滤波电路范文精选

开发了一种新的整流滤波电路，并与常规的整流滤波电路的实验数据进行了对比分析。结合降压稳压和滤波电路，即一个整体的整流降压稳压滤波电源新方式，能够显著提升纹波特性， 拓宽整流电路的输出工作时间占空比，解决电源的“瓶颈”，改善整个电源的输出特性。

【关键词】整流 稳压 滤波

1 常规的整流滤波电路

整流滤波电路，对于单相电路而言，一般是先经过1个全桥整流，成为单相直流纹波电压，而后依靠电容来滤波得到直流平波电压。

这种常规整流滤波电路，在后级加负载后的情况下，整流电路上表现为接近交流电压波形的峰值附近有非常集中的高密度高能量电流通过，后级的全时区电流都在该短时间内得到补充。换句话说，后级的全时区电流被挤在该短时间内全额补充，后级电容只起到蓄能放电平滑的作用（不能提供有功电流），表现为电流幅值的挤高和负载电流波形的频率的挤高。

另外，在该短时电流区外，电源只能依靠电容的储能提供，表现为电压的下降。这一部分时间的电源的特性呈现为电容型特性，尤其是瞬时大电流脉冲特性非常差。

空载时普通整流滤波直流电压为45.6V，滤波电容正负各1000μF， 在负载1kHz正弦波峰值2A的情况下，测得的纹波电压Vpp=400mV。

同时变压器输出电压从原先的空载峰-峰值44V×2下跌为38.6V×2。

摘 要：电力线通信是一个正在发展的崭新学科,但由于电力线传输的无屏蔽性，给电力线通信带来严重的电磁干扰与电磁兼容问题。在深入分析了电力线通信系统产生电磁干扰的主要原因的基础上，对EMI滤波电路进行了设计研究，并通过实验验证了该滤波网络对于抑制电力线载波通信EMI的可行性。

关键词：电力线载波通信;电磁兼容;共模干扰;EMI滤波

中图分类号：TN914 文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2008)11-170-02

Research on EMI Filter Circuit of Power Line Carrier Communication

ZHAO Zhipeng,LUO Yinghong

(School of Electronic and Information Engineering,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou,730070,China)

Abstract：Power Line Communication(PLC) is a brand-new subject,which develops rapidly in rescent years.However,as the power line transmission without shielding,There are serious EMI and EMC problems.Based on the in-depth analysis of the main reason that the PLC system produces electromagnetic interference,this paper researches the design of the EMI filter circuit,and through experiments show that the filter circuit for inhibiting PLC EMI feasibility.

摘 要：供电电源被注入强干扰时，如何设计出适当的电源滤波电路，滤除电源干扰，一直是机内通话器电源设计中需重点考虑的问题，本文以改进CA313直升机机内通话器的电源滤波电路，通过《DO-160F机载设备环境条件和试验方法》第18章“音频传导敏感性——电源输入（闭路试验）”电磁兼容试验为例，详细分析了电源滤波电路的设计方法和阻流圈的选择方法。

关键词：机内通话器（机通）；电源滤波；阻流圈；干扰

中图分类号：U652.7+4 文献标识码：A

1 概述

我国CA313直升机配置的机通，是在国外某型机通的基础上改进设计的，通过了适航要求的各项试验。民用航空设备的试验应力高于军用载机设备，在进行“音频传导敏感性-电源输入（闭路试验）”这项电磁兼容试验时，机通耳机中有较大的干扰噪声，通过理论分析改进了电源滤波电路设计，顺利通过了此项试验。

2 试验过程及电路分析

2.1 音频传导敏感性-电源输入试验的电路及要求

试验目的是考核装机设备能否耐受通常预期幅值的频率分量和在此环境应力下机通的工作状态（通话）是否正常。试验电路连接图见图1。

【摘 要】随着大功率开关器件的广泛应用，电能质量问题日益严重。就谐波治理中的无源及有源滤波技术进行了对比，介绍了有源滤器的分类、工作原理。提出了由组合相移SPWM变流器构造的电流源型有源滤波器和能在较低开关频率下实现较高开关频率效果的级联型多电平变流器有源电力滤波器。

【关键词】有源电力滤波器；谐波补偿；级联型多电平变流器；电流型有源电力滤波器；拓扑

1 引言

随着电力电子技术的飞速发展，大功率开关器件被大量应用到各种电源装置中，为各种设备提供了一个高速、高效、节能的控制手段。但是，由于利用开关的通断对电能进行变换，必然会产生无功电流和高次谐波，引起波形失真，对电力系统各项设备及其用户和通信线路产生日趋严重的有害影响。传统的无源补偿装置是并联电容器或LC滤波器，其阻抗固定，不能跟踪负荷无功需求的变化，远远不能满足电力系统对无功功率和谐波进行快速动态补偿的要求。有源电力滤波器（简称APF）是一种用于动态抑制谐波和补偿无功的新型电力电子装置，它能对大小和频率都变化的谐波和无功分量进行实时的补偿，又被称为静止无功发生器（SVG）。作为柔流输电系统（FACTS）中的重要部分，APF的研究受到了各国学者的高度重视。

