[LAS9891 0]

Здравствуйте! Возникло желание рассчитать LC-фильтр. Но начну сначала. Есть необходимость использовать НЧ-фильтр на входе импульсного стабилизатора напряжения. Решено, что это будет так называемый Г-образный LC-фильтр. Предполагается такая схема:

Теперь к расчёту. Нашел такую статью, где предлагают свести расчёт элементов фильтра к расчёту обычного делителя напряжения при условии его работы на частоте среза фильтра.

Принимаю исходные данные для расчёта:

напряжение на входе Uin = 1 В;

напряжение на выходе Uout = 0,7 В;

частота среза fср = 1 кГц.

Необходимо рассчитать индуктивность катушки и ёмкость конденсатора.

Далее, в статье при расчёте Г-образного ФВЧ на конденсаторе и дросселе присутствует такой текст 

Quote

Подставляя значения различных величин — напряжений, входных или выходных сопротивлений фильтров, мы можем найти С и L, частоту среза АЧХ. Можно так же делать расчёты и в обратном порядке. Так, как переменных величин две – индуктивность и ёмкость, то чаще всего задают значение входного или выходного сопротивления фильтра как делителя напряжения на частоте среза АЧХ, а исходя из этого значения, находят остальные параметры.

Значит для начала надо задать "значение входного или выходного сопротивления фильтра как делителя напряжения на частоте среза АЧХ".

Правильно ли я понимаю эту фразу? Входное сопротивления фильтра - это сопротивление катушки индуктивности, а выходное сопротивления фильтра - это сопротивление конденсатора.

Соответственно нужно определиться с одним из параметров, либо с сопротивлением катушки на частоте среза, либо с сопротивлением конденсатора на частоте среза. Ну, допустим, определимся с сопротивлением конденсатора на частоте среза. Затем по значению этого сопротивления можно будет рассчитать ёмкость. Далее зная соотношение сопротивлений на частоте среза, можно определить сопротивление индуктивности, а уже по нему значение индуктивности.

Теперь вопросы:

1) Правильно ли я вообще рассуждаю?

2) Как определиться с одним из параметров, либо с сопротивлением катушки на частоте среза, либо с сопротивлением конденсатора на частоте среза?

Вычитал ещё такое: "Так как сопротивление нагрузки, подключаемой к выходу делителя, влияет на выходное напряжение, то значение сопротивления R2 (в моём случае конденсатора) должно быть в 100 раз меньше входного сопротивления нагрузки. Это правило также справедливо и при расчетах фильтров."

Если, к примеру, этот фильтр подключался бы к входу операционного усилителя (у которого в идеале бесконечно большое входное сопротивление), то я бы выбрал значение в 100 Ом для сопротивления конденсатора на частоте среза, и по нему рассчитал бы емкость и индуктивность элементов. Но у меня вход источника питания. Как быть в этом случае?

P.S.: Хоровица и Хилла уже читаю.

Изменено 10 октября, 2021 пользователем LAS9891

[wim 6]

2 часа назад, LAS9891 сказал:

Есть необходимость использовать НЧ-фильтр на входе импульсного стабилизатора напряжения.

Есть куча статей по расчёту именно таких фильтров:

https://www.ti.com/lit/an/snva538/snva538.pdf

https://incompliancemag.com/article/smps-input-filter-design-negative-resistance-approach/

и т.д.

2 часа назад, LAS9891 сказал:

Хоровица и Хилла уже читаю

Читать Хоровица и Хилла - это всё равно, что питаться фастфудом. Не только бесполезно, но и вредно.

[LAS9891 0]

Статьи шикарные. Особенно понравились подобные фразы:

Но всё равно спасибо, поищу ещё подобные статьи.

[Herz 4]

12 часов назад, wim сказал:

Читать Хоровица и Хилла - это всё равно, что питаться фастфудом. Не только бесполезно, но и вредно.

Не надо так категорично. Многим "начинающим" прочесть хотя бы ХиХ было бы весьма полезно.

[wim 6]

22 минуты назад, Herz сказал:

Многим "начинающим" прочесть хотя бы ХиХ было бы весьма полезно.

Если в ХиХ нет методики расчёта входного LC-фильтра импульсного преобразователя, то чтение ХиХ бесполезно.

[Eddy_Em 1]

В ХиХ очень много написано про фильтры. Может, кто-то не умеет читать?

А уж расчет одиночного LC- или RC-фильтра ничем не отличается от расчета резисторного делителя. Или это тоже надо подробно расписывать?

В обоих случаях нужно знать лишь закон Ома для импеданса, да, может быть, законы Кирхгофа.

Я в таких случаях просто в октаве строю графики зависимостей C от L или R, на основе чего подбираю наиболее близкие к стандартному ряду. Аналогично и для делителя. Можно ещё и перебором по ряду стандартных номиналов заданной точности автоматом подходящие определить.

Изменено 11 октября, 2021 пользователем Eddy_Em

[wim 6]

1 час назад, Eddy_Em сказал:

В ХиХ очень много написано про фильтры. Может, кто-то не умеет читать?

 

Однозначно кто-то не умеет, потому что речь идет не о фильтрах вообще, а о входных фильтрах для импульсных преобразователей (выделил жирным шрифтом специально для тех, кто не умеет).

1 час назад, Eddy_Em сказал:

для импеданса

Так в этом-то и проблема - во входном импедансе импульсного преобразователя.

[_4afc_ 24]

Порядок С1 определён стабилизатором напряжения за ним и находится в районе 10мкФ,

если рассчитать индуктивность фильтра для 1кГц боюсь получатся миллигенри, а значит и омы в сопротивлении

Т.е. от 1 вольта может ничего не остаться на входе источника - задача не решаема.

[Eddy_Em 1]

1 hour ago, wim said:

Так в этом-то и проблема - во входном импедансе импульсного преобразователя

И он, конечно же, неизвестен?

[wim 6]

1 час назад, Eddy_Em сказал:

И он, конечно же, неизвестен?

Если это модульный преобразователь, то конечно же неизвестен. Мало кто из производителей выкладывает модели своих преобразователей в свободный доступ. При наличии векторного анализатора цепей входной импеданс можно измерить. Гипотетически, если преобразователь не залит компаундом, можно срисовать схему и на её основе сделать линеаризованную модель для частотного анализа. Проще всего с моделькой, если преобразователь своей собственной разработки.