整流电路是将交流电转换成为直流电，但转换后所输出的是脉动直流 电，这种脉动直流电中含有较多的交流成分（如图1-8(c)和图1-10所示）。 因此，要获得波形较平滑的直流电，应尽可能地滤除脉动直流电中包含的交 流成分，而保留其直流成分，这就是滤波的概念。 完成滤波作用的电路称为滤波电路或滤波器。 滤波电路的构成是由电容、电感或电阻按照一定的连接形式连接在整流 电路之后，从而使经整流后的脉动直流电变为较平滑的直流电，如图1-10 所示。 图1-10 滤波前后电源的波形 ⒈电容滤波电路 电容滤波电路如图1-11所示。在整流器输出端并接电容C，利用电容“通 结合演示交隔直”的特点使输出的电压uL和电流iL变为较平滑的直流电。 讲解 图1-11 电容滤波电路 电容滤波电路的特点是：交流成分大大减少，输出的直流电比较平滑， 输出直流电的平均值升高。电路简单，滤波元件（电容）的体积也较小，适 6
用于小功率且负载变化较小的场合。 例1-1 在单相桥式整流电容滤波电路中，如果负载电阻为500Ω，整流 电路输入的交流电压有效值U2=9V，试确定电路输出的直流电压；选择整流习题讲解及联系巩二极管；并确定滤波电容器的耐压。 固 解：⑴按表1-2，电路输出的直流电压 UL=1.2U2 = 1.2×9 = 10.8V ⑵负载电流 IL= UL / RL = 10.8 / 0.5 mA = 21.6mA ⑶整流二极管承受的最高反向电压为 URM = U2 = ×9 V ≈12.7V 通过二极管的电流为 IF = IL / 2 = 21.6 / 2 = 10.8mA 因此，可选用最大整流电流为1A，最高反向工作电压为50V的二极管 （如1N4001）。 ⑷应选择耐压大于12.7V的滤波电容。 ⒉电感滤波电路 电感滤波电路如图1-12所示。在整流器输出端串接电感L，利用电感“通 直隔交”的特点使输出的电压UL和电流IL变为较平滑的直流电。 电感滤波电路的特点是：交流成分大大减少，输出的直流电比较平滑， 滤波效果较好；但损耗将增加，成本上升，因此，适用于大功率、大电流而 且负载变化较大的场合。 7
图1-12 电感滤波电路 ⒊复式滤波电路 复式滤波电路是由电容、电感和电阻组合的滤波电路，其滤波效果比单一使用的电容或电感的滤波效果要好。 ⑴π型RC滤波电路 图1-13 π型RC滤波电路 ⑵LC型滤波电路 图1-14 LC型滤波电路 ⑶π型LC滤波电路 8
图1-15 π型LC滤波电路 工作步骤 步骤一：电路连接 ⒈识别实训教室所提供的电子元器件，并判断按表1-1所提供的元器件是否符合图1-16电路的要求（整流电路输入的交流电压U2=9V）。 ⒉在面包板上连接图l-16电路。 图l-16 单相桥式整流和滤波电路 步骤二：电路的调试与测量 完成电路的连接并经检查无误后，方能接通电源进行调试与测量。 ⒈桥式整流电路 ⑴在电路“4、5”端接入9V交流电源（由实验台提供），所有拨动开关S1～S5均断开（如图1-16中所示状态）。 ⑵用万用表测量输入的交流电压 U45和桥式整流后的直流电压U13，填入表1-3中。 ⑶闭合开关S3，测量负载电阻RL两端电压U23，填入表1-3中。 结合演示讲解并开展实训 结合演示讲解并开展实训 9
⒉电容滤波电路 ⑴闭合开关S1，断开S3，电路为不带负载的桥式整流、电容滤波电路； 测量U13，并填入表1-4中。 ⑵闭合开关S1和S3，电路为带负载的桥式整流、电容滤波电路；测量 U23,并填入表1-4中。 ⒊电感滤波电路 闭合开关S2，断开S1和S3，电路为带负载的桥式整流、电感滤波电路； 测量U23，并填入表1-4中。 ⒋复式滤波(π型滤波) 闭合开关S1、S4、S5，断开S2和S3，电路为带负载的桥式整流、复式滤波(π型 滤波)电路；测量U23，并填入表1-4中。 表1-4 滤波电路测量记录 电容滤波电压U13 负载电压U23 电容滤波电路 电感滤波电路 / 复式滤波电路 / 结合演示 讲解并开步骤三：观察输出电压的波形 展实训 使用XC4320双踪示波器观察，并分析各种滤波电路的特点。 10
单相桥式整流与滤波电路的安装和测试教案要点