如何实现大功率有源电力滤波器已取得了不少的研究成果。对于大容量的电力电子装置，如果简单地采用普通电路的主电路拓扑，则对所使用的电力电子器件在容量方面有比较高的要求。由于电力电子器件随着容量的增大其所允许的开关频率却越来越低，而较低的开关频率又直接影响有源电力滤波器的补偿效果，所以在将有源电力滤波器用于大容量谐波补偿时就面临着器件开关频率与容量之间的矛盾。为解决这一矛盾，国内外学者提出了各种性能优越的有源滤波器主电路拓扑结构。要实现大容量的谐波补偿或实现有源补偿功能的多样性，需要APF具有较大的装置容量。但由于受目前电力电子器件功率、价格及其串并联技术等的限制，这势必使装置初始投资变大，并且大容量的有源电力补偿还将带来大的损耗、大的电磁干扰以及制约APF的动态补偿特性等问题。因此，各种性能优越的混合型补偿方案的研究应运而生。本文将几种应用比较广泛的拓扑进行归拢比较，指出它们各自的优缺点，并在此基础上提出了基于载波相移技术的电流型APF和级联型APF结构。

2 APF的工作原理及其分类

对APF可以这样来定义：将系统中所含有害电流（高次谐波电流、无功电流及零序负序电流）检出，并产生与其相反的补偿电流，以抵消输电线路中有害电流的半导体变流装置。变流装置在检测系统的控制下将直流电能转化为有害电流所需要的能量，或者说：补偿装置所产生的电流波形正好与有害电流的频率幅值完全相同，而相位正好相差180°，从而达到了补偿有害电流的效果。作为一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，APF能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行实时补偿。它的主电路一般由PWM逆变器构成。根据逆变器直流侧储能元件的不同.可分为电压型APF和电流型APF。。电压型APF在工作时需对直流侧电容电压控制，使直流侧电压维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电压波。而电流型APF在工作时需对直流侧电感电流进行控制，使直流侧电流维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电流波。电压型APF的优点是损耗较少，效率高，是目前国内外绝大多数APF采用的主电路结构。虽然电压型APF在降低开关损耗、消除载波谐波方面占有一定优势，但电流型APF能够直接输出谐波电流，不仅可以补偿正常的谐波，而且可以补偿分数次谐波和超高次谐波，并且不会由于主电路开关器件的直通而发生短路故障，因而在可靠性和保护上占有较大的优势。随着超导储能磁体的研究，一旦超导储能磁体实用化，必可取代大电感器，促使电流型APF的应用增多。

2.1 新型电流型APF

摘要：为了尽量克服传统滤波器的缺点，降低电流的谐波，我们设计电路的时候在逆变器的交流侧接入LCL滤波器，它跟独立的电感滤波相比，在抑制谐波的时候不需要太高的电感值，同时在开关频率很高的场合抑制谐波的性能也会变得更强，LCL滤波器无论是在经济上还是性能上都比电感滤波器强。在频率不高的光伏发电系统中，有着更多的优点。

关键词：LCL滤波 光伏发电 电感滤波器

并联型有源电力滤波器按照相数可分为单相和三相两种，而三相有源滤波又分为三相三线和三相四线两种情况。三相四线制主要应用在用户直接供电的低压配电系统中，随着办公自动化和家用电器的全民化普及，供电中民用和商用占据着极大的供电比例，这就使其成为配电网谐波污染的重要来源就是三相四线。因此对在不平衡负载下对三相四线制有源电力滤波器谐波补偿的研究具有重要的用意义。

1、有源电力滤波器在三相四线制中的主要拓扑结构

直流侧输入为电容的三相四线制的主电路拓扑主要有三种，分别为：四桥臂形式、电容中点形式以及三个单相全桥形式。这三种主电路结构不同各有自己的优缺点，其结构分别如图1、图2和图3所示。

其中电容中点式结构所需要的开关器最少，电路比较简单，开关利用率非常之高。由于直流侧电容电压波动较大，同时在三相不平衡负载下，输入侧的电流中含有大量的的低次谐波，造成不稳定输入电压，并且变流器的直流输入侧电容要有零线电流流过。电路的着中国特殊结构限制了它在较大的功率系统中的应用。

