【vicor项目挑战】——DCDC转换模块的滤波模块（结尾篇）

只看该作者 · 2016-11-21 09:56

本帖最后由 caozhonglin 于 2016-11-22 07:15 编辑

经过一个多月的奋战，终于把这个项目做完了，感谢21ic和vicor合作办的这个活动，也因此更好的了解了vicor的这款DCM电源模块产品。现在说说研究过程。这款电源性能很优秀，但在研究过程当中，也遇到一些挑战，其中我的项目是做高频滤波器这一块。前后我设计两个图，图在附近中，都能实现这个功能。这些图都是在研发当中所画的图。后面两张图是我要讲的滤波器作用和实例。

只看该作者 · 2016-11-22 07:16

本帖最后由 caozhonglin 于 2016-11-22 07:20 编辑

学习本次的主要工作是滤波模块：

常用的滤波器有电感输入式滤波器（如电感滤波，倒L型LC滤波；T型LCL滤波），电容输入式滤波器（如电容滤波，π型CLC滤波），还有电阻输入式滤波器（如倒型RC滤波）。其中电感输入式滤波器适用于大功率且负载变化较大的场合；电容输入式滤波器适用于小功率且负载变化较小的场合；电阻输入式滤波器适用于电流较小的场合。

但是，串联谐振变换器中：

滤波器必须采用电容输入式滤波器。
在并联谐振变换器中，滤波器必须采用电感输入式滤波器。

对于LC滤波器，电路的固有谐振频率w0应该低于整流电压中最低谐波的频率，这样滤波器对包含最低谐波在内的各次谐波都呈现感性，避免了滤波器谐振处于最低次谐波频率的危险。

对于LC滤波，平滑系数qn=Wn(2)LC-1
对于RC滤波，平滑系数qn=WnCQ
对于电容C滤波，可用基本的关系Ic=C Duc/Dt,求出电容上的纹波幅值，

只看该作者 · 2016-11-22 07:21

只看该作者 · 2016-11-22 07:22

最好能给个实例，比如要设计个什么要求的电源，如何选件，如何调适。只讲理论太枯燥

只看该作者 · 2016-11-22 07:23

只看该作者 · 2016-11-22 07:24

上图所示有源滤波器能使用较小容量的滤波器电容来达到较好的滤波效果

只看该作者 · 2016-11-22 07:24

有源滤波器是利用晶体管的电流放大作用，把通过发射极的电流折合在基极，基极电流为发射极电流的1/（1+β）倍。

只看该作者 · 2016-11-22 07:25

在基极回路滤波中，电阻R1可以取得比较大，R1C2组成的滤波器使晶体管V1的基极纹波很小，所以发射极输出纹波也很小。

只看该作者 · 2016-11-22 07:26

我们假设V1的发射极回路有一个足够大的滤波电容C3，发射极电流的交流分量为Io。由于1/ωC3«R,所以输出纹波电压为：Vo=Io*1/ωC3

只看该作者 · 2016-11-22 07:27

如不接C3，而在基极接一个电容C2，所以基极的纹波电压为：Vo=Ib*1/ωC2。由于Io=（1+β）Ib，如要使二者获得同样的效果，如Vo=Vb，得
（1+β）Ib*1/ωC3=Ib*1/ωC2

得C2=C3*1/（1+β）.

只看该作者 · 2016-11-22 07:27

由此可见，在基极接一个C3/（1+β）的电容所起的滤波作用与在发射极接一个C3的电容是一样的，采用这种电路可以大大减少滤波电容器的容量·体积和成本，达到较好的滤波效果。

只看该作者 · 2016-11-22 07:29

只看该作者 · 2016-11-22 07:29

上图所表示的是有源滤波器的实例，输出纹波为10¯6(1/100000)。具体分析参照上面。

只看该作者 · 2016-11-22 07:34

上面讲的都是滤波器。滤波器分低频的，高频的，有源的，无源的。在研究过程中，看哪一种更适合，就用最适合

只看该作者 · 2016-11-22 07:35

有时间在讲讲高频的滤波器。

只看该作者 · 2016-11-22 07:35

我的项目基本完成了。

只看该作者 · 2016-11-22 07:38

这个平台非常好，是这平台给我们工程师施展才能的地方。祝越办越好。i我们多多合作奥。

只看该作者 · 2016-11-22 11:54

效率呢?

只看该作者 · 2016-11-22 13:02

刚好要设计一个滤波器给DCDC电源，之前做了一个电机控制板，电源直接用了12V-3.3V DCDC，结果单片机ADC漂了有20个值，改成USB供电，好家伙±1个AD值（12位），不知楼主的电路是不是可以用于DCDC输出滤波，还有我的板子上面有电机，PWM载波20K，不知道电源线上加上楼主的电路设计是否可以滤的干净，楼主的滤波电路是否可以用Matlab搭建数学模型仿真？还有最后一个问题，分析滤波器设计的时候，我们是不是要把电源母线上的纹波用设备FFT计算出频域来，再来设计对应的滤波器，反复校验，最终消除干扰，不知道我的理解对不对；