直流穩(wěn)壓與濾波電路成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院成都卓物科技有限公司直流穩(wěn)壓與濾波電路直流濾波電路

利用儲能元件電容兩端的電壓（或通過電感中的電流）不能突變的特性，濾掉整流電路輸出電壓中的交流成分，保留其直流成份，達到平滑輸出電壓波形的目的。電容濾波電路原理分析

電容濾波電路的示意圖如右圖所示。

并聯(lián)的電容器C在輸入電壓升高時，給電容器充電，可把部分能量存儲在電容器中。而當(dāng)輸入電壓降低時，電容兩端電壓以指數(shù)規(guī)律放電，就可以把存儲的能量釋放出來。經(jīng)過濾波電路向負載放電，負載上得到的輸出電壓就比較平滑，起到了平波作用。細分其工作過程，如下。整流輸出的脈動直流在整流橋（或二極管整流器）之后，輸出的電壓是脈動直流電壓。這個電壓雖然是直流，但由于正弦波的整流，包含了較大的波動成分。單向脈動性直流電壓示意圖，如下所示。直流穩(wěn)壓與濾波電路直流濾波電路電容濾波電路原理分析電容充電當(dāng)整流器輸出電壓上升時，電容器通過整流器進行充電。充電過程非?？?，電容器的電壓迅速上升，幾乎跟隨整流后的電壓波形。電容放電當(dāng)整流輸出電壓下降時，電容器開始通過負載放電。由于電容器儲存了電荷，它可以在整流電壓下降時維持負載電壓，避免電壓快速下降。電容的放電過程相對較慢，這取決于負載的大小和電容的容量。平滑輸出電壓通過充放電過程，電容器在脈動電壓的峰值之間起到了“填充”的作用，使輸出電壓的波動減小，從而得到一個更加平滑的直流電壓。直流穩(wěn)壓與濾波電路直流濾波電路電容濾波電路原理分析電容濾波電路的關(guān)鍵參數(shù)有以下幾個點。電容值（C）：濾波電容值的選擇非常重要。電容值越大，濾波效果越好，但成本和體積也會增加。一般在電源濾波中，電容值從幾十微法（μF）到幾千微法不等，具體取決于電路的電流需求和電源頻率。電容類型：常用的濾波電容包括鋁電解電容和陶瓷電容。鋁電解電容具有較大的容量，適合低頻濾波；陶瓷電容適合高頻濾波。電容濾波電路的效果如下。紋波電壓：濾波后的電壓仍然會有一些波動，這種波動稱為紋波電壓。紋波電壓的大小取決于電容值和負載電流。增大電容值或減少負載電流可以減少紋波電壓。負載電流：較大的負載電流會加速電容的放電過程，從而增加紋波電壓。直流穩(wěn)壓與濾波電路直流濾波電路電容濾波電路測試驗證M212板卡上的濾波電路如下所示，可見整流電路與濾波電路連接在一起，該測試與驗證已在整流電路中完成，參照之前的測試驗證過程。直流穩(wěn)壓與濾波電路直流穩(wěn)壓電路直流穩(wěn)壓電路用于將不穩(wěn)定的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓，常用于電源設(shè)計中。以下是直流穩(wěn)壓電路的基本原理及其常見類型。穩(wěn)壓電路的基本原理是通過穩(wěn)壓器（如線性穩(wěn)壓器或開關(guān)穩(wěn)壓器）將濾波后的直流電壓穩(wěn)定在所需的電壓水平。穩(wěn)壓集成電路常見類型有如下兩種。線性穩(wěn)壓器優(yōu)點：設(shè)計簡單，輸出紋波低。噪音小，響應(yīng)速度快。缺點：效率低（特別是在輸入電壓和輸出電壓差別較大時）。發(fā)熱量大，需要散熱片。示例：7805（5V穩(wěn)壓器）、7812（12V穩(wěn)壓器）。開關(guān)穩(wěn)壓器優(yōu)點：高效率（通常在80%以上）?？梢杂糜谏龎骸⒔祲?、反向等多種電路。缺點：電路復(fù)雜，設(shè)計要求高。輸出紋波較高，需要額外的濾波電路。示例：LM2596（降壓穩(wěn)壓器）、MC34063（通用開關(guān)穩(wěn)壓器）。直流穩(wěn)壓與濾波電路直流穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓器適用于低功率應(yīng)用和需要低噪聲的場合，如模擬電路和音頻設(shè)備。開關(guān)穩(wěn)壓器適用于需要高效率的應(yīng)用，如電池供電設(shè)備、計算機電源和高功率設(shè)備。線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器是兩種常見的直流穩(wěn)壓電源，它們各自有不同的工作原理和應(yīng)用場景。直流穩(wěn)壓與濾波電路直流穩(wěn)壓電路測試驗證M212板卡上的直流穩(wěn)壓電路如右上圖所示，使用LM7812集成芯片進行穩(wěn)壓，該穩(wěn)壓器為線性穩(wěn)壓器，具有較好的紋波和噪聲特性。在后級，使用了一顆LED燈作為穩(wěn)壓后的電源指示燈，使用了一個保險絲后連接了兩顆電容，其中電解電容用于儲能，100nF電容用于解耦，另外這兩顆電容還有一定的濾波作用，能夠使得輸出電壓波形更加平滑。直流穩(wěn)壓與濾波電路直流穩(wěn)壓電路測試驗證按照如下連線示意圖進行連接，測試穩(wěn)壓電路的輸出，并填寫后表。連接方式：將示波器的接地端連接至板卡的J1引腳。測試端連接至板卡的TP4引腳。測試結(jié)果如下所示。可見輸出電壓為12V直