clc滤波电路参数详细介绍

来源:电子发烧友整理 作者:2018年01月26日 15:20

滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波,一般由电抗元件组成,如在负载电阻两端并联电容器C,或与负载串联电感器L,以及由电容,电感组成而成的各种复式滤波电路。滤波是信号处理中的一个重要概念。

滤波分经典滤波和现代滤波。经典滤波的概念,是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论,任何一个满足一定条件的信号,都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说,就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的,组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过,而阻止另一部分频率成分通过的电路,叫做经典滤波器或滤波电路。

CLC滤波电路原理

CLC滤波也称电容输入π型滤波,包括输入电容C1,扼流圈L(或电阻R)及输出电容C2,详细的设计需要考虑纹波系数等因素,业余设计可以简单化。

如下图为简化的CLC 滤波电路。当输入正张脉冲时,先对电容Cin迅速充电到脉冲的峰值电压Ui,同时电感器L中

有线性增长的电流,并在L中储存了磁能,且对电容Cout也进行充电,Cin和Cout上的电压基本相等,负载R L中的电流也是由输入脉冲供给。

对于直流输入,滤波电路中的Cin和Cout相当于开路,而电感L对直流分量的感抗等于零,相当于短路,所以滤波电路对直流分量几乎无影响。对于高频交流输入,电容器的容抗小,近似于短路,而电感L对高频交流的感抗很大,所以滤波电跻对高频交流分量有阻碍作用。而电容的等效串联电阻Rcin和Rcout与电容充放电时间有关,影响着电容的品质和滤波。由于纹波大多为高频成分,因此适当配置CLC滤波电路可以有效滤除纹波。

clc滤波电路参数详细介绍

C1和C2

1、 C1的取值与整流管有关,电容过大会影响整流管的寿命,电子管手册中一般给出其最大值(微法):

如 5AR4 5R4GY 5U4G 5U4GB 5Y3GT 5Z3 5Z4GT 80 6X4 5Z2P 5Z3P 5Z4P 6Z4

60 4 40 40 20 10 <40 10 10 4 4 4 16

手册没有给出数据的,一般不要超过40微法,否则应当在输入端串限流电阻。

2、C2 电容的容抗Rc=1/2πfC,f为纹波频率(全波整流为100Hz),C2同时起音频退偶作用,虽然容量大、容抗低,但是容量过大会影响电源响应速度,并非越大越好,本人对某些电源电路滤波电容动辄数百微法不敢苟同。对前级电路来说,C2取值应小于C1,最大与其相等[顺便指出,一体机的前级RC退偶电路,RC乘积(微法XK欧姆)在200~1000之间]。对于AB类功放,C2取值范围在80~120微法之间。

扼流圈L

其感抗RL=2πfL RL=628L,5H=314OΩ,10H=6280Ω。

从理论上分析,L越大其阻抗越大,滤波效果越好。但是由于扼流圈的绕组有直流电阻,会产生电压降,所以L不宜过大。

一般取RL≥50RC2。设C2为40微法,则RC=1/2πfc=1000000/(2x3.14X100x20)≈40Ω,RL≥50RC=2000Ω,L可取5H(RL=3140Ω)。因此当C2≥40微法时L可取5H。

把感抗、容抗计算公式及有关数据代入RL≥50RC后,可以得出2πfL≥50/2πfC,LC≥50/4π平方f平方,L单位为H,C单位为微法,f为100,则LC=50000000/4Xπ平方X10000≥127。如果我们取LC≥200,可以得出下面组合:

L=5H,C≥40微法;L=10H,C≥20微法;L=20H,C≥10微法。从滤波效果来说虽然一样,但是大电流的电路L应当小些,C应当大些。如直流250V100mA的电源电路,其功率为25W,直流电阻=2.5K,而250V200mA的电源电路,其功率为50W,直流电阻=1.25K。如果扼流圈的直流电阻一样,对后者的影响要大,而后者要求C大一倍。

(注:f=100Hz的原因。市电是50Hz,即1秒内电流变化50个周期。每个周期由正负半周组成,经过全波整流后在负载上得到二个正半周组成的脉动电流。50个周期就是100个正半周,所以频率=100。

还有一种计算L最小电感的简单方法:L的最小电感=RL/942,RL指电路负载=B+电压/总电流。如,有一胆机L=5H C1=100U C2=330U B+=310V,总电流=160MA,则RL=310/0.160=1937欧。L的最小电感=1937/942=2.05(H),即该胆机扼流圈最小要用2H,一般选5H--10H。

纹波系数:输出电压中的交流分量有效值占输出直流电压有效值的比例,简单说就是我们测量的直流电压中交流分量占的比例。CLC滤波电路的纹波系数如下:

纹波系数=3615/C1*L*C2*RL

如上面的胆机RL=1937,其纹波系数=3615/100*5*330*1937=0.0000113,其交流分量有效值=0.0000113*310=0.0035V=3.5MV,即310V电压中只含有3.5MV的交流分量,算很小了。)

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