濾波電路的案例
電源電路中變壓、整流、濾波電路詳解
圖19 電感濾波電路
（3）RC濾波電路
使用兩個電容和一個電阻組成RC濾波電路，又稱π型RC濾波電路。見圖20所示。這種濾波電路由于增加了一個電阻R1，使交流紋波都分擔在R1上。R1和C2越大濾波效果越好，但R1過大又會造成壓降過大，減小了輸出電壓。一般R1應遠小于R2。
圖20 RC濾波電路
（4）LC濾波電路
與RC濾波電路相對的還有一種LC濾波電路，這種濾波電路綜合了電容濾波電路紋波小和電感濾波電路帶負載能力強的優點。其電路圖見圖21。
圖21 LC濾波電路
（5）有源濾波電路
當對濾波效果要求較高時，可以通過增加濾波電容的容量來提高濾波效果。但是受電容體積限制，又不可能無限制增大濾波電容的容量，這時可以使用有源濾波電路。其電路形式見圖22，其中電阻R1是三極管T1的基極偏流電阻，電容C1是三極管T1的基極濾波電容，電阻R2是負載。這個電路實際上是通過三極管T1的放大作用，將C1的容量放大β倍，即相當于接入一個（β+1）C1的電容進行濾波。
圖22 有源濾波電路
圖22中，C1可選擇幾十微法到幾百微法；R1可選擇幾百歐到幾千歐，具體取值可根據T1的β值確定，β值高，R可取值稍大，只要保證T1的集電極－發射極電壓（UCE）大于1.5V即可。
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其中， Uo1 只經過電容 C1 濾波；Uo2 則經過了 C1、 R1 和 C2 電路的濾波，所以濾波效果更好， Uo2 中的交流成分更小；Uo3 則經過了 2 節濾波電路的濾波，濾波效果最好，所以 Uo3 中的交流成分最少。
（5）3 個直流輸出電壓的大小是不同的。Uo1 電壓最高，一般這一電壓直接加到功率放大器電路，或加到需要直流工作電壓最高、工作電流最大的電路中；Uo2 電壓稍低，這是因為電阻 R1 對直流電壓存在電壓降；Uo3 電壓最低，這一電壓一般供給前級電路作為直流工作電壓，因為前級電路的直流工作電壓比較低，且要求直流工作電壓中的交流成分少。
04
π型LC濾波電路識圖方法
圖 5 所示是 π 型 LC 濾波電路。π 型 LC 濾波電路與 π 型 RC 濾波電路基本相同。這一電路只是將濾波電阻換成濾波電感，因為濾波電阻對直流電和交流電存在相同的電阻，而濾波電感對交流電感抗大，對直流電的電阻小，這樣既能提高濾波效果，又不會降低直流輸出電壓。
在圖 5 的電路中，整流電路輸出的單向脈動性直流電壓先經電容 C1 濾波，去掉大部分交流成分，然后再加到 L1 和 C2 濾波電路中。
對于交流成分而言， L1 對它的感抗很大，這樣在 L1 上的交流電壓降大，加到負載上的交流成分小。
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圖3：電感濾波原理圖
三、π型RC濾波電路識圖方法
圖4所示是π型RC濾波電路。電路中的C1、C2和C3是3只濾波電容，R1和R2是濾波電阻，C1、R1和C2構成第一節π型的RC濾波電路，C2、R2和C3構成第二節π型RC濾波電路。由于這種濾波電路的形式如同希臘字母π并采用了電阻器和電容器，所以稱為π型RC濾波電路。
圖4：π型RC濾波電路
π型RC濾波電路原理如下：
這一電路的濾波原理是：從整流電路輸出的電壓首先經過C1的濾波，將大部分的交流成分濾除，然后再加到由R1和C2構成的濾波電路中。C2的容抗與R1構成一個分壓電路，因C2的容抗很小，所以對交流成分的分壓衰減量很大，達到濾波目的。對于直流電而言，由于C2具有隔直作用，所以R1和C2分壓電路對直流不存在分壓衰減的作用，這樣直流電壓可以通過R1輸出。
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濾波電容C1兩端的電壓波形見圖2－3－24（b）。
選擇濾波電容時需要滿足下式的條件：
2）電感濾波電路
電感濾波電路圖見圖2－3－26。電感濾波電路是利用電感對脈動直流的反向電動勢來達到濾波的作用，電感量越大濾波效果越好。電感濾波電路帶負載能力比較好，多用于負載電流很大的場合。
3）RC濾波電路
使用兩個電容和一個電阻組成RC濾波電路，又稱π型RC濾波電路。見圖2－3－27所示。這種濾波電路由于增加了一個電阻R1，使交流紋波都分擔在R1上。R1和C2越大濾波效果越好，但R1過大又會造成壓降過大，減小了輸出電壓。一般R1應遠小于R2。
