深度分析無(wú)源濾波器工作原理

LC濾波器也稱(chēng)為無(wú)源濾波器，是傳統(tǒng)的諧波補(bǔ)償裝置。LC濾波器之所以稱(chēng)為無(wú)源濾波器，顧名思義，就是該裝置不需要額外提供電源。LC濾波器一般是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成，與諧波源并聯(lián)，除起濾波作用外，還兼顧無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰?/p>

LC濾波器按照功能分為L(zhǎng)C低通濾波器、LC帶通濾波器、高通濾波器、LC全通濾波器、LC帶阻濾波器； 按調(diào)諧又分為單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器及三調(diào)諧濾波器等幾種。 LC濾波器設(shè)計(jì)流程主要考慮其諧振頻率及電容器耐壓，電抗器耐流。

LC濾波器原理

在電子線(xiàn)路中，電感線(xiàn)圈對(duì)交流有限流作用，由電感的感抗公式XL=2πfL 可知,電感L越大，頻率f越高，感抗就越大。因此電感線(xiàn)圈有通低頻,阻高頻的作用,這就是電感的濾波原理

下面是LC濾波電路實(shí)例

電感在電路最常見(jiàn)的作用就是與電容一起，組成LC濾波電路。我們已經(jīng)知道，電容具有“阻直流，通交流”的本領(lǐng)，而電感則有“通直流，阻交流,通低頻,阻高頻”的功能。如果把伴有許多干擾信號(hào)的直流電通過(guò)LC濾波電路（如圖），那么，交流干擾信號(hào)大部分將被電感阻止吸收變成磁感和熱能,剩下的大部分被電容旁路到地,這就可以抑制干擾信號(hào)的作用,在輸出端就獲得比較純凈的直流電流。

在線(xiàn)路板電源部分的電感一般是由線(xiàn)徑非常粗的漆包線(xiàn)環(huán)繞在涂有各種顏色的圓形磁芯上。而且附近一般有幾個(gè)高大的濾波鋁電解電容，這二者組成的就是上述的 LC濾波電路。另外，線(xiàn)路板還大量采用“蛇行線(xiàn)＋貼片鉭電容”來(lái)組成LC電路，因?yàn)樯咝芯€(xiàn)在電路板上來(lái)回折行，也可以看作一個(gè)小電感。

濾波電路的原理實(shí)際是L、c元件基本特性的組合利用。因?yàn)殡娙萜鞯娜菘箈c=2nfc又1會(huì)隨信號(hào)頻率升高而變小,而電感器的感抗xl=2f會(huì)隨信號(hào)頻率升高而增大,如果把電容、電感進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)應(yīng)用,它們組合的阻抗也會(huì)隨信號(hào)頻率不同而發(fā)生很人變化口這表明,不同濾波電路會(huì)對(duì)某種頻率信號(hào)呈現(xiàn)很小或很大的電抗,以致能讓該頻率信號(hào)順利通過(guò)或阻礙它通過(guò),從而起到選取某種頻率信號(hào)和濾除某種頻率信號(hào)的作用。

以圖9—3(a)所示的濾波電路來(lái)說(shuō),當(dāng)有信號(hào)從左至右傳輸時(shí),L對(duì)低頻信號(hào)阻礙小,對(duì)高頻信號(hào)阻礙大;C則對(duì)低頻信號(hào)衰減小,對(duì)高頻信號(hào)衰減大。因此該濾波電路容易通過(guò)低頻信號(hào),稱(chēng)為低通濾波電路。其特點(diǎn)可用圖中的幅一頻(UF特性f}}I線(xiàn)表示。

對(duì)于圖9—3(b)所示的濾波電路來(lái)說(shuō),容易通過(guò)高頻信號(hào),所以稱(chēng)為高通濾波電路。

對(duì)于圖9—3(c)所示的濾波電路,它利用C l和L1串聯(lián)對(duì)諧振信號(hào)阻抗小、C2和L7并聯(lián)對(duì)諧。

振信號(hào)阻抗大的特性,能讓諧振信號(hào)f容易通過(guò),而阻礙其他頻率信號(hào)通過(guò),所以稱(chēng)為帶通濾波電路。該電路的這種特點(diǎn)可用圖中的幅一頻(U-F特性曲線(xiàn)概括。

對(duì)于圖9—3(d)所示的濾波電路,它利用Cl和Ll并聯(lián)對(duì)諧振信號(hào)阻抗大、C,和L,,串聯(lián)對(duì)諧振信號(hào)阻抗小的特點(diǎn),容易讓諧振頻率以外的信號(hào)通過(guò),而抑制諧振信號(hào)廠(chǎng)F通過(guò),所以稱(chēng)為帶阻濾波電路。該電路的特點(diǎn)可用圖中的幅一頻(U-F性曲線(xiàn)來(lái)概括。