整流滤波电路的设计学习分析

    滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波,一般由电抗元件组成,如在负载电阻两端并联电容C,或与负载串联电感器L,以及由电容,电感组成而成的各种复式滤波电路。

      滤波是信号处理中的一个重要概念。滤波分经典滤波和现代滤波。

      经典滤波的概念,是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论,任何一个满足一定条件的信号,都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说,就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的,组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过,而阻止另一部分频率成分通过的电路,叫做经典滤波器或滤波电路。

      要分析和学习滤波电路的设计,我们就必须先了解一下滤波电路的工作原理。

      当流过电感的电流变化时,电感线圈中产生的感应电动势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时,电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反,阻止电流的增加,同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中;当通过电感线圈的电流减小时,自感电动势与电流方向相同,阻止电流的减小,同时释放出存储的能量,以补偿电流的减小。因此经电感滤波后,不但负载电流及电压的脉动减小,波形变得平滑,而且整流二极管的导通角增大。

      在电感线圈不变的情况下,负载电阻愈小,输出电压的交流分量愈小。只有在RL>>ωL时才能获得较好的滤波效果。L愈大,滤波效果愈好。

      另外,由于滤波电感电动势的作用,可以使二极管的导通角接近π,减小了二极管的冲击电流,平滑了流过二极管的电流,从而延长了整流二极管的寿命。

      简单了解完滤波电路的工作原理,接下来就让我们进入滤波电路的设计方案分析(来源于百度知道):

      一般来说,滤波器的技术指标往往是幅频响应特性。所有的技术指标基本上都可以通过滤波器的传递函数计算得到。因此,从一定程度上讲,滤波器的设计就是寻找一个合适的传递函数,使其能够满足所要求的技术指标。

      在工程设计中,高通、带通和带阻滤波器的设计通常是利用低通滤波器的原型,经过频率变换得到。这样就转变为一个低通滤波器的设计。

      而现在滤波器的设计一般都是采用软件进行操作,软件设计在参数的计算方面较传统方法更为方便,不需要懂得太多的理论,稍微有点基础就可以进行设计,通过仿真得出结果,再进行做板。当然,最重要的还是最后的调试,也就是这里需要些理论基础。不过这都是建立在 滤波器设计软件 仿真软件 PCB用好的情况下。最后,还是建议使用者多掌握相关的理论知识,这样更容易找出不足,以此完善自己的设计。Filter Solutions 2009就是一个不错的滤波软件。

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