深度分析無源濾波器工作原理

LC濾波器也稱為無源濾波器，是傳統(tǒng)的諧波補償裝置。LC濾波器之所以稱為無源濾波器，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組合而成，與諧波源并聯(lián)，除起濾波作用外，還兼顧無功補償?shù)男枰?/p>

LC濾波器按照功能分為LC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

在電子線路中，電感線圈對交流有限流作用，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濾波電路實例

電感在電路最常見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的直流電通過LC濾波電路（如圖），那么，交流干擾信號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的作用,在輸出端就獲得比較純凈的直流電流。

在線路板電源部分的電感一般是由線徑非常粗的漆包線環(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，線路板還大量采用“蛇行線＋貼片鉭電容”來組成LC電路，因為蛇行線在電路板上來回折行，也可以看作一個小電感。

濾波電路的原理實際是L、c元件基本特性的組合利用。因為電容器的容抗xc=2nfc又1會隨信號頻率升高而變小,而電感器的感抗xl=2f會隨信號頻率升高而增大,如果把電容、電感進行串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)應(yīng)用,它們組合的阻抗也會隨信號頻率不同而發(fā)生很人變化口這表明,不同濾波電路會對某種頻率信號呈現(xiàn)很小或很大的電抗,以致能讓該頻率信號順利通過或阻礙它通過,從而起到選取某種頻率信號和濾除某種頻率信號的作用。

以圖9—3(a)所示的濾波電路來說,當有信號從左至右傳輸時,L對低頻信號阻礙小,對高頻信號阻礙大;C則對低頻信號衰減小,對高頻信號衰減大。因此該濾波電路容易通過低頻信號,稱為低通濾波電路。其特點可用圖中的幅一頻(UF特性f}}I線表示。

對于圖9—3(b)所示的濾波電路來說,容易通過高頻信號,所以稱為高通濾波電路。

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

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

對于圖9—3(d)所示的濾波電路,它利用Cl和Ll并聯(lián)對諧振信號阻抗大、C,和L,,串聯(lián)對諧振信號阻抗小的特點,容易讓諧振頻率以外的信號通過,而抑制諧振信號廠F通過,所以稱為帶阻濾波電路。該電路的特點可用圖中的幅一頻(U-F性曲線來概括。