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如何利用线圈与电容器将混合电流中的交流成分精确滤除?

作者:五金加工
文章来源:本站

  如何利用线圈与电容器将混合电流中的交流成分精确滤除?

  如何利用线圈与电容器将混合电流的交流成分精确滤除?

  答;电感线圈属储能元件,它的特性是对于交流电的阻力很大。这个阻力用感抗XL表示,感抗用式子表示为XL=2兀FL,F为交流电频率(Hz),L为电感量(亨利H,1H=1000mH,1mH=1000uH)。

  由上面公式可知,电感器的感抗XL与电感L的大小以及交流电频率F成正比。即电感量越大,感抗越大,频率越高,感抗也越大。在电子电路中常常利用电感的这种特性来进行滤波,分离出高频和低频。

  电容器的特性正好与电感相反,对于交流电的阻力却很小。这种阻力叫容抗Xc。容抗可用式子表示如下;Xc=1/2πFc,Xc为容抗(Ω),C为电容量(F法拉),1F=10^6uF,1uF=10^6pF,F为交流电的频率(HZ)。

  从式中可以看出,容抗与电容量及交流电的频率成反比,即电容量越大,容抗越小,频率越高,容抗越小。电子电路中常用电容的这种特性构成各种类型的滤波器,来分离高频和低频。

  再者,由于直流电的频率为零,故容抗为无穷大,直流电是不能通过电容器的。电子电路中利用电容器的这一特性来隔断直流电,而让交流电通过。

  下面给大家介绍一个利用电感与电容器组成的滤波电路图。

   上图为一典型的CLC组成的π型滤波电路。

  大家知道,常用的220V交流电,经整流二极管整流后输出的直流电为脉动直流电,里面含有不少交流成份(称为纹波)。

  为了获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电感器和电容器,组成的滤波电路束滤出整流电路中输出电压的脉动成份,获得较平滑的直流电压。

  根据上面分别介绍的电感、电容器的特性,电容器的特点就是:对直流电表现出的阻抗极大,相当于不通。对交流电,频率越高阻抗越小。利用电容器的这个特点,C1为第一级滤波,它的回路如图中循环箭头所表示,经过L1后流入负载电阻RL,回到电源里去了。C2为第二级滤波,与C1的工作回路一样。L1电感线圈(俗称低频扼流圈)。这样组成的CLC滤波器,就可以把混杂在直流电里的交流成分过滤出来,所以叫滤波。经过滤波,交流成分都经过电容器回到电源去了,电容器两侧剩下的就是没有波动的比较纯直流电了。

  高频滤波器的原理与低频滤波器原理类似,只不过是在电感的电感量与电容器的电容量的选取值不同。

  希望我的回答,能够帮助提问者和有类似需要头条友人们。

  知足常乐2022.4.4于上海

  提问者想用电感线圈和电容将某一直流成分中混杂的高频交流成分或低频交流成分精确滤除。若想实现这种精确滤除,可以利用电容和电感的谐振特性组成谐振回路来滤除,电路如下图所示。

  ▲ 电容和电感串联组成滤波电路。

  假设上图输入端的直流成分中混有2KHz的低频交流成分和500KHz的高频交流成分,现在想将500KHz的高频交流成分滤除,我们可以选用标称值合适的电感和电容组成一个LC串联谐振回路,并联在负载RL的两端(见上图)。LC串联谐振回路的中心谐振频率选择在500KHz,这样LC串联谐振回路发生谐振时,LC回路的等效电阻极小,如同短路一样,加在RL两端的高频500KHz交流成分即被滤除。若将LC谐振回路的谐振频率选择在低频2KHz,则该低频交流成分将被滤除。

  ▲ 电感、电容组成的滤波电路。

  若想滤除上述混和成分中的低频和高频交流成分,而只让直流成分加在负载RL的两端,可以采用上图所示的滤波电路。在这个电路中,低频交流成分被铝电解电容C1滤除,高频交流成分被高频性能良好的独石电容C2滤除,直流成分直接通过电感L加至负载RL的两端。

  若想了解更多的电子电路及元器件知识,请关注本头条号,谢谢。

  电容的特性就是两端电压不能突变,电感的特性就是流过的电流不能突变,所谓的滤波器它并不是像筛子一样把交流成分滤除,严格来讲这个电路一般都用在整流电路后面,整流电路输出的是脉动的直流,不能称为交流。当脉动波形的上升沿来临时给电容器充电,下降沿时电容器延缓了下降速度,这样电容两端的波形较为平坦,电感串联回在路里,当负载发生电流变化时由于电流不能突变的特性使输出电流比较平坦。这就是所谓滤波电路的基本功能。

  在输入端的直流成分中混有2KHz的低频交流成分和500KHz的高频交流成分,现在想将500KHz的高频交流成分滤除,我们可以选用标称值合适的电感和电容组成一个L1C1串联谐振在500KHz,并接在回路的两端(见图);B2初级与C2并联谐振在2KHz。

  LC串联谐振回路对谐振频率的等效电阻最小,作用类似于让特定频率掉进陷阱,所以LC串接谐振回路也叫陷波器;LC并联回路对谐振频率的等效电阻最大。L1C1中心谐振频率选择在500KHz,这样L1C1串联谐振回路发生谐振时,L1C1回路的等效电阻极小,如同短路一样,加在RL两端的高频500KHz交流成分即被滤除。

  若将B2初级与C2组成的谐振频率选择在低频2KHz,则只有在变压器B上面压降最大的低频2KHz交流成分,才会被最大限度地通过变压器送到下一级负载RL上,其他频率的交流成分将被有效滤除。

  组成滤波电路,只是一定的衰减,并不能全部滤除,只要符合使用就行了。在串联时,电容与线圈产生谐振,此时电流最大,就可以滤除特定的频率。不建议这么干,费用 ,时间成本太高,买滤波元件比较好。

  

如何利用线圈与电容器将混合电流中的交流成分精确滤除?

  

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