滤波电容参数对电源性能影响的

滤波电容参数对电源性能影响的Multisim仿真实验分析任骏原1李春然2(渤海大学信息科学’j技术学院1，数理学院2，锦州121000)摘要在桥式整流滤波电路中，滤波电容的一一般按公式R。C≥(3～5)7／2选取，往往认为滤波电容越大越好。采用Multi～siml0仿真软件对电容滤波电路的滤波电容参数改变时，输出电压波形、流经整流二极管的脉动冲击电流和电路接通后进入稳态的时间等方面进行了仿真实验测试，结果表明，增大滤波电容对改善输出电压波形和提升输出直流电压数值的作用有限，且随着滤波电容容量的增大，电路接通后进入稳态的时间也随之增长，流经整流二极管的脉动冲击电流也不断增大。滤波电容的容量不宜过大。关键词电容滤波电路输出电压脉动冲击电流Muhisim中图法分类号TN710TP391．9；文献标志码A在直流电源中，一般需在整流电路之后利用滤波电路对脉动的直流电压进行平滑⋯，以减小输出电压的脉动程度，满足稳压电路的需要。电容滤波电路是最常见、最简单的滤波电路，其原理是利用滤波电容的充放电作用使输出电压趋于平滑。本文用Muhisim仿真软件对桥式整流电容滤波电路进行仿真实验测试，分析研究滤波电容参数改变时对电路输出直流电压、二极管电流的影响情况，实验结论有利于全面地研究电路的构成及电路元件参数的选择。整流电路的输出电压波形脉动程度较大，为使输出电压趋于平直，必须进行滤波。在小功率电路中，常采用电容滤波，即在整流电路输出端并联一个电容器C，负载见再并联其后，利用电容器的充、放电作用，使输出电压波形变得较为平直。但对于该电路的输出电压波形形成的分析，很多教材和文献的说法不一，本文通过对比几种说法，针对所存疑点进行深入分析，提出观点，消除模糊认知。1输出电压波形分析中的几种不同观点图1(a)桥式整流电容滤波电路图l(b)输出电压波形在输出电压波形分析的几种不同观点中，为分析方便，都忽略了二极管的正向压降，并设电容器初始电压为零，由于电容器C与负载R并联，即“02“c，可见，分析输出电压波形，就是对拉。波形形成的分析和描述。T．1第一种说法“：的正半周从零开始上升时，二极管Dl、B导通，向负载供电的同时向电容C充电。若忽略二极管的正向压降，0-t。时段，甜c与“2上升一致，即按正弦规律上升，直到f。时刻“。、甜2均达到最大值。tl—fz时段，“2按正弦规律下降，电容开始放电，“。按指数规律下降。在f2时刻以后，由于”：砟，Dl、D3反偏而提前截止，电容器通过负载电阻继续放电，虬按放电曲线bc段下降，直到甜2的负半周，当甜2“c时，D2、D4导通，”2重新开始给电容充电，工作情况与正半周时相似。在输入正弦电压的一个周期内，电·46·容器充电两次，放电两次，反复循环，使输出电压趋于平直。可见此种观点，对t1一t2时段的q、蜴状态没有给出描述，只指出电容开始放电且电压按指数规律下降。Dl、蜴是在rz时刻以后才截止，截止原因是此时1／2“c。1．2第二种说法观点表明，此电路在‘一乞时段Dl、D3导通并对电容器充电，但对此时段“c的变化规律没有给出描述。DI、D3在f2时刻不再导电，在f：f3时段甜c按指数规律下降，直到负半周，电容器再次经过充电、放电过程，输出与正半周时相似的材c波形，即“0。1．3第三种说法观点表明，，·一毛时段，电容放电，甜。按指数规律下降。Dl、D3在f1时刻就开始截止，也即是说^一f：时段，Dl、D3已处于截止状态。此观点认为，由于在，，一t：时段，电容电压按指数规律下降的变化率与副边电压按正弦规律变化的变化率基本相同，可认为此时段“。按群2规律下降，只有f2时刻以后群。才按指数规律下降。在单相桥式整流滤波电路中，电容C是直接并联在负载心两端的，则“。2甜胄，2“。，因此，从以上分析的结果看，若设电容器初始电压为零，忽略二极管的正向压降，桥式整流电容滤波电路输出电压波形形成应做如下描述，即在O—f，时段，当列2的正半周从零开始上升时，二极管D1、B导通，向负载供电的同时向电容C充电，甜。随“2按正弦规律上升，直到t1时刻“。、fd2均达到最大值；t】一t2时段，Dl、D3导通，材。仍然充电且随甜2按正弦规律下降；在t，时刻以后，D1、D3截止，电容器通过负载电阻放电，Uc按放电曲线bc段下降，直到甜2的负半周，当一2I甜。时，D2、戗导通，“2重新开始给电容充电，工作情况与正半周时相似。在输入正弦电压的一个周期内，电容器充电两次，放电两次，反复循环，使输出电压波形趋于平直。参考文献[1]陈武凡主编．影像电子学基础[M]．人民卫生出版社，2008．[2]朱小芳主编．影像电子学基础[M]．人民卫生出版社，2009．[3]童诗白主编．模拟电子技术基础[i]．高等教育出版社，1988．[4]华成英，电容滤波电路及稳压管滤波电路[EB／0L]．[2010．6]北京：中央广播电视大学[5]刘畅．动态电路对正弦输入的零状态响应[J]．硅谷，2012(7)[6]麻幼学．全波整流电容滤波电路输出电压波形与电压平均值公式的讨论[J]．肇庆学院学报，2004，25(2)