电工电子教案滤波电路.doc

课程指导方案（首页） 学期 课次 课 时 班级 2013机电3+2 周次 日期 上课 地点 教学 实施 资讯 示范 小组 讨论 计划或 项目实施 实验 实习 实训 √ 学习情境名称 滤波电路 能力 目标 1、能识读电容滤波、电感滤波、滤波电路图 教师授课教案 2、滤波原理 若u2处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压u2给电容器C充电。此时C相当于并联在u2上，所以输出波形同u2 ，是正弦波。 当u2到达(t=(/2时，开始下降。先假设二极管关断，电容C就要以指数规律向负载ＲL放电。指数放电起始点的放电速率很大。在刚过(t=(/2时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过(t=(/2时二极管仍然导通。在超过(t=(/2后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。所以在t2到t3时刻，二极管导电，Ｃ充电，Vi=Vo按正弦规律变化；t1到t2时刻二极管关断，Vi=Vo按指数曲线下降，放电时间常数为RLC。电容滤波过程见下图。 电容滤波电路波形 需要指出的是，当放电时间常数RLC增加时，t1点要右移，t2点要左移，二极管关断时间加长，导通角减小；反之，RLC减少时，导通角增加。显然。当ＲL很小，即IL很大时，电容滤波的效果不好，见下图中的2。反之，当ＲL很大，即IL很小时，尽管C较小, RLC仍很大,电容滤波的效果也很好，见滤波曲线中的3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合。 教师授课教案 电容滤波的效果 问题：有Ｃ无ＲL即空载，此时VC=VO=？ 3、负载上的直流电压和电流 负载上的电压、电流可以按下式估算： 4、滤波电容的选择 （1）电容滤波的输出电压 单相桥式整流滤波电路输出电压约为 （2）滤波电容的选用耐压值 电容的容量应用满足 滤波电容若采用电解电容，正负极性不允许接反，否则电容的漏电电流会加大，引起温度上升使电容爆裂。 5、应用 （1）在电容滤波电路中，C的容量或负载RL的阻值越大，放电越慢，输出的直流电压就越大，滤波效果也就越好。 （2）在采用大容量的滤波电容时，接通电源的瞬间充电电流特别大，因此电容滤波不适用于负载电流较大的场合。 教师授课教案 例题 ：在桥式整流电容滤波电路中，负载电阻为100Ω，输出直流电压为18V，试确定电流变压器二次电压，并选择滤波电容。 解：电源变压器的二次电压为： 滤波电容 滤波电容耐压 所以根据电解电容标称值系列，选用容量为 470μF，耐压值为50V的电解电容。 二、电感滤波电路 利用储能元件电感器Ｌ的电流不能突变的性质，把电感Ｌ与整流电路的负载ＲL相串联，也可以起到滤波的作用。 桥式整流电感滤波电路如下图所示。电感滤波的波形图如图所示。当v2正半周时，D1、D3导电，电感中的电流将滞后v2。当负半周时，电感中的电流将更换经由D2、D4提供。因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的导电角都是180°。 图电感滤波电路 图电感滤波电路波形图 L愈大，滤波效果愈好；适用于负载电流较大的场合。 教师授课教案 三、多级滤波电路 L型复式滤波电路 LC型是由电感和电容C组成的L型滤波电路。整流后输出的脉动直流经过L和C两次滤波，负载上可获得更加平滑的直流电压。在负载电流不大的情况下，为减小体积，减轻重量，降低成本，常用适当的电阻代替电感，组成如图RC型的L型滤波电路。 2．LC-π型滤波电路 由电容C1、C2和电感L组成的复式滤波电路，简称LC-π型滤波电路。 由于有三个元件进行三次滤波，所以滤波效果更好。但电感的体积较大、成本较高 。教材P159图（a）。 3．RC-π型滤波电路 当负载电流不大时也可用电阻代替LC-π型滤波电路中的电感，构成RC-π型滤波电路 。 RC-π型滤波电路的成本低、体积小、滤波效果较好。教材P159图（b）。 四、课堂小结： （1）电容滤波波形平滑，但带负载能力差，适合于较小的负载。电感滤波效果差，但其带负载能力强，适合于负载变动较大的场合。 （）复式滤波电路滤波效果要比单电容或单电感滤波效果好。 （）LC-π型滤波电路的滤波效果好，但电感的体积较大、成本较高。RC-π型滤波电路的成本低、体积小、滤波效果较好。