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在由电子元件尤其是由半导体器件组成的电子设备中,如果想让设备正常工作,是需要提供直流电给这些半导体器件的,而我们家庭电网中使用的是220v、50Hz的交流电,显然不符合要求;为了获得直流电就需要一些变换装置,其中变压器就起到了先将220v交流电变换为设备所需的电压值,变压器的作用只是变换的电压的大小,此时仍是交流电,还需要整流桥将交流电变换为脉动直流电,此时与恒定直流电的距离就越来越近了,完成这个转换的就是滤波电容和稳压二极管来实现的,滤波电容起的作用就是通过自身不断充放电的原理将脉动直流电变换为波形更为平滑的直流电,其次电路中仍然存在交流干扰成分也需要电容将它们滤除。即便如此电压仍然是不稳定的,这就需要稳压二极管来解决这个问题,由于它具有导通后输出电压几乎不变的特性,所以应用在这里更为合适。
若是半波整流则输出极性相反的电压;
若是抽头型全波整流,接反一个二极管则烧毁变压器,接反两个二极管则输出极性相反的电压;
若是全桥整流,接反任何一个二极管则可能输出半波电压或无电压输出,接反二个二极管的情形较复杂,要具体分析。
1、我们知道电容器两电极之间是由绝缘介质隔着的,是不导电的,那
2、为什么二极管整流后的直流能通过电容哪?
3、要回答这个问题,就得从二极管整流后的直流说起,因为,经二极管整流后的直流不是真正的直流,它是一个脉动的直流,它是在直流的基础上叠加了交流成分,也就是说它的大小是随时间而变化的。
4、之所以说二极管整流后的直流能通过电容,其实,是这个脉动直流在不断地给电容充放电,表面上看,好像是这个直流真的通过了电容,其实,是其交流部分在其直流的基础上给电容器充放电形成的,不是直流真的通过了电容。
1)作用:防止有用信号(通常是高频信号)和电源工频信号(50赫兹)在整流二极管上产生相互调制,从而产生干扰信号,干扰机器的正常工作。
2)典型代表:收音机的“调制交流声”。电视机的“调制滚动横道”。通常是,无信号时还算正常,一旦收到信号,就会有“交流声”,或者“滚动的横道”。
a/调制原理:由于整流二极管是非线性器件,从电源引线感应进来的有用高频信号,与电源本身的50赫兹工频信号就会在非线性器件上产生相互调制,从而产生新的干扰信号,这个干扰信号与有用的频率,仅仅相差50赫兹,远远小于信号本身的带宽,因此无法用滤波器过滤掉。只能从根本上杜绝它的产生才行。
b/抑制调制的原理:对于高频有用信号来讲,由于它们的频率比较高,并联在二极管上的四个电容器,相当于短路,于是,高频信号就不通过二极管,而是通过电容器旁路了,所以,高频信号与工频信号,就无法在二极管上产生调制。从而避免了“调制交流声”和“调制滚动横道”的产生。
4)取值方法:通常取1000pF——0.1μF之间,只要对有用的高频信号相当于短路即可,并无严格要求。
5)专有名称:无论是收音机,电视机,示波器,各种仪器仪表,产生这种调制的最终结果,是会在有用信号出现时,伴随有用信号,会在负载上出现50赫兹的工频干扰,因此,人们统一给它一个名称,叫做“调制交流声”。
6)特点:“调制交流声”的特点,或者说它与普通“交流声”不同之处在于:
a/所谓“调制交流声”是只有在有用信号出现的时候(例如:在调谐到广播电台,听到广播的时候),调制交流声才会出现,在没有调谐到电台的时候,就没有调制交流声。
b/而所谓一般意义上的“交流声”,是无论是否出现有用信号(无论时候调谐到电台),都会有交流声。
7)话题转回来,这四个电容器,就是为了消除这种“调制交流声”的。
一个二极管,一个电阻,形成半波整流滤波,整流後输出平均值电压 Vdc=0.45Vrms(输入讯号的有效值,这裹是10V).其整流後的电压均不是非常平稳的直流电压,而是带有涟波的脉动直流电压。因是半波整流,故输出只有交流电10V的0.45倍(即4.5V).
这种电压,不能直接供应大部份电子电路之应用。大部份电子电路所需的电源是像电池所供应的纯直流电压。因此,在整流电路之後,应设法除去涟波部份,消除涟波成份的电路,就称为滤波电路。
最简单的滤波电路是电容器滤波电路。电容器是一种能储存能量的元件,它先被充电到峰值电压,输入电压下降时,电容器便供应电流给负载,下个脉波来时,电容器又被充电到峰值电压,如此周而复始地,使输出电压的涟波部份大量被削减。
电容器放电曲线斜率,是依RC值的大小而定的。RC值愈大,其放电速度慢,则曲线愈平稳,因而输出电压稍微降低时,就又被充电上去了,所以可产生较平稳的直流电压,达到滤波的效果。但如负载较大,即RC值较小时,放电速度快,则涟波电压也变大,增加滤波电容容量,可得较佳的滤波工作。但电容器的容量会影响通过整流二极体的峰值电流,使用大容量的电容器,通过整流二极体的峰值电流也愈大,所以不能一味地以增大电容量来改善滤波的效果,而可用RC滤波电器或π型滤波器以改善之。
举例 1.: R=1,000欧, C=50uF, f=70Hz, Xc= 1/(2x3.1416x70x50x10 ^-6)=1/0.022欧=45.5欧
输出电压= 4.5V x 45.5/(1000+45.5)=0.2V.
举例 2.: R=10欧, C=1,000uF, f=70Hz, Xc= 1/(2x3.1416x70x1000x10 ^-6)=1/0.00628欧=159欧
输出电压= 4.5V x 159/(10+159)=4.23V.
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