直流电源设计入门之整流

交流电经过整流之后得到单向脉动电压，电压幅值以时间为参数的函数，需要经过滤波才能得到平滑波形，接近直流电压。

电容滤波器

单相半波整流之后在负载端并联一个电容C，根据电容能够储存能量（以电压的形式）以及电容电压不能突变，可以得到负载端的电压波形，其中a是未加滤波电容C的波形，b是加了滤波电容C的波形：

om阶段二极管导通，滤波电容和负载的电压符合正弦波波形；

mm阶段二极管仍然导通，此时变压器次级电压慢慢减小（以50Hz为例频率远远大于电容电压的变化率）；

mn阶段变压器次级电压小于电容电压时二极管截止，此时负载电压来源于滤波电容C；

n之后的新周期，变压器次级电压大于电容电压，二极管导通，此时负载电压符合正弦波波形切电容正在充电。

假设负载电阻无穷大且忽略二极管的压降，这种情况下负载电压等于变压器次级电压的峰值，因为电容电压达到m这一点后就保持住了。随着负载电阻RL的减小，负载电压U0也就下降。

电容滤波时U0的平滑程度和滤波电容及负载电阻有关，两者乘积RL*C值越大那么U0越平滑，一般要求RL*C大于等于两个交流信号周期。

我们知道对于单相半波整流，二极管承受的最大反向耐压是变压器次级电压的峰值；对于加上滤波电容后的单相半波整流，当负载开路时且滤波电容充到变压器次级电压的峰值后，随着变压器次级电压慢慢降到负半周的峰值时，此时二极管承受的反向耐压就是两倍的峰值。

LC滤波和PI型滤波

电感对交流信号具有阻碍作用且交流频率越大，感抗越大。如上图所示，L就是一个电感元件，俗称“扼流圈”，由漆包线绕制在铁氧体环上构成，当通过L的电流发生变化时，线圈中产生自感应电动势来阻止电流的变化，也就是说阻碍了部分交流信号的进入，起到了滤波的作用。在LC滤波的基础上，为了进一步提高滤波的效果，可以构成PI型滤波电路。