4）LC濾波電路
與RC濾波電路相對的還有一種LC濾波電路，這種濾波電路綜合了電容濾波電路紋波小和電感濾波電路帶負載能力強的優點。其電路圖見圖2－3－28。
5）有源濾波電路
當對濾波效果要求較高時，可以通過增加濾波電容的容量來提高濾波效果。但是受電容體積限制，又不可能無限制增大濾波電容的容量，這時可以使用有源濾波電路。
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這種濾波電路由于增加了一個電阻R1，使交流紋波都分擔在R1上。R1和C2越大濾波效果越好，但R1過大又會造成壓降過大，減小了輸出電壓。一般R1應遠小于R2。
（4）LC濾波電路
與RC濾波電路相對的還有一種LC濾波電路，這種濾波電路綜合了電容濾波電路紋波小和電感濾波電路帶負載能力強的優點。其電路圖見圖2－3－28。
（5）有源濾波電路
當對濾波效果要求較高時，可以通過增加濾波電容的容量來提高濾波效果。但是受電容體積限制，又不可能無限制增大濾波電容的容量，這時可以使用有源濾波電路。其電路形式見圖2－3－29，其中電阻R1是三極管T1的基極偏流電阻，電容C1是三極管T1的基極濾波電容，電阻R2是負載。這個電路實際上是通過三極管T1的放大作用，將C1的容量放大β倍，即相當于接入一個（β+1）C1的電容進行濾波。
圖2－3－29中，C1可選擇幾十微法到幾百微法；R1可選擇幾百歐到幾千歐，具體取值可根據T1的β值確定，β值高，R可取值稍大，只要保證T1的集電極－發射極電壓（UCE）大于1.5V即可。T1選擇時要注意耗散功率PCM必須大于UCEI，如果工作時發熱較大則需要增加散熱片。
有源濾波電路屬于二次濾波電路，前級應有電容濾波等濾波電路，否則無法正常工作。
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1、一種常用的無源低通濾波電路
上圖由RC組成的低通濾波電路很常用，在直流信號處理中常常會出現。
熟悉RC微積分電路的可知，這不只是RC積分電路，其實積分電路具有低通濾波的功能。
下圖電壓采集電路中就使用到了該濾波電路。
2、穩壓二極管穩壓電路
看似簡單，其實就一個電阻和一個穩壓二極管，但對初學者來說并不容易。不是隨便選擇滿足穩壓要求的二極管再配個電阻就可以，電阻R的大小選多少合適？這是要根據穩壓管的正常工作電流范圍以及電壓負載的大小進行匹配的。
最好了解穩壓二極管的U-I曲線圖以及整個穩壓過程。
3、電壓比較器電路
如上圖，電壓比較器的原理是這樣的，當V1>V2時，輸出為低電平（GND）。
4、運算放大電路
上圖為同相運放電路原理，輸出公式為：VO=VI×(1+R2/R1)
上圖為反向輸入運放原理，輸出公式為：VO=-VI×(R2/R1)。
要學會運用運放正負輸入端"虛斷"與"虛短"的原理，進行推算。
● 虛短指在理想情況下，兩個輸入端的電位相等，就好像兩個輸入端短接在一起，但事實上并沒有短接。
● 虛斷指在理想情況下，流入集成運算放大器輸入端電流為零。這是由于理想運算放大器的輸入電阻無限大，就好像運放兩個輸入端之間開路。但事實上并沒有開路。
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一、二級EMI濾波電路。這部分的作用是將外部電網進入的市電進行過濾，得到比較純凈的交流電供后續使用。
PFC電路。它的作用是在交流電轉換成直流電的過程中減少諧波，降低對室內電網和市電電網的干擾，減少市電損耗。
高壓濾波電容。它的作用是凈化高壓直流電，為后續的高低壓轉換提供相對“純凈”的電流。
電源拓撲。拓撲就是指電源的整體結構，它直接影響到電源的轉換效率。
低壓濾波電路的電感線圈。其作用是穩定輸出端的電壓和電流，與電腦硬件系統的穩定使用有直接的關系。
散熱片。在變壓器和開關電路進行電壓轉換時，會產生大量的熱量，因此需要散熱片迅速轉移熱量。
二級EMI濾波電路
國家3C認證強制要求上市的電源必須通過EMI防電磁輻射認證，因此合格的電源都應該具有EMI濾波電路。
一級EMI濾波電路位于電源接口處，做工更好的電路還具有獨立PCB板和電感線圈。
二級EMI濾波電路通常在電源的主PCB板上，由電感線圈和電容等元器件組成。
某劣質電源上的二級EMI濾波電路唱了“空城計”
