LC滤波电路分析.doc

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1、LC滤波髀具有结构简单、设备投资少、运行可靠性较高、运行费用较低等优点，应用很广泛。LC滤波器又分为单调谐滤波器、高通滤波器、双调谐滤波器及三调谐滤波器等几种。LC滤波主要是电感的电阻小，肓流损耗小.对交流电的感抗大，滤波效果好.缺点是体积大，笨重•成木高•用在要求高的电源电路屮.RC滤波中的电阻要消耗一部分直流电压,R不能取得很大，用在电流小要求不高的电路中.RC体积小，成本低.滤波效果不如LC电路常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。若滤波电路元件仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成，则称为无源滤波电路。无源滤波的

2、主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波（包括倒L型、LC滤波、LC/r型滤波和R6型滤波等）。若滤波电路不仅由无源元件,还由有源元件（双极型管、单极型管、集成运放）组成，则称为有源滤波电路。有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。无源滤波电路的结构简单，易于设计，但它的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化，因而不适用于信号处理要求高的场合。无源滤波电路通常用在功率电路屮，比如直流电源整流后的滤波，或者大电流负载时采用LC（电感、电容）电路滤波。有源滤波电路的负载不影响滤波特性，因此常用于信号处理要求高的场合

3、。有源滤波电路一般由RC网络和集成运放组成，因而必须在合适的直流电源供电的情况下才能使用，同时还可以进行放大。但电路的纟R成和设计也较复杂。有源滤波电路不适用于高电压大电流的场合，只适用于信号处理。根据滤波器的特点可知，它的电压放大倍数的幅频特性可以准确地描述该电路属于低通、高通、带通还是带阻滤波器，因而如果能定性分析岀通带和阻带在哪一个频段，就可以确定滤波器的类型。识别滤波器的方法是：若信号频率趋于零时有确定的电压放大倍数，且信号频率趋于无穷大时电压放大倍数趋于零，则为低通滤波器；反Z,若信号频率趋于无穷大时有确定的电压

4、放大倍数，且信号频率趋于零时电压放大倍数趋于零，则为高通滤波器;若信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数均趋于零,则为带通滤波器；反Z,若信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数具有相同的确定值，且在某一频率范围内电压放大倍数趋于零，则为带阻滤波器。LC滤波器的组成tTOPLC滤波器一般是山滤波电抗器、电容器和电阻器适当组合而成，®谐波源并联，除起滤波作用外，还兼顾无功补偿的需要:LC滤波的单相桥式整流网侧谐波分析tTOP摘要：对LC滤波的单相桥式整流电路作了较深入的理论分析，得到了打谐波有关的并项性能指标和谐波含最的表达式及关

5、系曲线，仿真结果验证了所得结论的正确性。1引言许多电力电子装置含有山貢流电压源供电的逆变或斩波电路。在这类装置屮直流电压源大多是山电网交流电源整流后，再经并联有大电容的滤波电路滤波得到的。滤波电容的引入造成了这类装置网侧电流的较大畸变。近年來，这类装置越多地投入使用（如各种电压型交2直2交变频装置、宜流斩波调速装置、开关电源及不间断电源等），其网侧谐波问题逐渐引起J'人们的关注。对其网侧谐波进行深入的分析是一项有意义的工作。以往对整流电路分析大多针对电感滤波型整流电路，个别对含有滤波电容的整流电路也只是作了…些定性分析。作

6、者曾对电容滤波型整流电路作了较深入的分析，但分析屮没有考虑电网电抗的影响，然而当电网电抗影响不能忽略时必须进一步分析研究。另一方面，在并联电容前串一小电感以抑制电流冲击引起的畸变，这种电路一般称为LC滤波整流电路。可证明，这种恬况在一定条件下与电容滤波烈整流电路考虑电网电抗的情况是完全等效的。木文在考虑电网电抗影响情况下，对LC滤波单相桥式整流电路的网侧谐波进行较深入的定性和定量分析，给出网侧电流谐波含最和某些性能指标■电路参数的关系表达式及关系曲线，分析电路参数对电流谐波成分和各项性能指标的影响，仿真结果验证了结论的正确

7、性。2电路模型及直流电流工作方式在山直流电压源供电的装置屮，输出电压幅值可山逆变电路或斩波电路來调节，因此其整流电路山二极管组成是常见的情况。文中的分析即针対二极管单相桥式婕流电路。图1是分析所采用的电路模型和电压、电流波形,C是滤波电容丄是抑制电流冲击的电感。稳态时逆变或斩波电路消耗的任流平均电流一定，所以可用电阻模型代表逆变或斩波电路。在图1中若L取值山小变大（以至无穷大），C取值山大变小，则整流电路负载山容性逐渐变为感性,直流侧充电电流id由断续方式1经断续方式2变成连续方式,如图2所示。因是二极管整流，所以不论是哪

8、种方式，二极管VD1和VIM只能在电压正半周时导通，而VD2和VD3只能在电压负半周时导通。在断续方式1屮，id在电源电压过冬前即为零，VD1.VD4和VD2、VD3间不发生换相过程；在断续方式2中，电源电压过零时id未降到零，两组二极管间发生换相过程，交流侧电流在电压过零时反向，但电感储能不足以使id