Jump to content

    
LAS9891

Расчёт LC-фильтра

Recommended Posts

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:

sch.thumb.jpg.d0fb0375a0e7eff16cfc2e37d7c3e0b9.jpg

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.

Edited by LAS9891

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Edited by Eddy_Em

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, wim said:

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

И он, конечно же, неизвестен?

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.