滤波电容的充电和放电时间其实与电路的电阻有关

电容滤波其实是利用电容充电和放电的特性来实现直流电压的稳定。在AC To DC的电源转换电路中，交流电经过整流二极管整流后只可以得到脉动直流电，波动还是相当大的，加入滤波电容后，电压上升过程，电容充电，电压下降过程，电容放电，实现了电压的稳定。我们可以把滤波电容充电所需要的时间称为充电时间常数，把滤波电容放电所需要的时间称为放电时间常数，充电时间常数和放电时间常数的大小与充电和放电的电阻和电容的容值大小有关。

电容器充电和放电曲线

电容器充电过程是一个无限接近最大电压的过程，电容器两端电压达到最大电压的0.63倍所用的时间叫做充电时间常数了。经过5倍充电时间常数时间的充电，我们就当电容充满电了。放电过程与充电过程是相反的，放电过程是无限接近零电压的过程。

滤波电容充电时间常数计算

滤波电容充电的时间与充电电阻和滤波电容容值的大小有关，Tc=RC。充电的电阻越大，充电时间越长，滤波电容容值越大，充电时间也是越长。

由下图的整流滤波电路可知，交流电经过整流桥整流后，直接对滤波电容C1进行充电。整流二极管导通时内阻很小，假如整流二极管导通时的内阻是30Ω，滤波电容的容量是2200uf，Tc=30Ω x 2200uf=30Ω x 0.0022F=0.066S=66ms，充电相当快，只需要66毫秒就可以把电容的电压充到63%了。

滤波电容放电时间常数计算

滤波电容的放电是通过负载进行的，负载一般都有一定的内阻，假如负载的电阻RL=300Ω，

同样是2200uf的滤波电容，Tc=300Ω x 2200uf=300Ω x 0.0022F=0.66S=660ms，放电的时间为660毫秒。如果负载的内阻更大，那么放电的时间就更长了。

欢迎关注@电子产品设计方案，一起享受分享与学习的乐趣！关注我，成为朋友，一起交流一起学习

电子产品设计方案

滤波电容的放电时间与充电时间不一样，这是由于滤波电容的充电时间常数与放电时间常数不一样所致。下面我们以简单的半波整流电路为例，来介绍一下滤波电容的放电时间为何比充电时间长？

▲ 简单的半波整流滤波电路。

上图是一个简单的半波整流滤波电路。电源变压器次级输出的交流电压经1N4001二极管整流及电容C滤波后，加在负载RL两端的电压便是直流电压。

在交流电的正半周时，变压器次级的电压通过二极管对电容C充电，由于该二极管处于正偏导通状态，其等效电阻较小，故电容C可以很快充满电。假设二极管的导通时的等效电阻为50Ω，C的容量为1000μF，则电容的充电时间常数τ＝0.05KΩ x1000μF＝50毫秒（这里不考虑负载RL的影响）。

▲ 用于滤波的电解电容。

在交流电的负半周时，由于二极管反偏截止，此时其反向电阻极大，电容将通过RL放电，这里假定RL的阻值为200Ω，则电容C的放电时间常数τ＝0.2KΩ x1000μF＝200毫秒。一般整流滤波电路中，负载RL的阻值是大于整流二极管的等效电阻的，故在滤波电容容量不变时，滤波电容的放电时间比充电时间长。若滤波电路中，滤波电容容量取得过小，那么电容的放电时间常数将变小，此时负载RL两端电压的纹波成分将增大，导致输出电压不稳定，会随着滤波电容的充放电而有较大的波动。