电容滤波的工作原理

整流后得到的单项脉动直流电含有脉动成分，不是稳定的直流电。滤波即过滤掉波形中变化较大的成分，今天先来介绍最简单的滤波——电容滤波，仿真原理图如下：

其中电容C称为滤波电容，通常选用容量较大的电解电容。

1. 仿真数据：

图中，蓝色-通道A为变压器二次侧电压波形，红色-通道B为负载电压波形

2. 工作原理：

设电容初始电压为0，接通电源，在u2（蓝色波形）的正半周，二极管D1、D4导通，电阻RL得电，同时电容C充电，由于二极管正向导通电阻小，所以充电时间常数很小，可认为u2=uC；

u2到达幅值U2m后开始下降，由于电容电压不能突变，使uC>u2，D1、D4受反向电压截止，电容C开始向负载RL放电，放电时间常数RLC较大，uC下降速度慢；当u2负半周电压绝对值|u2|=uC时，放电结束。

随后|u2|>uC，二极管D2、D3导通，电容又开始充电，这样反复充、放电，使输出电压的起伏明显减小，得到平滑波形（红色波形）。

3. 输入输出电压关系：

其中，UL为负载端电压有效值，U2为变压器二次侧端电压有效值。

4. 电容与二极管的选择：

①放电回路的时间常数RLC越大，输出电压脉动越小，电压越高，为获得较平滑的电压，一般取

其中，T为交流电压u2的周期。

②由于流过二极管的电流为负载电流的一半，考虑电容滤波作用，使二极管导通时间变短，电流增大，所以二极管的最大整流电流按下式估算：

③二极管承受的最高反向电压仍为u2的最大值

。