家用交流电是如何变为直流电呢？

还记得当初第一次面试电子硬件的时候，面试官给了我这个电路（如图电容滤波电路），当问我具体的工作原理和元器件选型依据时却傻眼了。简单的电路都认识，简单的原理都会说，更深层次的原理却并不一定知道。今天，就用Multisim仿真一番并作出具体的原理解释。

电路中没有接电容时

再看有电容时的波形：分别是0.1uF,10uF,100uF。

由上面各图可知，这个电路输出波形与电容的选型有必然的关系，接下来我们进行一个详细的解释。

电容具有“阻直流，通交流”的作用，它对直流相当于开路对交流电只表现较小的阻抗，即电容的容抗，电容与负载电阻并联可以导致整流后电流的交流部分从电容通过，直流部分则进入负载，负载的电压电流变得比较平滑。

为了方面讲解我们引入一个新的图

当并联一个电容C，在u2的正半周，二极管VD2,VD3导通，除一个电流i0流向负载外，同时还有一个电流ic向电容C充电，电容电压uc的极性为上正下负，如果忽略二极管的内阻则二级gaunt导通时，uc等于变压器的输出电压u2。当u2达到最大值以后开始下降，此时电容C上的电压uc也将由于放电而逐渐下降。

当u2<uc时，二极管VD2,VD3反向偏置，因而不导电，于是uc开始以一个时间常数按指数规律下降，直到下一个半周；当|u2|>uc时，二极管VD1,VD4导通。可见，电容滤波的特点是利用了储能元件电容器的充电和放电，对电压起到了填平补齐的作用，是的负载上的电压得到平滑。 由仿真的结果我们可以看到，电容大小的不同滤波的的结果相差也很大。

电容的放电快慢取决于电容C和负载R的大小，C越大，储能越多，R不变时，电容上的电荷释放的时间也越长，放电速度慢。若负载的R增大，C不变，放电电流减小，电容的电荷释放时间也加长。RC的乘积叫做放电回路的时间常数，用τ表示，单位为s。当τ=RC越大，放电越慢，输出电压越高滤波效果越好。当RC=时，即输出开路，输出电压的平均值最大约为U2的倍。综上所述，应选择大容量的电容作为滤波电容，而且要求R也大，故此电容滤波适用于负载电流比较小的场合。

在分析电容滤波电路时，应该特别注意整流二极管的工作状态。由于二极管整流电路的充电回路电阻小，放电回路电阻一般较大，所以充电迅速，放电缓慢。二极管的导电时间比半个周期要小很多，电容充电瞬间，充电的电流峰值很大，通常称之为“浪涌电流”，如果这个电流超过了二极管能承受的最大的瞬时最大电流值，就可能烧坏二极管。因此实际电路中不能单纯的为了提高输出电压的平滑而随意将电容量加大。