电子电路 - 滤波器

电源框图清楚地解释了整流电路之后需要一个滤波电路。整流器有助于将脉动交流电转换为直流电,直流电只朝一个方向流动。到目前为止,我们已经看到了不同类型的整流电路。

所有这些整流电路的输出都包含一些纹波系数。我们还观察到半波整流器的纹波系数大于全波整流器的纹波系数。

为什么我们需要滤波器?

信号中的纹波表示存在一些交流分量。必须完全去除该交流分量才能获得纯直流输出。因此,我们需要一个电路将整流输出平滑为纯直流信号。

滤波电路可以消除整流输出中的交流分量,并允许直流分量到达负载。

下图显示了滤波电路的功能。

Filters

滤波电路由两个主要元件构成,即电感器和电容器。我们已经在基础电子学教程中学习过

  • 电感器允许直流并阻止交流

  • 电容器允许交流并阻止直流

让我们尝试使用这两个组件构建一些滤波器。

串联电感滤波器

由于电感器允许直流并阻止交流,因此可以通过将电感器串联在整流器和负载之间来构建称为串联电感滤波器的滤波器。下图显示了串联电感滤波器的电路。

串联电感滤波器

整流输出通过此滤波器时,电感器会阻止信号中存在的交流分量,以提供纯直流。这是一个简单的初级滤波器。

并联电容滤波器

由于电容器允许交流电通过并阻挡直流电,因此可以使用并联连接的电容器构建称为并联电容滤波器的滤波器,如下图所示。

并联电容滤波器

整流输出通过此滤波器时,信号中的交流分量通过允许交流分量的电容器接地。信号中存在的其余直流分量在输出端收集。

上面讨论的滤波器类型是使用电感器或电容器构建的。现在,让我们尝试使用它们两者来制作更好的滤波器。这些是组合滤波器。

L-C 滤波器

可以使用电感器和电容器构建滤波器电路,以获得更好的输出,其中可以使用电感器和电容器的效率。下图显示了 LC 滤波器的电路图。

L-C 滤波器

当整流输出提供给此电路时,电感器允许直流分量通过,阻止信号中的交流分量。现在,从该信号中,如果有任何交流分量存在,则将其接地,以便我们获得纯直流输出。

此滤波器也称为扼流圈输入滤波器,因为输入信号首先进入电感器。此滤波器的输出比之前的滤波器更好。

Π- 滤波器(Pi 滤波器)

这是另一种非常常用的滤波器电路。它的输入端有电容器,因此也称为电容器输入滤波器。这里,两个电容器和一个电感器以 π 形网络连接。并联电容器,然后串联电感器,然后并联另一个电容器构成此电路。

如果需要,还可以根据需要在此添加几个相同的部分。下图显示了 $\pi$ 滤波器(Pi 滤波器)的电路。

Pi 滤波器

Pi 滤波器的工作原理

在此电路中,我们有一个并联电容器,然后是一个串联电感器,后面是另一个并联电容器。

  • 电容器 C1 − 此滤波电容器对直流信号具有高电抗,对交流信号具有低电抗。将信号中的交流分量接地后,信号将传递到电感器进行进一步过滤。

  • 电感器 L −该电感器对直流分量具有低电抗,同时通过电容器 C1 阻止交流分量(如果有的话)。

  • 电容器 C2 − 现在,使用此电容器进一步平滑信号,以便它允许信号中存在的任何交流分量,而电感器无法阻止这些交流分量。

因此,我们在负载上获得了所需的纯直流输出。