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前言

电源滤波电路中，π 形滤波电路是最常见的一种滤波电路，接下来将简单讲一讲π形RC 滤波电路和π形LC 滤波电路的原理，原文参照https://zhuanlan.zhihu.com/p/664303746

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一、π 形RC滤波电路

π 形RC滤波电路是一种复合型的滤波电路，它主要由滤波电阻和滤波电容复合而成，其中滤波电容起滤波的主要作用，前节的滤波电容容量大，后节的滤波电容容量小。由于它的成本低，电路结构简单，几乎所有的电源电路中都使用这种滤波电路。

如上图所示的电路中，C1、C2 是两只滤波电容，R1 是滤波电阻，C1、R1 和C2 构成一节π 形RC 滤波电路。由于这种滤波电路的形式如同字母π 和采用了电阻、电容，因此称为π 形RC 滤波电路。从电路中可以看出，π 形RC 滤波电路接在整流电路的输出端。

1.电路分析

（1）这一电路的滤波原理是：从整流电路输出的电压首先经过C1 的滤波，大部分的交流成分被滤除，见图中的交流电流示意图。经过C1 滤波后的电压再加到由R1 和C2 构成的滤波电路中，电容C2 进一步对交流成分进行滤波，有少量的交流电流通过C2 到达地线，如图中的少量交流电流所示。

（2）可以这样理解R1 和C2 滤波电路的工作原理：将电容C2 的容抗XC 与电阻R1 构成一个分压电路，如上图所示是等效电路。对于直流电而言，由于电容C2 具有隔直作用，直流电流不能流过电容C2，直流电流只能流过电阻R1，如图中直流电流所示，所以，R1 和C2 分压电路对直流电压不存在分压衰减的作用，这样直流电压通过R1输出；对于交流电流而言，因为C2 的容量很大，容抗很小，所以R1、C2 构成的分压电路对交流成分的分压衰减量很大，达到滤波目的。
（3）在电阻R1 阻值大小不变时，加大滤波电容C2 的容量可以提高滤波效果，这是因为C2 容量大后其容抗小，对交流成分的分压衰减量更大；在C2 容量大小不变时，加大R1 的阻值也可以提高滤波效果，这是因为加大R1 的阻值后分压衰减电路对交流成分衰减量增大，所以滤波效果更好。但是，滤波电阻R1 的阻值不能太大，因为流过负载的直流电流流过电阻R1，会在R1 上产生很大的直流电压降，使滤波电路输出的直流输出电压Uo2减小。R1 的阻值愈大，在R1 上的电压降愈大，使滤波电路输出的直流输出电压Uo2愈低；流过负载的直流电流愈大时，在R1 上的电压降也愈大，使直流输出电压Uo2也愈低。
（4）电路中，C1 是第一节滤波电容，加大它的容量可以提高滤波效果，但是C1 太大时，在开机时对C1 的充电时间很长，这一充电电流是流过整流二极管的，当充电电流太大、时间太长时，会损坏整流二极管，所以采用这种π 形RC 滤波电路可以使C1 容量小一些，通过R1 和C2 来进一步提高滤波效果。
（5）上述两个直流输出电压的大小是不同的，Uo1电压最高，一般这一电压直接加到功率放大器电路，或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中，这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻，能够输出最大的直流电压和直流电流；直流输出电压 Uo2稍低，这是因为电阻R1 对直流电压存在电压降，同时由于滤波电阻R1 的存在，这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。

2.电路故障分析

（1）当滤波电容C1 开路时，整个π 形RC滤波电路的滤波性能变劣，直流输出电压 Uo1中含有大量的交流成分，同时，另一种直流输出电压 Uo2中含的交流成分也增加许多；当C1击穿时，直流输出电压 Uo1 Uo2为0V；当C1漏电时，直流输出电压 Uo1 Uo2下降，而且交流成分增大。
（2）当滤波电阻R1 开路时，直流输出电压 Uo1正常，直流输出电压 Uo2为0V；当R1短路时，直流输出电压 Uo1等于Uo2，此时整机电路中的一部分电路的直流工作电压将升高，使这部分电路工作失常，表现为放大器的放大倍数增大，电路的噪声增大。
（3）当滤波电容C2 开路时，对直流输出电压Uo1 没有影响，另一路直流输出电压 Uo2中含的交流成分也增加许多，而且这一路直流输出电压源的内阻增大，容易产生啸叫等故障；当C2 击穿时，直流输出电压 Uo1将减小，Uo2为0V；当C2 漏电时，直流输出电压Uo1略有减小，Uo2下降，而且交流成分增大.

二、π 形LC滤波电路

π 形RC滤波电路中，由于使用了滤波电阻，当直流电流流过滤波电阻时，在该电阻上会产生直流电压降，当直流电流很大时，这一直流电压降会很大，为了解决这一问题，引入了π形LC 滤波电路。
如下图所示是π 形LC 滤波电路。电路中，C1 和C2 是滤波电容，L1 是滤波电感，L1 代替π 形RC 滤波电路中的滤波电阻。

1.电路分析

（1）一滤波电路也有两个直流工作电压输出端，分别输出直流工作电压 Uo1，Uo2，其中 Uo2经过了滤波电感，所以其交流成分远少于Uo1。
（2）L1和C2这节滤波电路的工作原理是：经过C1 滤波的电压加到L1 和C2 这节滤波电路中，对于直流电压而言，由于电感L1 的直流电阻很小，因此直流电流流过L1 时在L1 上产生的直流电压降很小，这一点比滤波电阻要好；对于交流成分而言，因为电感L1 感抗的存在，且这一感抗很大，这一感抗与电容C2 的容抗（容抗很小）构成分压衰减电路，对交流成分有很大的衰减作用，达到滤波的目的。
（3）由于滤波电感L1 的直流电阻很小，因此在L1 上的直流电压降很小（可以不计），这样滤波电路的直流输出电压 Uo1大小基本上与 Uo1相等，这是π 形LC 滤波电路的特点。
（4）π 形LC 滤波电路中，滤波电感L1 的电感量愈大，其感抗愈大，滤波效果愈好。
（5）实用电源滤波电路中，在π 形LC 滤波电路之后也可以接入π 形RC 滤波电路。
（6）由于滤波电感L1 的成本比滤波电阻的成本高得多，所以电源电路中π 形LC 滤波电路的应用不是很多。

2.电路故障分析

（1）对这一滤波电路的故障分析与前面的π 形RC 滤波电路的故障分析基本相似，只是对滤波电感L1 的故障分析有所不同。
（2）当滤波电感L1 开路时，直流输出电压Uo1正常，直流输出电压Uo2为0V；当L1 短路时，对直流输出电压Uo2的大小没有影响，只是
Uo2 这一路的滤波效果变劣，会出现交流声大故障。