電源濾波器概念

電源濾波器，又名“電源EMI濾波器”，或是“EMI電源濾波器”，是一種無(wú)源雙向網(wǎng)絡(luò)，是一種對(duì)電源中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除的電氣設(shè)備。

電源濾波器是針對(duì)電源端口電磁騷擾的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，一般是由電感、電容、電阻或鐵氧體器件構(gòu)成的頻率選擇性二端口網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上是濾波器的一種，按照工作原理稱之為反射式濾波器。它可以在濾波器阻帶內(nèi)提供了高的串聯(lián)阻抗和低的并聯(lián)阻抗，使它和噪聲源的阻抗和負(fù)載阻抗嚴(yán)重不匹配，從而把不希望的頻率分量發(fā)射回噪聲源。

當(dāng)我們選用電源濾波器時(shí)，應(yīng)主要考慮三個(gè)方面的指標(biāo)：首先是電壓、電流，其次是插入損耗，然后是結(jié)構(gòu)尺寸。由于濾波器內(nèi)部一般是經(jīng)過(guò)灌封處理的，因此環(huán)境特性不是主要問(wèn)題。但是所有的灌封材料和濾波電容器的溫度特性對(duì)電源濾波器的環(huán)境特性有一定的影響。

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實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段

數(shù)字濾波器有多種方式可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的處理，我們介紹在實(shí)際中使用的兩種，一種是我們集成電路的方式將集成電路的各種元 器件組成一個(gè)的設(shè)備，這種設(shè)備稱之為數(shù)字信號(hào)處理機(jī)，類似于arm架構(gòu)或者單片機(jī)架構(gòu)的數(shù)字處理機(jī)就是我們常用的一種，這種方式對(duì)于成套批量的需求商用價(jià)值比較高，因?yàn)樵靸r(jià)成本比較低，受到了市場(chǎng)的歡迎；另一種就是使用我們平常使用的x86/x64的商用或者工控計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，這個(gè)完全是使用應(yīng)用軟件進(jìn)行的，這種方式也在實(shí)驗(yàn)室或者大型的數(shù)字濾波項(xiàng)目中使用，這種方式成本較高，不適宜與大批量的生產(chǎn)與配套。但是在實(shí)驗(yàn)室是的一種模擬方式，在高階模擬和運(yùn)算中有非常大的優(yōu)勢(shì)。

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無(wú)源濾波器

無(wú)源濾波器按接線形式可分為電容濾波器、電廠濾波電路、L型RC濾波電路、π形RC濾波電路、多節(jié)π形RC 濾波電路、π形LC濾波電路。按功能可分為單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器。無(wú)源濾波器具有如下優(yōu)勢(shì)：結(jié)構(gòu) 形式簡(jiǎn)單、投資費(fèi)用低，能夠補(bǔ)償系統(tǒng)中的無(wú)功分量、改善電網(wǎng)功率因數(shù)；工作穩(wěn)定性較高、維護(hù)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟等，在有源濾波器出現(xiàn)以前被廣泛采用。無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)也有很多方面：受電網(wǎng)參數(shù)的影響較大，系統(tǒng)阻抗值和主要次數(shù)諧振頻率往往隨著工況發(fā)生變化；諧波濾除的頻帶也較窄，只能濾除主要次數(shù)的諧波，或因發(fā)生并聯(lián)諧振，放大一些次數(shù)的諧波；濾波和無(wú)功補(bǔ)償及調(diào)壓之間的協(xié)調(diào)較困難 ；隨著流經(jīng)濾波器的電流升高，可能造成設(shè)備過(guò)負(fù)荷運(yùn)行；耗材多，重量和體積都較大；運(yùn)行穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)。因此，整體性能更優(yōu)的有源濾波器得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

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有源濾波器

有源濾波器主要作用不僅能動(dòng)態(tài)并抑制諧波，而且可以補(bǔ)償電網(wǎng)中較低的無(wú)功分量。它能夠?qū)Ψ岛皖l率都波動(dòng)的高次諧波分量進(jìn)行補(bǔ)償，以及對(duì)變化的系統(tǒng)無(wú)功分量進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，克服了傳統(tǒng)型式諧波治理方案和無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)，達(dá)到了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償?shù)男Ч?。APF的基本原理是檢測(cè)當(dāng)前系統(tǒng)的電壓和電流信號(hào)，通過(guò)指令電流運(yùn)算電路的運(yùn)算，產(chǎn)生補(bǔ)償電流信號(hào)，并將其指令由補(bǔ)償電流發(fā)生電路按諧波信號(hào)放大，從而得到補(bǔ)償電流，再與系統(tǒng)中的高次諧波分量及無(wú)功等電流抵消，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)波形的正弦化，濾除電網(wǎng)諧波，提高電能質(zhì)量。有源濾波器和無(wú)源濾波器的區(qū)別，在于需要電源供電，且既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功。指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路是有源濾波器的兩個(gè)重要組成部分。指令電流運(yùn)算電路的作用是檢測(cè)出系統(tǒng)所需補(bǔ)償?shù)闹C波分量和無(wú)功分量等。補(bǔ)償電流發(fā)生電路的作用是按照上述檢測(cè)到的諧波分量和無(wú)功分量，發(fā)出補(bǔ)償電流指令，產(chǎn)生能夠抵消的補(bǔ)償電流，它主要由三部分構(gòu)成 ：電流跟蹤控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和主電路。

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