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小改π型LC电源滤波器

时间:2023-07-31 01:07:32

  图l所示的电路是由一只电感和两只组成的π型LC电源,该滤波器在很多电器设备的电源电路中都有广泛的应用。由于该滤波器仅使用了三只无源器件,这就使得这种滤波电路在大电流滤波供电时具有很高的效率,因为其损耗仅仅由L;的直流决定。但是,上述的π型电源滤波器在实际使用中,为了使滤波效果明显,L1 -般都使用数亨至十几亨甚至更大的电感,这就大大地增加了滤波器的重量和综合成本。
  
  下面介绍一种改进电路如图2所示,图2中的L2和C3组成并联谐振电路,谐振频率为100Hz。为了说明图2的工作原理,我们先讨论一下图1中的电路。
  
  假设图1中L1的电感量为8H,直流电阻为32Ω,我国全波整流和桥式整流的纹波频率都是100Hz,电感量8H的L1在100Hz时的感抗XL1=2 πfL1≈5027Ω,再加上32Q的直流电阻总阻共为5059Ω。再讨论一下图2中的电路。假设图2中L2的电感量为0.5H,直流电阻为2Ω,那么在不接C3时,L2对100Hz的感抗X12=2 πfL2≈3 14n,再加上2Ω的直流电阻总共为316Ω。当在L2两端并联上5.1μF的C3时,其电抗X=42555品质因数Q =2πfL/R≈157,阻抗Z=Q.X≈49141Ω。
  
  从上述结果可以看出0.5H的L2和5.1μF的C3并联后的谐振电路对100Hz的交流纹波电压的阻抗达到49141Ω.为8H电感的9.7倍还多!同时电路的直流电阻却为原8H电路的十六分之一,这就大大地降低了电源损耗并提高了效率。C3的取值按下式得出:f= 1/2π根号L2C3,当f=100Hz时,C3≈2.5356x10(-6)/L2。
  
  上述算式中L的单位是H,C的单位是F。C3的耐压要跟C1和C2 -样,以防开机瞬间,C3因过压而击穿损坏。
  
  上述理论分析已从有关仪器测试验证其可行性(实验过程略),有兴趣者不妨照此一试。

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