不過低端電源往往只有一級EMI濾波電路，稍好一點的電源都應該具有完整的一、二級EMI濾波電路。
PFC電路
PFC電路分為被動式和主動式兩種，現在大部分電源都是采用的主動式PFC。
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一、二級EMI濾波電路
。
這部分的作用是將外部電網進入的市電進行過濾，得到比較純凈的交流電供后續使用。
PFC電路
。
它的作用是在交流電轉換成直流電的過程中減少諧波，降低對室內電網和市電電網的干擾，減少市電損耗。
高壓濾波電容
。
它的作用是凈化高壓直流電，為后續的高低壓轉換提供相對“純凈”的電流。
電源拓撲
。
拓撲就是指電源的整體結構，它直接影響到電源的轉換效率。
低壓濾波電路的電感線圈
。
其作用是穩定輸出端的電壓和電流，與電腦硬件系統的穩定使用有直接的關系。
散熱片
。
在變壓器和開關電路進行電壓轉換時，會產生大量的熱量，因此需要散熱片迅速轉移熱量。
1、一二級EMI濾波電路
國家3C認證強制要求上市的電源必須通過EMI防電磁輻射認證，因此合格的電源都應該具有EMI濾波電路。
一級EMI濾波電路位于電源接口處，做工更好的電路還具有獨立PCB板和電感線圈。
二級EMI濾波電路通常在電源的主PCB板上，由電感線圈和電容等元器件組成。
展開 通用型變頻器主電路及接線（附實例講解）
通用性變頻器應用比較廣泛，本文以西門子G120C變頻器介紹其主電路和接線。
一、通用型變頻器主電路
西門子G120C變頻器采用交-直-交控制技術，即將三相交流電通過整流電路將交流變成直流，然后再將直流通過逆變電路變成交流。相比交-交控制技術，交-直-交控制技術具有頻率調節范圍寬、控制比較簡單等優勢。
通用性變頻器電路結構主要包括主電路和控制電路，其主電路如下圖所示。主電路主要由整流電路、濾波電路、制動電路和逆變電路構成。
整流電流一般是由電力二極管構成的不可控三相橋式整流電路，如上圖所示。三相交流電經過橋式整流電路變成了直流電，但是這個直流電不是恒定直流而是還有電源6倍頻率的波紋，如果將含有波紋的直流電直接送給逆變電路后逆變得到的交流波形也會含有波紋，為了減少波形的波動，需要對整流后直流電進行濾波。
濾波電路一般電感和電容構成，即LC濾波電路，該電路可以很好的吸收直流電中含有的波紋將其變成恒定直流。對于容量較小的變頻器，可以省去電感而采用簡單電容濾波電路，經過濾波電路將脈動的直流電壓變得穩定、平滑，供逆變器使用。
逆變電路一般是利用6個全控型功率開關元件（IGBT、GTO、GTR等）組成的三相橋式逆變電路，通過有規律地控制逆變器中功率開關器件的導通與關斷，可以得到任意頻率的三相交流電。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，所以逆變電路是變頻器的核心電路之一，起著非常重要的作用。
制動回路是為了為抑制直流電路電壓上升，并把再生能量向工頻電網反饋。
二、G120C變頻器主電路接線
西門子G120C變頻器外觀如下圖所示。G120C變頻器主要由功率模塊、控制模塊和操作面板構成。
展開 開關電源電路設計的坑，這些基礎知識一定要掌握（上）
一、開關電源的電路組成
開關電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。
開關電源的電路組成方框圖如下：
二、輸入電路的原理及常見電路
1、AC輸入整流濾波電路原理：
①、防雷電路：當有雷擊，產生高壓經電網導入電源時，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1組成的電路進行保護。當加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時，其阻值降低，使高壓能量消耗在壓敏電阻上，若電流過大，F1、F2、F3會燒毀保護后級電路。
②、輸入濾波電路：C1、L1、C2、C3組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。當電源開啟瞬間，要對C5充電，由于瞬間電流大，加RT1（熱敏電阻）就能有效的防止浪涌電流。因瞬時能量全消耗在RT1電阻上，一定時間后溫度升高后RT1阻值減小（RT1是負溫系數元件），這時它消耗的能量非常小，后級電路可正常工作。③、整流濾波電路：交流電壓經BRG1整流后，經C5濾波后得到較為純凈的直流電壓。若C5容量變小，輸出的交流紋波將增大。2、DC輸入濾波電路原理：
