电容滤波电路的原理分析

图1为单相桥式整流、电容滤波电路。在分析电容滤波电路时，要特别注意电容器两端电压v_C对整流元件导电的影响，整流元件只有受正向电压作用时才导通，否则便截止。

负载R_L未接入（开关S断开）时的情况：设电容器两端初始电压为零，接入交流电源后，当v₂为正半周时，v₂通过D₁、D₃向电容器C充电；v₂为负半周时，经D₂、D₄向电容器C充电，充电时间常数为

其中R_int包括变压器副绕组的直流电阻和二极管D的正向电阻。由于R_int一般很小，电容器很快就充电到交流电压v₂的最大值，极性如图1所示。由于电容器无放电回路，故输出电压（即电容器C两端的电压v_C）保持在，输出为一个恒定的直流，如图2中wt<0（即纵坐标左边）部分所示。

图2

接入负载R_L（开关S合上）的情况：设变压器副边电压v₂从0开始上升（即正半周开始）时接入负载R_L，由于电容器在负载未接入前充了电，故刚接入负载时v₂< v_C，二极管受反向电压作用而截止，电容器C经R_L放电，放电的时间常数为

因τ_d一般较大，故电容两端的电压v_C按指数规律慢慢下降，其输出电压v_L = v_C，如图2的ab段所示。与此同时，交流电压v₂按正弦规律上升。当v₂>v_C时，二极管D₁、D₃受正向电压作用而导通，此时v₂经二极管D₁、D₃一方面向负载R_L提供电流，另一方面向电容器C充电（接入负载时的充电时间常数t_c =( R_L || R_int)C≈R_int C很小），v_C将如图2中的bc段，图中bc段上的阴影部分为电路中的电流在整流电路内阻R_int上产生的压降。v_C随着交流电压v₂升高到接近最大值。然后，v₂又按正弦规律下降。当v₂ < v_C时，二极管受反向电压作用而截止，电容器C又经R_L放电，v_C波形如图2中的cd段。电容器C如此周而复始地进行充放电，负载上便得到如图2所示的一个近似锯齿波的电压v_L= v_C，使负载电压的波动大为减小。

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