基于Multisim的LC整流滤波电路分析

钟俊 刘辉 刘恒

摘   要：Multisim在电气工程领域的应用十分广泛，文章以π型LC整流滤波电路为例，详细描述了Multisim的具体应用，通过改变相应的参数，观察各参数对应的输出波形，以达到理解电路的工作原理及相关参数具体作用的目的。

关键词：Multisim;电气工程;LC整流滤波电路;输出波形

在电气工程领域中，很多设备都需要用到稳定的直流电源供电。实际应用中可以利用化学蓄电池以及直流发电机来产生直流电，但性价比最高的获取直流电源的方式是把交流电直接转变为直流电。通过桥式整流电路，可以实现将交流电变为脉动直流电，但此时的直流电波动较大，为了将此时的脉动直流电变得更平滑，需要引入相应的滤波元器件，构成滤波电路，本文以π型LC滤波电路为例，通过Multisim软件的应用，可以快速、直观地观测到元器件不同参数对输出波形的影响[1-2]。

1    π型LC整流滤波电路

1.1  整流电路

整流电路主要使用二极管的正偏导通，反偏截止的单向导电性，将交流电转变为脉动直流电。常用的有单相半波整流电路和桥式整流电路等。本文引入桥式整流电路，图1电路中，U1为外界交流电源电压（有效值为20 V，頻率为60 Hz，初始相位为0），T1为10∶1的变压器，U2为变压器副边交流电压，D1是由4个二极管组成的桥式电路[3]。

其中，U2正半周时，电流的流向为：3→7→4→R1→5 →8→6。

U2负半周时，电流的流向为：6→9→4→R1→5→10→3。

经过桥式整流电路的作用，将输入正弦交流电U2转变成了负载R1上的脉动直流电输出，利用示波器测出其输出波形如图2所示。

1.2  滤波电路

通过桥式整流电路，可以将交流电转变为脉动直流电，但此时直流电的波动幅度较大，为了让其输出更加平滑以及消除里面的交流成分，可以在整流电路中加入一些元器件构成滤波电路。在上述整流电路中加入2个电容，1个电感，构成了π型LC滤波电路[4]，如图3所示。

（1）S1，S2断开时的波形如图4所示。

（2）S1，S2闭合时的波形如图5所示。

（3）参数的改变：将L1从10 H变为20 H;C1，C2从1 ?F变为20 ?F，波形如图6所示。

通过上述研究可以看出，加入L，C组成滤波电路后，输出电压不仅变得比较平滑，而且平均值也变大了，对比图4和图5的波形显示结果，当L，C的数值增大，输出的波形越来越平滑。其中，图6的输出电压波形已经接近了理论的直流电压波形。这是因为随着L，C的数值变大，整个电路的放电速度逐渐变缓，所以输出电压越来越平滑[5]。

2    结语

运用Multisim仿真软件可以准确地对LC整流滤波电路性能进行仿真分析，根据仿真结果判断电路中相关参数的更改是否达到预期目标，从而提高分析与设计的能力。

[参考文献]

[1]黄建清，李婉苹，王立辉，等.Multisim在模拟电子技术课程设计中的应用[J].教育现代化，2017（4）：168-170.

[2]梁丽.Multisim在直流稳压电源仿真与分析中的应用[J].中国教育技术装备，2017（8）：41-42.

[3]党自恒.半波整流电容滤波电路分析[J].中国市场，2015（7）：62-63.

[4]袁聿海.Multisim软件在模拟电路实验教学中的应用[J].教育现代化，2017（8）：207-209.

[5]曹春雷.基于Multisim的整流滤波电路分析[J].中国科技信息，2013（4）：87-88.

Analysis of LC rectifier and filter circuit based on multisim

Zhong Jun， Liu Hui， Liu Heng

（School of Electromechanic Engineering， Anhui Vocational and Technical College， Hefei 230011， China）

Abstract：Multisim is widely used in the field of electrical engineering. Taking type π LC rectifier and filter circuit as an example， this paper describes the specific application of multisim in detail. By changing the corresponding parameters and observing the output waveforms corresponding to each parameter， the purpose of understanding the working principle of the circuit and the specific role of the relevant parameters is achieved.

Key words：multisim; electrical engineering; LC rectifier and filter circuit; output waveform