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發布時間:2020-07-21 07:50  
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電源濾波器的典型結構介紹
電源濾波器的典型結構如下圖所示,這是一種無源網絡結構,對交流和直流電源都適用,具有雙向抑制性能。將它插入在交流電網中與電源之間,相當于這二者的EMI噪聲之間加上一個阻斷屏障,這樣一個簡單的無源濾波器起到了雙向抑制噪聲的作用,從而在各種電子設備中獲得廣泛的應用。具體工作原理如下:交流電經過二極管整流之后,方向單一了,但是大小(電流強度)還是處在不斷地變化之中。
圖中Cx是差模電容器,一般稱為X電容,電容量宜選為0.01-2.22μF,CY1和CY2是共模電容器,一般稱為Y電容,電容量約為幾納法(nF)到幾十納法。C3和C4的電容量不宜選得過大,否則容易引起濾波器甚至機殼漏電的危險。L為共模扼流圈,它為同向繞在同一個鐵氧體環上的一對線圈,電感量約為幾毫亨(mH)。如果交流電源處于輸出限流狀態時不能夠提供適當水平的電壓和電流,將會導致被測設備無法正常啟動或完全關閉。對于共模干擾電流,兩個線圈產生的磁場是同方向的,共模扼流圈表現出較大的阻抗,從而起到衰減干擾信號的作用;而對于差模信號(在這里是低頻電源電流),兩個線圈產生的磁場抵消,所以不影響電路的電源傳輸功能。

針對基于DC-AC可編程交流電源頻率與相位調節分辨率較低、高次諧波疊加困難、輸出波形畸變等問題,提出了應用處理器STM32F103ZET6內置的兩路12 bitDAC來擬合波形作輸出的方案。CPU計算出所需的波形點,經DAC擬合輸出、功率放大、濾波、變壓器運放等環節處理并結合反饋信號應用數字PID算法,使終輸出信號快速且穩定地達到預設值。作反饋時,根據實際輸出和設定輸出的差值,應用了數字PID算法調整輸出,使得輸出能夠快速且穩定響應至所預設的值。經測試,應用此方案設計的可編程交流電源,其頻率與相位的分辨率顯著提高,方便疊加各次諧波,且輸出波形質量明顯得到改善。
如今電子產品應用全球化,適應不同地區的各種類型電網,即不僅能在正常電網環境下正常運行,而且能在非正常的非理想的電網環境下正常運行。因此電子產品研發、認證測試、品質驗證等階段均需能夠模擬多種類型正常的或異常的交流電波形的可編程交流電源,即可編程交流電源具備強大的波形生成功能,輕松地產生復雜的瞬態波形,模擬輸出正常的交流電,也能模擬電力線路干擾或電網失真等異常交流電,并且支持電氣參數量測。目前可編程交流電源型號較多,選擇合適可編程交流電源,通常按照以下順序考量。在某些情況下,所使用的交流電源可能不能夠提供負載所需的全部浪涌電流。如果測試不是必須在這么高浪涌電流的條件下進行測試,交流電源可以使用輸出電壓鉗位來限制輸出電流進行測試。在設定好幅值、頻率、相位等參數并使之輸出期間,CPU2對終輸出的信號進行采集并計算,應用PID算法調節誤差,使輸出快速且穩定地響應至設定值,同時通過LCD液晶屏顯示各輸出參數。但是需要注意的是類似整流器電源類型的負載,交流電源使用輸出電壓鉗位來限制輸出電流將會導致被測設備的啟動時間更長;如果交流電源處于輸出限流狀態時不能夠提供適當水平的電壓和電流,將會導致被測設備無法正常啟動或完全關閉。因此當浪涌電流是必備的測試條件時,那么必須選擇一個能夠提供全峰值浪涌電流的交流電源,這樣交流電源就不會存在輸出電流限制。