充電時間常數

充電時間常數

電容器的充電時間常數,是電容的端電壓達到最大值的0.63倍時所需要的時間,通常認為時間達到5倍的充電時間常數後就認為充滿了。充電時間常數的大小與電路的電阻有關,按照下式計算:tc=RC,其中R是電阻;C是電容。

基本介紹

電容器的 充電時間常數,是電容的端電壓達到最大值的0.63倍時所需要的時間。圖1是電容器的充電曲線,通常認為時間達到5倍的充電時間常數後就認為充滿了。

圖1  電容器的充電曲線 圖1 電容器的充電曲線

充電時間常數的大小與電路的電阻有關,按照下式計算:

充電時間常數 充電時間常數

其中R是電阻;C是電容。

電容器的放電過程和充電過程類似,放電曲線如圖1所示。

電容濾波電路

電路組成

電容濾波電路的組成如圖2(a)所示。它是在整流電路的基礎上,在負載兩端並聯電解電容器,利用電容器的充放電特性達到濾波的目的。

圖2(a)  電容濾波電路 圖2(a) 電容濾波電路
圖2(b)電容濾波波形 圖2(b)電容濾波波形

工作原理

單相整流電路輸出電壓為脈動直流電壓,含有較大的諧波分量。為降低諧波分量,使輸出電壓更加平穩,需要加濾波電路。

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濾除脈動直流電壓中交流分量的電路稱為濾波電路,利用電容器的充放電特性可實現濾波。圖2(b)所示為電容濾波的原理波形圖。當為第一個正半周時,二極體VD、VD導通,電容C被充電。因二極體導通電阻很小,充電時間常數小,電容兩端的電壓能跟隨的上升而逐漸升高,在時刻,電容電壓達到的峰值。

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在以後,開始下降,電容器C通過負載電阻R放電。由於放電時間常數很大,電容C通過負載R,緩慢放電,電容器上的電壓基本保持在不變,使,四個二極體均處於反向截止狀態,如圖2(b)中的ab段。

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負半周時,當上升到時VD、VD導通,電容C又被充電,如圖2(b)中的bc段。

電容C如此周而復始進行充放電,負載上便得到近似如圖2(b)所示的鋸齒波的輸出電壓。

電容濾波後,輸出電壓變化更加平滑,諧波分量大大減小,輸出電壓平均值得到提高。

電容濾波電路輸出直流電壓的計算

由圖2(b)可知,整流電路加入電容濾波後,輸出電壓平均值得到提高。實際計算時,一般取:

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半波整流電容濾波:

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橋式整流電容濾波:。

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