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                                        LC低通濾波器原理及設計方法

                                        發布時間:2022-12-21 責任編輯:lina

                                        【導讀】前面提到過RC濾波器那么自然而然就存在LC濾波器,在汽車的電子控制器中幾乎每個控制器都會用到LC濾波器,特別是在電源輸入的地方可以獲得更好的EMI效果。


                                        一、LC低通濾波器


                                        前面提到過RC濾波器那么自然而然就存在LC濾波器,在汽車的電子控制器中幾乎每個控制器都會用到LC濾波器,特別是在電源輸入的地方可以獲得更好的EMI效果。


                                        在控制器中我們常用的LC濾波器如下圖所示,圖1為二階LC低通濾波,圖2為3階低通濾波,且都常見于開關電源部分,其中L和C的取值于電源的工作頻率有較強的關系:


                                         LC低通濾波器原理及設計方法


                                          LC低通濾波器原理及設計方法


                                        二、實際應用計算


                                        首先我們要知道LC低通濾波器的截止頻率(本文中取諧振頻率),我們以圖1為例:


                                         LC低通濾波器原理及設計方法


                                        LC電路發生諧振;


                                        現以TI的LM5176為例(從隨機找的一顆芯片),用戶可以根據自己的芯片進行轉換。圖3為TI網站給出的一個典型的應用電路,但是通常情況下,如果直接按照datasheet中的典型電路去制作PCB,往往在EMC方面會有問題。我們可以發現在手冊中推薦的典型電路中在電源輸入部分并沒有EMC相關的考慮。


                                         LC低通濾波器原理及設計方法


                                        現我們在A點插入我們前面提到的LC低通濾波器(我們以二階為例),首先查看該電源的開關頻率,從手冊中得知,fsw范圍如下


                                        LC低通濾波器原理及設計方法


                                        所以我們通常在設計濾波器時會將截止頻率設置到175kHz以下。


                                        三、設計方法


                                        LC低通濾波器設計通常采用規一化定K型濾波器設計方法,定義以下變量:


                                        fcut:待設計濾波器的截止頻率

                                        fr:基準濾波器的截止頻率

                                        Lr:為歸一化電感

                                        Cr:為歸一化電容

                                        Creal:為實際計算容值

                                        Lreal:為實際計算電感值


                                        通常為了獲得更好的抑制效果,我們會將截止頻率設置的盡量低,比如設置fcut=50kHz,這里我們直接用mathcad進行計算。


                                        終計算結果如下,根據實際的容值進行調整:


                                        Lreal=3.1uH

                                        Creal=3.1Uf


                                        如下圖4、圖5對計算結果參數進行仿真在頻率為175kHz時濾波器可以衰減接近-20dB


                                        免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在于傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請聯系小編進行處理。


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