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π滤波电路

2022-04-19 06:45:22      点击:
上一篇:快速DIY一套属于自己的可调直流稳压电源滤波器在功率和音频电子中常用于滤除不必要的频率。

而电路设计中,基于不同应用有着许多不同种类的滤波器,但它们的基本理念都是一致的,那就是移除不必要的信号。

所有滤波器都可以被分为两类,有源滤波器和无源滤波器。

有源滤波器用到 1 个或多个有源器件和其它无源器件组成,而无源滤波器则只有无源器件组成。

本文中,我们向大家介绍其中的π滤波器,它在电源电路设计中非常适用。

π滤波器π滤波器是无源滤波器,是由 3 个器件组成,而非传统的两器件组成的无源滤波器。

它的结构有点像希腊字母π,所以因此得名π滤波器。

π滤波器用于低通滤波π滤波器是一种出色的低通滤波器,与传统的 LC 滤波器有很大不同。

当π滤波器用于低通滤波时,输出稳定且 K 值固定。

使用π滤波器实现的低通滤波器很简单。

π滤波器电路由两个电容并联,再与一个电感串联组成如下的π形状的电路。

如上图所示,两个电容接地的同时中间与一个电感串联。

因为这是一个低通滤波器,它在高频下产生高阻抗,在低频下产生低阻抗。

因此,常用于传输线路中隔绝不必要的高频信号。

π滤波器中每个元件的值的计算可以由以下公式得出,方便你设计应用。

截止频率 fc=/1/ᴫ(LC)1/2电容值 C=1/Z0 ᴫfc电感值 L1=Z0/ ᴫfc其中 Z0 为阻抗π滤波器用于高通滤波π滤波器同样可以被配置成高通滤波器。

这种配置下,滤波器会隔绝低频信号,通过高频信号。

而且同样由两种无源器件组成,两个电感和一个电容。

在高通滤波下,π滤波器电路的组合方式有些不同,具体如下图。

在该配置下,其参数计算参照以下公式。

截止频率 fc= 1/4ᴫ(LC)1/2电容值 C=1/4Z0ᴫfc阻抗值 L1=Z0/4ᴫfcπ滤波器的优点高输出电压π滤波器的输出电压很高,所以适用于需要高压直流滤波的应用。

低纹波系数若以低通滤波配置来进行直流滤波的话,π滤波器是一种效率很高的滤波器,可以从桥式整流器输出端滤除不必要的交流纹波。

电容在交流下阻抗低,但在直流下阻抗高。

在 RF 应用中设计方便在控制中的 RF 环境中,需要更高频率的传输,比如 GHz 级别的宽带,高频π滤波器在 PCB 中更容易设计。

高频π滤波器还会提供比其它半导体滤波器更强大的脉冲免疫。

π滤波器的缺点电感上的电压值升高与射频设计不同,从π滤波器输出的大电流是不恰当的,因为这股电流必须流经电感。

如果负载电流很大的话,那么电感上的电压也会随之变大,这样就需求更加笨重和昂贵的电感。

同样,电感上的大电流会致使能量耗散,从而降低效率。

大输入电容π滤波器的另一个问题就是输入电容的值很大。

π滤波器输入端需要高容值在一些空间受限的应用中成了挑战。

同时大电容同样提高了设计的成本。

糟糕的电压调节π滤波器不适用于负载电流不稳定且一直在变化的应用。

当负载电流变化大的时候,π滤波器的电压调节很糟糕。

这样的应用中更适合 L 型滤波器。

π滤波器设计的经验在电子电力设计中:1、π滤波器的 layout 需要较宽的走线2、将π滤波器与供电元件隔离开来尤为重要3、输入电容,电感和输出电容的间距要小4、输出电容的地线层需要直接与驱动电路相连在射频电路中:1、RF 应用中元器件的选择非常关键。

尤其是要注意元器件的精度。

2、PCB 走线的增加会在电路中产生电感。

所以电感取值时要考虑到 PCB 走线的电感。

应该用合理的方式来减少杂散电感。

3、尽可能减少杂散电容。

4、元件布局要尽可能紧密。

5、射频应用中的输入与输出适合使用同轴电缆。

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