图1 电容中点式三相逆变器拓扑结构

相对于电容中点式结构来说而三相四桥臂结构所需要的开关器件要多一对，但是它具备以下优点：

电力线通信技术目前发展非常迅速，现在已经进入初步应用阶段。PLC系统充分利用电力系统的广泛线路资源，通过OFDM等技术可以在同一电力线不同带宽的信道上传输数据。但是由于电力线传输的无屏蔽性，电网的稳定性比传统的通信网差得多，使得电力线通信线路的电磁环境极为复杂，这就给电力线通信系统提出了更高的电磁兼容要求，电磁兼容技术也成了实现电力线通信所需的关键技术之一。本文在深入分析了电力线通信系统产生电磁干扰的主要原因的基础上，对EMI滤波电路进行了设计研究，并通过实验验证了该滤波网络对于抑制电力线载波通信EMI的可行性。

一、电力线载波通信电磁兼容问题分析

1．1电磁兼容分析模型

一个电子系统如果能与其他电子系统相兼容的工作，也就是不产生干扰又能忍受外界的干扰则称为该电子系统与区环境电磁兼容。对于一般的电磁兼容问题的基本分析模型。

对于PLC系统来说，干扰源要整体考虑。不仅包括PLC设备，而且要考虑当信号加到电力线上时，由于电力线是一种非屏蔽的线路，有可能作为发射天线对无线通信和广播产生不利影响。此外还要考虑多种PLC设备间的相互影响。PLC的耦合途径是非常复杂的，是不同的途径相互作用的结果。总体上分为两种，一种是空间的辐射，对应的扰设备是无线通信和广播信号；另一种是沿电力线的传导骚扰，主要造成对电能质量的影响。因此PLC系统的电磁兼容问题涉及多个PLC系统的共存，以及与无线网络的共存等。

1．2PLC系统电磁干扰产生机理

由于电力线的特性和结构是按照输送电能的损失最小并保证安全可靠地传输低频(50Hz)电流来设计的，不具备电信网的对称性、均匀性，因而基本上不具备通信网所必须具备的通信线路电气特性。而PLC系统所产生的电磁干扰问题正是由于电力线的这种对地不对称性产生的。

电力线产生干扰的机理有两种，一种是电力线中的信号电流Id(差模电流)回路产生的差模干扰，另一种是电力线上的共模电流Ic产生的共模干扰。差模电流大小相等方向相反，因此一般近似认为由其产生的电磁场相互抵消。而共模电流的方向是一致的，其产生的电磁场相互叠加，所以电力线的干扰主要来自共模干扰。

110kV及以上线路单相PT多采用电容式，由于高频保护及载波通讯的需要，在分压器回路中串接结合滤波器，无结合滤波器时应将通讯端子与接地端子短接。有关规程规定该回路严禁开路，开路将对一次、二次设备造成严重的后果。近年来笔者曾接触过两次由于结合滤波器回路开路导致单相PT接线盒内绝缘板击穿的事故，虽然PT本体未造成损坏，但也造成了整条线路短时停电，下面就此作一分析。

1事故概况

1.1值班员发现110kV线路单相PT接线盒处有漏油现象，申请线路停电，打开接线盒检查，发现通讯端子与接地端子之间绝缘板放电击穿漏油，将通讯端子与接地端子短接，更换绝缘板后送电正常。

1.2值班员巡视发现220kV单相PT引至结合滤波器的连线松动掉下，接线盒处有渗油现象，停用该通道高频保护，紧固连线、更换绝缘板后送电正常。

2事故原因分析

两次事故有其共性，一次由于110kV线路无结合滤波器，基建施工单位未将通讯端子与接地端子短接，另一次是由于引线松动，两次都导致分压回路开路，致使通讯端子处电压升高，与接地端子间绝缘击穿，导致漏油。

具体原因为：单相PT的接线柱处用绝缘板密封，此绝缘板耐压仅为10kV，而通讯端子与接地柱间相距不过几厘米，容易导致两接线柱间绝缘击穿，密封垫松动，PT漏油。而且每次线路停送电都将发生一次放电击穿，多次放电后造成漏油严重。

此外，由于分压器的容抗比较大(617k)，使绝缘击穿时电流只有0.21A，故对单相PT的损坏并不大，也不易被发现。

收稿日期：2013-05-20

基金项目：国家自然科学基金项目（51167002）

作者简介：贺少斌(1985―) , 男, 湖南娄底人, 硕士研究生, 研究方向: 复杂系统控制理论及应用。

文章编号：1003-6199(2014)02-0057-07

摘 要：设计一个具有斜8字型伏安特性的忆阻器模拟电路模型，并将此模型应用于构建低通滤波电路。进行Multisim仿真并制作了相应的实物电路，仿真和实验结果表明该电路模型可以正确模拟忆阻器的特性，由其构建的忆阻低通滤波电路具有时变特性。

