制冷設(shè)備電源電路技術(shù)分析（一）

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   整流電路輸出的電壓一般都是單向脈動(dòng)性電壓，紋波系數(shù)非常大，不能直接給電子電路使用。所以要對(duì)輸出的電壓濾波， 消除電壓中的交流成分，變成直流電，給電子電路使提供驅(qū)動(dòng)源。在濾波電路中，主要使用對(duì)交流電有特殊阻抗特性的器件，如：電容、電感。本文對(duì)其各種形式的濾波電路提供案例分析。

一、濾波電路種類

濾波電路主要有下列幾種：電容濾波電路，這是最 基本的濾波電路；π 型 RC 濾波電路；π 型 LC 濾波電 路；電子濾波器電路。

二、濾波原理

1. 單向脈動(dòng)性直流電壓的特點(diǎn)

如圖 1（a）所示。是單向脈動(dòng)性直流電壓波形，從圖中可以看出，電壓的方向性無(wú)論在何時(shí)都是一致的， 但在電壓幅度上是波動(dòng)的，就是在時(shí)間軸上，電壓呈現(xiàn) 出周期性的變化，所以是脈動(dòng)性的。但根據(jù)波形分解原理可知，這一電壓可以分解一個(gè)直流電壓和一組頻率不同的交流電壓，如圖 1（b）所 示，虛線部分是單向脈動(dòng)性直流電壓 U。 中的直流成分，實(shí)線部分是 UO 中的交流成分。

2. 電容濾波原理

根據(jù)以上的分析，由于單向脈動(dòng)性直流電壓可分 解成交流和直流兩部分。在電源電路的濾波電路中，利 用電容器的“隔直通交”的特性和儲(chǔ)能特性，或者利用電感“隔交通直”的特性可以濾除電壓中的交流成分。 圖 2 所示是電容濾波原理圖。

圖 2（a）為整流電路的輸出電路。交流電壓經(jīng)整流電路之后輸出的是單向脈動(dòng)性直流電，即電路中的 UO。

圖 2（b）為電容濾波電路。由于電容 C1 對(duì)直流電 相當(dāng)于開(kāi)路，這樣整流電路輸出的直流電壓不能通過(guò)C1 到地，只有加到負(fù)載 RL 圖為 RL 上。對(duì)于整流電路 輸出的交流成分， 因 C1 容量較大， 容抗較小，交流成 分通過(guò) C1 流到地 端，而不能加到負(fù)載 RL。這樣，通過(guò) 電容 C1 的濾波， 從單向脈動(dòng)性直 流電中取出了所需要的直流電壓 +U。

濾波電容 C1 的容量越大，對(duì)交流成分的容抗越 小，使殘留在負(fù)載 RL 上的交流成分越小，濾波效果就 越好。

3. 電感濾波原理

圖 3 所示是電感濾波原理圖。由于電感 L1 對(duì)直流 電相當(dāng)于通路，這樣整流電路輸出的直流電壓直接加 到負(fù)載 RL 上。

    對(duì)于整流電路輸出的交流成分，因 L1 電感量較大，感抗較大，對(duì)交流成分產(chǎn)生很大的阻礙作用，阻止了交流電通過(guò) C1 流到加到負(fù)載 RL。這樣，通過(guò)電感 L1 的濾波，從單向脈動(dòng)性直流電中取出了所需要的直 流電壓 +U。

    濾波電感 L1 的電感量越大，對(duì)交流成分的感抗越 大，使殘留在負(fù)載 RL 上的交流成分越小，濾波效果就 越好，但直流電阻也會(huì)增大。

三、π 型 RC濾波電路識(shí)圖方法

    圖 4 所示是 π 型 RC 濾波電路。電路中的 C1、C2 和 C3 是 3 只濾波電容，R1 和 R2 是濾波電阻，C1、R1 和C2 構(gòu)成第一節(jié) π 型的 RC 濾波電路， C2、 R2 和 C3 構(gòu)成 第二節(jié) π 型 RC 濾波電路。由于這種濾波電路的形式 如同希臘字母 π 和采用了電阻器、電容器，所以稱為 π 型 RC 濾波電路。

π 型 RC 濾波電路原理如下：

（1）這一電路的濾波原理是：從整流電路輸出的電 壓首先經(jīng)過(guò) C1 的濾波，將大部分的交流成分濾除，然 后再加到由 R1 和 C2 構(gòu)成的濾波電路中。C2 的容抗與 R1 構(gòu)成一個(gè)分壓電路，因 C2 的容抗很小，所以對(duì)交流 成分的分壓衰減量很大，達(dá)到濾波目的。對(duì)于直流電而言，由于 C2 具有隔直作用，所以 R1 和 C2 分壓電路 對(duì)直流不存在分壓衰減的作用，這樣直流電壓通過(guò) R1 輸出。

（2）在 R1 大小不變時(shí)，加大 C2 的容量可以提高濾 波效果，在 C2 容量大小不變時(shí)，加大 R1 的阻值可以提 高濾波效果。但是，濾波電阻 R1 的阻值不能太大，因?yàn)榱鬟^(guò)負(fù)載的直流電流要流過(guò) R1，在 R1 上會(huì)產(chǎn)生直流 壓降，使直流輸出電壓 Uo2 減小。R1 的阻值越大，或流 過(guò)負(fù)載的電流越大時(shí)，在 R1 上的壓降越大，使直流輸 出電壓越低。

（3） C1 是第一節(jié)濾波電容，加大容量可以提高濾波效果。但是 C1 太大后，在開(kāi)機(jī)時(shí)對(duì) C1 的充電時(shí)間 很長(zhǎng)，這一充電電流是流過(guò)整流二極管的，當(dāng)充電電流太大、時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)，會(huì)損壞整流二極管。所以采用這種 π 型 RC 濾波電路可以使 C1 容量較小，通過(guò)合理設(shè)計(jì) R1 和 C2 的值來(lái)進(jìn)一步提高濾波效果。

（4）這一濾波電路中共有 3 個(gè)直流電壓輸出端，分別輸出 Uo1、 Uo2 和 Uo3 三組直流電壓。其中， Uo1 只經(jīng)過(guò)電 容 C1 濾波； Uo2 則經(jīng)過(guò)了 C1、 R1 和 C2 電路的濾波，所 以濾波效果更好， Uo2 中的交流成分更�。� Uo3 則經(jīng)過(guò)了 2 節(jié)濾波電路的濾波，濾波效果最好，所以 Uo3 中的交 流成分最少。

（5） 3 個(gè)直流輸出電壓的大小是不同的。 Uo1 電壓最 高，一般這一電壓直接加到功率放大器電路，或加到需 要直流工作電壓最高、工作電流最大的電路中； Uo2 電 壓稍低，這是因?yàn)殡娮?/span> R1 對(duì)直流電壓存在電壓降； Uo3 電壓最低，這一電壓一般供給前級(jí)電路作為直流工作 電壓，因?yàn)榍凹?jí)電路的直流工作電壓比較低，且要求直 流工作電壓中的交流成分少。

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