1、工作原理
有源滤波器的基本工作原理是,通过电压和电流传感器检测补偿对象(非线性负载)的电压和电流信号,通过指令电流运算单元计算补偿电流的指令信号,通过PWM控制信号单元变换为PWM指令,逆变器输出与负载中产生的高次谐波和无效电流的大小相等,控制相位相反的补偿电流,终得到期望的电源电流,当电流流过电感时,电感线圈产生的感应电动势会阻止电流的变化。如果通过感应线圈的电流增大,则感应线圈产生的自感应电动势与电流相反,阻止电流的增加,并且如果通过能够将一部分电能转换为磁场并蓄积在电感中的电感器的电流减少,则自感应电动势与电流的方向相同,一边阻止电流的减少。
因此,施加感应滤波器后,负载电流和电压的脉动变小,不仅波形变得平滑,整流二极管的导通角也变大。
2、有源滤波器的特性
1.滤波范围宽,滤波次数:2--50次谐波和高次谐波
2.对负载波动的响应快,响应时间为1us
3.能够抑制电压闪烁,补偿三相不平衡,提高功率因数
4.抑止系统过电压,改进系统工作电压的可靠性
5.不与系统共振
6.高滤波精度和谐波电流滤波率97%;
7.动态注入电流以抑制谐波并补偿功率因数
8.可多台组合扩展容量;
9.阻尼供电系统输出功率振荡;
10.系统的自我保护和稳定性非常强。
小结:有源滤波器:结合输送和r、c组成,具有不使用电感、小型、轻量等优点。集成运算放大器的开环电压增益和输入阻抗均高,输出电阻小,构成有源滤波器电路后,具有一定的电压放大和缓冲作用。然而,由于集成传输带宽受到限制,因此难以提高当前的有源滤波器电路的工作频率。
3、有源滤波和无源滤波电路特性说明
1.有源滤波电路
(1)特点:电路的组成和设计也很复杂,一般由rc网络和集成运算放大器组成,负载不影响滤波特性,而且可以放大。
(2)适用场合:常用于高信号处理要求的情况,必须用于适当的直流电源。不适用于高电压大电流时,仅适用于信号处理。
其实有源滤波是在无源滤波后面加入受各个点的电压波动自动控制调整的放大器,使滤波电路后面的电压更平滑接近直线,并且稳定。
2.无源滤波电路
(1)特点:结构简单,设计方便,通带放大率和截止频率随负载变化。
(2)适用的情况下:通常,在功率电路中使用的例如直流电源整流后的滤波、大电流负载时采用LC(电感、电容)电路滤波。不适用于信号处理要求高的情况。
实际上无源滤波是以大电容器及电抗器的储能来平滑电流波纹的,只能使波纹减小到低,电压还不稳定。