電源濾波器的典型結(jié)構(gòu)介紹

電源濾波器的典型結(jié)構(gòu)如下圖所示，這是一種無源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對交流和直流電源都適用，具有雙向抑制性能。將它插入在交流電網(wǎng)中與電源之間，相當(dāng)于這二者的EMI噪聲之間加上一個阻斷屏障，這樣一個簡單的無源濾波器起到了雙向抑制噪聲的作用，從而在各種電子設(shè)備中獲得廣泛的應(yīng)用。具體工作原理如下：交流電經(jīng)過二極管整流之后，方向單一了，但是大?。娏鲝姸龋┻€是處在不斷地變化之中。

圖中Cx是差模電容器，一般稱為X電容，電容量宜選為0.01-2.22μF，CY1和CY2是共模電容器，一般稱為Y電容，電容量約為幾納法（nF）到幾十納法。C3和C4的電容量不宜選得過大，否則容易引起濾波器甚至機殼漏電的危險。L為共模扼流圈，它為同向繞在同一個鐵氧體環(huán)上的一對線圈，電感量約為幾毫亨（mH）。如果交流電源處于輸出限流狀態(tài)時不能夠提供適當(dāng)水平的電壓和電流，將會導(dǎo)致被測設(shè)備無法正常啟動或完全關(guān)閉。對于共模干擾電流，兩個線圈產(chǎn)生的磁場是同方向的，共模扼流圈表現(xiàn)出較大的阻抗，從而起到衰減干擾信號的作用；而對于差模信號（在這里是低頻電源電流），兩個線圈產(chǎn)生的磁場抵消，所以不影響電路的電源傳輸功能。

針對基于DC-AC可編程交流電源頻率與相位調(diào)節(jié)分辨率較低、高次諧波疊加困難、輸出波形畸變等問題，提出了應(yīng)用處理器STM32F103ZET6內(nèi)置的兩路12 bitDAC來擬合波形作輸出的方案。CPU計算出所需的波形點，經(jīng)DAC擬合輸出、功率放大、濾波、變壓器運放等環(huán)節(jié)處理并結(jié)合反饋信號應(yīng)用數(shù)字PID算法，使終輸出信號快速且穩(wěn)定地達到預(yù)設(shè)值。作反饋時，根據(jù)實際輸出和設(shè)定輸出的差值，應(yīng)用了數(shù)字PID算法調(diào)整輸出，使得輸出能夠快速且穩(wěn)定響應(yīng)至所預(yù)設(shè)的值。經(jīng)測試，應(yīng)用此方案設(shè)計的可編程交流電源，其頻率與相位的分辨率顯著提高，方便疊加各次諧波，且輸出波形質(zhì)量明顯得到改善。

如今電子產(chǎn)品應(yīng)用全球化，適應(yīng)不同地區(qū)的各種類型電網(wǎng)，即不僅能在正常電網(wǎng)環(huán)境下正常運行，而且能在非正常的非理想的電網(wǎng)環(huán)境下正常運行。因此電子產(chǎn)品研發(fā)、認(rèn)證測試、品質(zhì)驗證等階段均需能夠模擬多種類型正常的或異常的交流電波形的可編程交流電源，即可編程交流電源具備強大的波形生成功能，輕松地產(chǎn)生復(fù)雜的瞬態(tài)波形，模擬輸出正常的交流電，也能模擬電力線路干擾或電網(wǎng)失真等異常交流電，并且支持電氣參數(shù)量測。目前可編程交流電源型號較多，選擇合適可編程交流電源，通常按照以下順序考量。在某些情況下，所使用的交流電源可能不能夠提供負(fù)載所需的全部浪涌電流。如果測試不是必須在這么高浪涌電流的條件下進行測試，交流電源可以使用輸出電壓鉗位來限制輸出電流進行測試。在設(shè)定好幅值、頻率、相位等參數(shù)并使之輸出期間，CPU2對終輸出的信號進行采集并計算，應(yīng)用PID算法調(diào)節(jié)誤差，使輸出快速且穩(wěn)定地響應(yīng)至設(shè)定值，同時通過LCD液晶屏顯示各輸出參數(shù)。但是需要注意的是類似整流器電源類型的負(fù)載，交流電源使用輸出電壓鉗位來限制輸出電流將會導(dǎo)致被測設(shè)備的啟動時間更長；如果交流電源處于輸出限流狀態(tài)時不能夠提供適當(dāng)水平的電壓和電流，將會導(dǎo)致被測設(shè)備無法正常啟動或完全關(guān)閉。因此當(dāng)浪涌電流是必備的測試條件時，那么必須選擇一個能夠提供全峰值浪涌電流的交流電源，這樣交流電源就不會存在輸出電流限制。