笔记 / 硬件基础RL电路滤波无源器件

把 RC 电路的八种作用 里的电容换成电感，得到的就是 RL 电路——但它的脾气截然不同：电容守电压，电感守电流。这让 RL 电路在”抗浪涌、消尖峰”这类场合成了主角。

电感的脾气见 电感基础：电流不能突变，XL=2πfLX_L = 2\pi fL。

一、RL 电路的作用总览

答：滤波、延时、分压限流、耦合隔直、消尖峰和振荡整形。

#作用本质记忆点
①滤波感抗随频率升高而增大电感挡高频
②延时电感电流不能突变电流”爬坡”需要时间
③分压限流串联电感按量比分配电压抑制冲击电流
④耦合隔直直流不能穿越磁场耦合变压器原理
⑤消尖峰断电时电感释放磁场能RL 电路最不可替代的作用
⑥振荡整形回路能量交替变化简易振荡与波形修整

二、① 滤波：滤除杂波、平滑电压

低通

RL 一阶低频滤波电路与 RL 二阶低频滤波电路图：电感串联、电阻对地取输出

图：左「RL 一阶低通」——L1 串联、R1 对地，输出取自 R1 两端；右「RL 二阶低通」——L1、L2 两级串联，每级各有一个 R 对地

高通

RL 一阶高频滤波电路与 RL 二阶高频滤波电路图：电阻串联、电感对地取输出

图：左「RL 一阶高通」——R1 串联、L1 对地；右「RL 二阶高通」——R1、R2 两级串联，每级各有一个 L 对地

截止频率

当 L1=L2=LL_1 = L_2 = L、R1=R2=RR_1 = R_2 = R 时：

fc=R2πLf_c = \frac{R}{2\pi L}

类型特点衰减斜率
RL 一阶低通留存低频信号，阻隔高频干扰−20 dB/十倍频
RL 二阶低通滤波效果更强−40 dB/十倍频

海报版 RL 滤波电路图：一阶低通、二阶低通、一阶高通与二阶高通四种

图：四条并排——RL 一阶低通（L1 串联，R1 对地）、RL 二阶低通（L1 L2 + R1 R2）、RL 一阶高通（R1 串联，L1 对地）、RL 二阶高通（R1 R2 + L1 L2）

💡 与 RC 滤波对读：RC 低通靠电容把高频引到地，RL 低通靠电感把高频挡在门外——一个”泄放”、一个”阻挡”，结果相同、功耗与场合不同。

三、② 延时：利用充放电实现时序延迟

基础 RL 延时、开关控制型电感延时和三极管驱动 RL 延时三种电路图

图：左「基础 RL 延时」——VCC 经 L 到 R 对地，输出取自 R；中「开关控制型」——VCC 经开关再串 L、R；右「三极管驱动」——VCC 经 L 到三极管集电极，Rc 引出输出

类型原理
基础 RL 延时电感通电能储、断电释能，电流渐变实现电平延时变化
开关控制型电感延时开关通断瞬间，电感阻碍电流突变，产生时序延迟
三极管驱动 RL 延时输入电平切换，电感电流缓慢升降，达成延时效果

四、③ 分压限流：分配电压、限制回路电流

电感串联分压、电感串联限流和 RL 分压限流通用三种电路图

图：左「电感串联分压」——L1 与 L2 串联，中间节点为分压点；中「电感串联限流」——电感串在负载前面；右「RL 分压限流通用」——L 与 R 串联

类型原理
电感串联分压串联电感按电感量配比分配电压，阻碍电流突变
电感串联限流电感阻碍电流急剧增大，起到限流保护作用
RL 分压限流通用L 与 R 串联，共同分压，同时电感抑制冲击电流

五、④ 耦合隔直：隔断直流，传递交流信号

基础互感耦合隔直电路与串联电感隔直流电路图

图：左「基础互感耦合隔直」——两组线圈耦合，输入 Vi 在一侧、输出 Vo 在另一侧，无电气连接；右「串联电感隔直流」——Vi 经电感 L 后串负载，Vo 从电感与负载之间的节点引出

类型原理
基础互感耦合隔直直流无法穿越磁场耦合，交流感应传递，隔断直流、通交流
串联电感隔直流直流稳态电感等效短路，直流分量被阻断滞留前端，交流正常向后传输

💡 互感耦合隔直就是变压器的原理——两侧没有一根导线相连，信号却完整传了过去。这是”隔直”最彻底的一种做法，也是 电容选型与电路角色 里耦合电容所做不到的电气隔离。

六、⑤ 消尖峰：吸收电压浪涌、保护器件

续流泄放型、RL 缓冲吸收电路和并联电感钳位消峰三种保护电路图

图：左「续流泄放型」——继电器线圈并在三极管集电极，二极管跨接线圈两端做续流；中「RL 缓冲吸收」——负载电感 L 并联电阻 R 构成 RL 缓冲；右「并联电感钳位消峰」——信号端与主回路之间串入电感做钳位吸收

类型原理
续流泄放型电感断电产生反向高压尖峰，经二极管回路泄放，钳位电压保护器件
RL 缓冲吸收电路负载电感并联电阻构成 RL 缓冲，泄放断电感应尖峰，抑制电压浪涌
并联电感钳位消峰瞬时尖峰被电感储能吸收，平缓电压波形

⚠️ 这是 RL 电路里最不可省略的一种用法：继电器、电机、电磁阀这类感性负载，断电瞬间 U=LdidtU = L\frac{di}{dt} 会冲出远高于电源的尖峰，足以打穿驱动三极管。没有续流二极管，电路第一次断电就可能失效。

七、⑥ 振荡整形：构成简易振荡、波形修整电路

RL 振荡电路（开关控制）与 RL 波形整形电路图

图：左「RL 振荡电路（开关控制）」——VCC 经 L 到三极管集电极，R 接发射极，Io 控制基极；右「RL 波形整形电路」——Vi 经 L 串联 R 对地，输出取自 R

类型原理
RL 振荡电路（开关控制）三极管通断改变 LR 回路状态，电感储能释能形成振荡波形
RL 波形整形电路利用电感电流滞后特性，畸变波形修整平滑，RL 回路能量交替变化产生振荡信号

小结

作用关键结构记忆点
滤波L 串联为低通 / L 对地为高通fc=R2πLf_c = \dfrac{R}{2\pi L}
延时L 串在供电回路电流爬坡需要时间
分压限流两电感串联 / L 串负载抑制冲击电流
耦合隔直互感耦合 / L 串联互感可做电气隔离
消尖峰二极管续流 / R 并 L / L 串联钳位断电反电动势必须泄放
振荡整形三极管切换 LR 回路储能释能形成波形

RL 电路存在的意义，多半藏在断电那一瞬间——通电时电感规规矩矩像个短路，断电时它却把之前存的磁场能一次性还回来，冲出一个能打穿三极管的高压尖峰。理解 RL，就是理解这份”存款到期要取现”的脾气。

链接到本篇（1）