①、輸入濾波電路：C1、L1、C2組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。C3、C4為安規電容，L2、L3為差模電感。
②、R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7組成抗浪涌電路。在起機的瞬間，由于C6的存在Q2不導通，電流經RT1構成回路。當C6上的電壓充至Z1的穩壓值時Q2導通。
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下面我們細化一下，將話題轉移到電源各個模塊的元器件上來……
四、瞬變濾波電路解析
市電接入PC開關電源之后，首先進入瞬變濾波電路（Transient Filtering），也就是我們常說的EMI電路。下圖8描述的是一臺PC電源的“推薦的”的瞬變濾波電路的電路圖。
瞬變濾波電路的電路圖
為什么要強調是“推薦的”的呢？因為市面上很多電源，尤其是低端電源，往往會省去圖8中的一些元器件。所以說通過檢查EMI電路是否有縮水就可以來判斷你的電源品質的優劣。
EMI電路電路的主要部件是MOV (l Oxide Varistor，金屬氧化物壓敏電阻)，或者壓敏電阻（圖8中RV1所示），負責抑制市電瞬變中的尖峰。MOV元件同樣被用在浪涌抑制器上（surge suppressors）。盡管如此，許多低端電源為了節省成本往往會砍掉重要的MOV元件。對于配備MOV元件電源而言，有無浪涌抑制器已經不重要了， 因為電源已經有了抑制浪涌的功能。
圖8中的L1 and L2是鐵素體線圈；C1 and C2為圓盤電容，通常是藍色的，這些電容通常也叫“Y”電容；C3是金屬化聚酯電容，通常容量為100nF、470nF或680nF，也叫“X”電容；有 些電源配備了兩顆X電容，和市電并聯相接，如圖8 RV1所示。
X電容可以任何一種和市電并聯的電容；Y電容一般都是兩兩配對，需要串聯連接到火、零之間并將兩個電容的中點通過機箱接地。也就是說，它們是和市電并聯的。
瞬變濾波電路不僅可以起到給市電濾波的作用，而且可以阻止開關管產生的噪聲干擾到同在一根市電上的其他電子設備。
一起來看幾個實際的例子。如圖9所示，你能看到一些奇怪之處嗎？這個電源居然沒有瞬變濾波電路！
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干貨｜超詳細解析開關電源知識
瞬變濾波電路不僅可以起到給市電濾波的作用，而且可以阻止開關管產生的噪聲干擾到同在一根市電上的其他電子設備。
一起來看幾個實際的例子。如圖9所示，你能看到一些奇怪之處嗎？這個電源居然沒有瞬變濾波電路！這是一款低廉的“山寨”電源。請注意，看看電路板上的標記，瞬變濾波電路本來應該有才對，但是卻被喪失良知的黑心JS們帶到了市場里。
這款低廉的“山寨”電源沒有瞬變濾波電路
再看圖10實物所示，這是一款具備瞬變濾波電路的低端電源，但是正如我們看到的那樣，這款電源的瞬變濾波電路省去了重要的MOV壓敏電阻，而且只有一個鐵素體線圈；不過這款電源配備了一個額外的X電容。
低端電源的EMI電路
瞬變濾波電路分為一級EMI和二級EMI，很多電源的一級EMI往往會被安置在一個獨立的PCB板上，靠近市電接口部分，二級EMI則被安置在電源的主PCB板上，如下圖11和12所示。
一級EMI配備了一個X電容和一個鐵素體電感
再看這款電源的二級EMI。在這里我們能看到MOV壓敏電阻，盡管它的安置位置有點奇怪，位于第二個鐵素體的后面。總體而言，應該說這款電源的EMI電路是非常完整的。
完整的二級EMI
值得一提的是，以上這款電源的MOV壓敏電阻是黃色的，但是事實上大部分MOV都是深藍色的。
此外，這款電源的瞬變濾波電路還配備了保險管（圖8中F1所示）。需要注意了，如果你發現保險管內的保險絲已經燒斷了，那么可以肯定的是，電源內部的某個或者某些元器件是存在缺陷的。如果此時更換保險管的話是沒有用的，當你開機之后很可能再次被燒斷。
展開 硬件特訓班問題解答【57問-15】
spm=a1z10.5-c-s.w4002-21870440440.43.c3cb1839bIEpvV&id=631528631075
43.有源濾波器好無源濾波器的區別是什么？