关键词：忆阻器; 模拟电路模型;低通滤波电路

中图分类号：TM546文献标识码：A

お

1接地电容效果分析

在电路中电容C容抗值Zc=1/2πfC，且容抗随着频率f的增大而减小。因此滤波器电路中一个恰当的接地电容C，可使交流信号中的高频成分通过电容落地，而低频成分可以几乎无损失通过，故将小电容接地等同于设计一阶低通滤波器。在滤波器电路中，多处电容接地设计等同于多个低通滤波器与原电路组成低通滤波器网络，在提高截止频率附近幅频特性的同时会较好抑制高频干扰，因而接地优化在理论上是可行的。

2滤波器设计仿真

根据实践需要，设计满足上级输出电路阻抗为100Ω、下级输入电路阻抗为50Ω、截止频率为5MHz的5阶巴特沃斯低通滤波器。普通差分滤波器由于其极点与单端滤波器极点相同，故具有相同的传递函数，因而依据单端滤波器配置的差分结构滤波器能够满足指标要求。在差分结构形式上进行接地优化后，由于接地电容具有低通滤波功能，不同电容值C会导致不同频段幅频响应迅速衰减。图2～图5分别为普通差分滤波器与多处接地差分滤波器的配置电路与幅频特性曲线。由仿真结果可得，截止频率为5MHz的多处接地差分滤波器幅频响应在9MHz内迅速衰减至-50dB，而后在10MHz处上升为-30dB；而普通滤波器幅频特性在9MHz处为-20dB，在10MHz处为-22dB。因此，接地优化滤波器幅频特性曲线总于普通差分滤波器幅频特性曲线形成的包络内，故多处接地达到了过渡带变窄与抑制高频的效果，因而接地优化电路设计通过仿真是可行的。

3实物验证与分析

由于实际电路与理想条件有一定差异，可能导致实际效果与仿真结果不符，为验证接地优化差分滤波器，在实际电路中能够提高截止频率附近幅频特性与抑制高频干扰的能力，将上一节仿真通过的普通差分滤波器与接地差分滤波器制作成PCB电路，通过矢量网络分析仪测试其频率特性，结果如图6～图9所示。由图可得，多处接地差分滤波器电路中，由于接地电容相当于一阶低通滤波器，所以由接地电容与普通差分滤波器组成低通滤波网络能够大幅提高滤波器截止频率附近幅频特性。同时，由于容抗Zc=1/2πfC随f增大而减小，在高频时几乎为零，高频信号可以通过电容落地，故其在高频抑制能力上大大优于普通滤波器。因而接地优化在实际电路应用中是真实有效的，可以应用于抑制高频信号的低通滤波器中。

4结论

多处接地差分形式滤波器，由于其接地电容相当于低通滤波器，故只要其容抗值Zc=1/2πfC能够小于等于电容单独作为一阶低通滤波器时截止频率要求的容抗值，就可以大大提高滤波器截止频率附近幅频特性与抗高频干扰的性能,这为具有差分结构的DAC成型滤波器的设计提供理论指导作用。

摘要： 随着开关器件在变流器中的大量应用，对电网造成了很大的谐波污染，为了减少污染，为了加快谐波的衰减，就在变流器和电网之间利用LCL滤波器来减小谐波产生的危害。本文分析建立了有源滤波电路的数学模型，提出了LCL滤波电路滤波，并指出了它比传统滤波的优点，分别对电路中的电感电容进行了详细的参数设置。

关键词：滤波器，有源电力滤波（APF），谐波污染

1.1 传统滤波器的简介

传统滤波器电路结构主要有三种[2]，分别为：四桥臂形式、电容中点形式以及三个单相全桥形式。其中电容中点式结构的电路是很简单的，由于采用的开关个数比较少，相对来说利用率就比较高，但是电路的特殊结构限制了它在较大的功率系统中的应用。

相对来说，三相有源滤波需要的开关最多，电路可以根据实际的需要进行有效的组合，但在实际应用的时候，输入直流端侧就会产生大量谐波，电压波动较大。三个相互独立的单相APF组成的三相有源电力滤波器的系统主要应用于小功率系统。

1.2 有源电力滤波电路结构

为了尽量克服传统滤波器的缺点，降低电流的谐波，我们设计电路的时候在逆变器的交流侧接入LCL滤波器，它跟独立的电感滤波相比，在抑制谐波的时候不需要太高的电感值，同时在开关频率很高的场合抑制谐波的性能也会变得更强，LCL滤波器无论是在经济上还是性能上都比电感滤波器强。在频率不高的光伏发电系统中，有着更多的优点。

1.2.1 LCL滤波电路结构