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滤波电路参数的计算方法

【摘要】:图8-14 RC滤波电路在C1=4000μF,T=0.02s条件下,电容C1的脉动系数S1为又根据RC滤波电路输出负载上的脉动系数S的计算公式(8-6)可直接求得负载RL上的脉动系数S的值。推导电路输出负载RL上的直流平均电压UO和脉动系数S的计算公式。

1.RC滤波电路

例1 RC-π型滤波电路如图8-14所示。已知市电频率f=50Hz,R=40Ω,RL=120Ω,C1=4000μF,C2=2000μF。

1)求电容C1上和负载RL上的脉动系数S

2)若已知u2有效值U2=20V,求输出直流平均电压UO(AV)。

解:

1)求脉动系数S

电容C1上的脉动系数可按式(8-5)计算。

式中,RL应近似为RL+R之和,即RL=R+RL=(40+120)Ω=160Ω。

图8-14 RC滤波电路

C1=4000μF,T=0.02s条件下,电容C1的脉动系数S1

又根据RC滤波电路输出负载上的脉动系数S的计算公式(8-6)可直接求得负载RL上的脉动系数S的值。

式中,等效电阻R′R′=RRL。代入具体参数值:

在电网频率一定的条件下,若RRL值越大,滤波电容C2值越大,负载RL上的脉动量将越小。

2)求输出直流电压平均值UO(AV)

根据桥式整流电容滤波电路可知电容C1处的直流平均电压UO1(AV)应为

UO1(AV)=1.2U2=(1.2×20)V=24V

又根据图8-14电路输出uoUo1处直流量的大小关系,可知uo处的输出直流电压平均值UO(AV)应满足关系式

代入给定参数,可求得UO(AV)的大小为

2.LC滤波电路

例2 LC滤波和LC-π型滤波电路如图8-15a、b所示。推导电路输出负载RL上的直流平均电压UO(AV)和脉动系数S的计算公式。

解:图8-15a电路整流输出UO1处的直流电压平均值UO1(AV)和脉动系数S1应满足桥式整流的关系式,即

UO1(AV)≈0.9U2 (8-8)

S1≈0.67

图8-15 LC滤波和LC-π型滤波电路

对于直流量而言,电感上电阻很小,其上压降也很小,因此负载RL上的直流电压平均UO(AV)值可近似为

UO(AV)UO1(AV)≈0.9U2 (8-9)

而对于交流量而言,输出uo的基波有效值UOBuo1处基波有效值UO1B应满足关系式

RL>>1/ωC条件下,上式可改写成

其模UOB应为

根据脉动系数S的定义,S

UO(AV)=UO1(AV)以及∣UOB∣的大小代入上式,则有

ω2LC>>1时,可得图8-15a电路输出脉动系数S的计算公式,即有

图8-15b电路整流输出uo1处的UO1(AV)和S1应满足桥式整流电容滤波电路的关系式,即有

UO1(AV)≈1.2U2 (8-15)

式中 R′L——电感L、电容C2和负载RL合成的总的阻抗。

考虑电感对直流量而言,其上压降很小,因此负载RL上的UO(AV)满足

UO(AV)UO1(AV)≈1.2U2 (8-17)

根据前面的推导过程,脉动系数为