答：(1)要想搞明白這個問題我們得首先搞明白什么是有源器件什么是無源器件
(2) 我們經常所說的電阻電容電感磁珠等等都是無源器件，而我們經常所說的二極管，三極管，MOS管，運放等等都是有源器件
(3) 有源器件和無源器件最主要的區別在于其是否需要某種形式的電壓或者電流的供應才能夠獲得相應的功能，比如說我們經常所說的BJT是電流驅動電流，MOS是電壓驅動電流其實就是這個概念
(4) 所以我們的有源濾波主要是通過無源濾波電路+運放等有源器件來構建濾波電路而無源濾波電路則主要是通過電阻電容電感等無源器件來構建濾波電路
(5) 所有的無源濾波電路本質上來說都是衰減電路，即增益<1
(6) 有源濾波電路除了實現濾波功能還能實現對有用信號的放大,即增益>1
(7) 關于濾波電路更詳細的內容可以參考老白硬件特訓班:
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c-s.w4002-21870440440.43.c3cb1839bIEpvV&id=631528631075
44.開關電源中的同步電路和異步電路的區別是什么？
展開 教你輕松讀懂電子電路圖
負載 R L 上得到的是脈動的全波整流電流，輸出電壓比半波整流電路高。
（ 3 ）全波橋式整流
用 4 個二極管組成的橋式整流電路可以使用只有單個次級線圈的變壓器，見圖 2 （ c ）。負載上的電流波形和輸出電壓值與全波整流電路相同。
（ 4 ）倍壓整流
用多個二極管和電容器可以獲得較高的直流電壓。圖 2 （ d ）是一個二倍壓整流電路。當 U2 為負半周時 VD1 導通， C1 被充電， C1 上最高電壓可接近 1.4U2 ；當 U2 正半周時 VD2 導通， C1 上的電壓和 U2 疊加在一起對 C2 充電，使 C2 上電壓接近 2.8U2 ，是 C1 上電壓的 2 倍，所以叫倍壓整流電路。
三、濾波電路
整流后得到的是脈動直流電，如果加上濾波電路濾除脈動直流電中的交流成分，就可得到平滑的直流電。
（ 1 ）電容濾波
把電容器和負載并聯，如圖 3 （ a ），正半周時電容被充電，負半周時電容放電，就可使負載上得到平滑的直流電。
（ 2 ）電感濾波
把電感和負載串聯起來，如圖 3 （ b ），也能濾除脈動電流中的交流成分。
（ 3 ） L 、 C 濾波
用 1 個電感和 1 個電容組成的濾波電路因為象一個倒寫的字母“ L ”，被稱為 L 型，見圖 3 （ c ）。用 1 個電感和 2 個電容的濾波電路因為象字母“ π ”，被稱為 π 型，見圖 3 （ d ），這是濾波效果較好的電路。
（ 4 ） RC 濾波
電感器的成本高、體積大，所以在電流不太大的電子電路中常用電阻器取代電感器而組成 RC 濾波電路。同樣，它也有 L 型，見圖 3 （ e ）；π 型，見圖 3 （ f ）。
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開關電源的電路組成
開關電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。
開關電源的電路組成方框圖如下：
2
輸入電路的原理及常見電路
1、AC 輸入整流濾波電路原理：
①防雷電路：當有雷擊，產生高壓經電網導入電源時，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1 組成的電路進行保護。當加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時，其阻值降低，使高壓能量消耗在壓敏電阻上，若電流過大，F1、F2、F3 會燒毀保護后級電路。
②輸入濾波電路：C1、L1、C2、C3組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。當電源開啟瞬間，要對 C5充電，由于瞬間電流大，加RT1（熱敏電阻）就能有效的防止浪涌電流。因瞬時能量全消耗在RT1電阻上，一定時間后溫度升高后RT1阻值減小（RT1是負溫系數元件），這時它消耗的能量非常小，后級電路可正常工作。
③整流濾波電路：交流電壓經BRG1整流后，經C5濾波后得到較為純凈的直流電壓。若C5容量變小，輸出的交流紋波將增大。
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