





电源滤波器的典型结构介绍
电源滤波器的典型结构如下图所示,这是一种无源网络结构,对交流和直流电源都适用,具有双向***性能。波形拟合公式如下:式中,数组X[n]为拟合的交流波形点,n=0,1,2,…,N-1。将它插入在交流电网中与电源之间,相当于这二者的EMI噪声之间加上一个阻断屏障,这样一个简单的无源滤波器起到了双向***噪声的作用,从而在各种电子设备中获得广泛的应用。
图中Cx是差模电容器,一般称为X电容,电容量宜选为0.01-2.22μF,CY1和CY2是共模电容器,一般称为Y电容,电容量约为几纳法(nF)到几十纳法。C3和***的电容量不宜选得过大,否则容易引起滤波器甚至机壳漏电的***。L为共模扼流圈,它为同向绕在同一个铁氧体环上的一对线圈,电感量约为几毫亨(mH)。如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。对于共模干扰电流,两个线圈产生的磁场是同方向的,共模扼流圈表现出较大的阻抗,从而起到衰减干扰信号的作用;而对于差模信号(在这里是低频电源电流),两个线圈产生的磁场抵消,所以不影响电路的电源传输功能。
分析电源滤波器电路应注意
(1)分析滤波电容工作原理时,主要利用电容器的“隔直通交”特性,或是充电与放电特性,即整流电路输出单向脉动性直流电压时对滤波电容充电,当没有单向脉动性直流电压输出时,滤波电容对负载放电。
(2)分析滤波电感工作原理时,主要是认识电感器对直流电的电阻很小、无感抗作用,而对交流电存在感抗。
(3)进行电子滤波器电路分析时,要知道电子滤波管基极上的电容是滤波的关键元件。输出频率范围——Outputfrequencyrang,交流电源输出电压频率的范围,比如0。另外,要进行直流电路的分析,电子滤波管有基极电流和集电极、发射极电流,流过负载的电流是电子滤波管的发射极电流,改变基极电流大小可以调节电子滤波管集电极与发射极之间的管压降,从而改变电子滤波器输出的直流电压大小。
(4)电子滤波器本身没有稳压功能,但加入稳压二极管之后可以使输出的直流电压比较稳定。
交流信号频率的调节是通过改变点与点之间输出时间间隔Δt来实现,信号频率与Δt的关系如下:
式中,f为输出信号频率,N为每周波拟合点数(本系统设计N为1 440)。幅值的调节由式(1)可知,可通过改变输入DAC寄存器DAC_DHRx中DOR的值实现,即对波形拟合点数组中的数据乘以一个系数α,为V=α×DATA[2N],其中V为输出信号的幅值。若输出信号f=50 Hz,则Δt为1/72 000 s,由于STM32F103ZET6工作频率在72 MHz,所以只需将触发DAC输出的定时器自动重装载寄存器周期的值设置为999即可。
定时时间值计算公式为:
输出两路交流信号之间相位差的调节则根据波形拟合点数据数组,选择不同的起始位置触发来实现。设两路输出分别为A和B,存放波形拟合点的数组为DATA[2N],N为每周波拟合点数,本系统为1440。日常生活中,我们常见手机充电器、电脑电源等电子设备插头插入插座瞬间,插座内部出现电火花,甚至还能听到一声“啪”。若A、B两路触发起始位置分别为DATA[n1]、DATA[n2],当n1=n2时,A路与B路的相位差为0°;当n1=0,n2=360时相位关系为A路超前B路90°。相位分辨率为360/1440=0.25°, A与B的相位差关系为:
式(5)中,若n1gt;n2,则A路超前B路Ph度;若n1=n2,则同相位;若n1lt;n2,则A路滞后B路Ph度。
幅值的调节由式(1)可知,可通过改变输入DAC寄存器DAC_DHRx中DOR的值实现,即对波形拟合点数组中的数据乘以一个系数α,为V=α×DATA[2N],其中V为输出信号的幅值。