻抗。复式滤波电路因为元件多，所以其插入损耗特性比效好。但是在开关电路中，可能会出现“振铃”现象，所以用时请注意。

图3.12 π型滤波

复式滤波电路有RC-π型和LC-π型滤波电路，如图3.12所示。在输出电流不大的情况下用RC-π型电路，R的取值不能太大，一般几个至几十欧姆。其优点是成本低，缺点是电阻要消耗一些能量，效果不如RC-π型电路，不过滤波电容取大一点效果也不错。

LC-π型电路里有一个电感，根据输出电流大小和频率高低选择电感量的大小。其缺点是电感体积大、笨重、价格高。现在一般的电子线路的电源都是RC滤波。很少用LC滤波电路。

（2）滤波电路比较分析

通过对电容滤波、电感滤波、型滤波和型滤波等四种电路比较，如表3.3所示。

表3.3 四种滤波方式比较   

从电路性能来说，应选择性能最好的LCπ型滤的滤波电路；从经济上考虑，要求成本低、能耗低，应选择电容滤波；从应用方便性考虑，体积越小、重量越轻越好，应选择电容滤波。

根据设计需求，要求输出纹波噪声电压要≤2%（峰峰值），因上述滤波电路都能满足纹波输出要求，综合考虑其经济成本等问题，一般选择电容滤波电路。

（3）滤波电容参数确定

在滤波电路中，如果想要纹波越小，其滤波电容容量就要选得越大，但容量越大，体积就越大，价格越高，且电流有效值就越大，对整流电路冲击也越大，对变压器和整流管的功率和电流也就越大，所示不能一味地追求大容量，应根据实际需求，满足要求即可。

设计项目中，在最不利的情况下，输出电压为15V，负载电流为800mA，则负载电阻为：

电容容量：

系数取中间值为4，市电频率为50HZ，则电容容量为：

滤波电容承受的最大电压为：         

选择滤波电容时，要求。通过查阅有关电解电容参数表，可以选取标准电容中的2200uF/35V的铝质电解电容。

（4）滤波电容型号选择

通过上述计算可知，所选滤波电容，必须满足容量。在此，可以选取标准电容中的2200uF/35V的铝质电解电容。