LC低通滤波器的设计

LC低通滤波器的设计如图所示的滤波器，忽略电感电阻及线路阻抗，则该滤波器的传递函数为：LCSRCLCCSCSLSRSUiSUoSGs111111)()()(2设LCn1:无阻尼自然震荡角频率；CLR21:阻尼比。则2222)(nnnssSG为一个二阶震荡系统，由其幅频特性可知，在低频段，0)(,Ln,其低频渐近线是一条零分贝的水平线；在高频段，nnLlg40,，其高频渐近线是一条斜率为-40dB的直线。折转频率为n，在折转频率n，产生的误差为2lg20lg20L。当0.707时，幅频特性曲线和渐近线之间会有谐振峰，影响准确性，随着的减小，谐振峰增大。选择合适的折转频率n，以保证逆变器输出的基波信号经过滤波器后不会衰减或衰减很小，而谐波信号会有较大的衰减。一般来说，折转频率越低，滤波效果越好，但过低会增大基波信号的损失，同时所要求的电感和电容值会增大，增加了系统的成本和体积，也增大了损耗。由CLR21可知，不仅和电感电容的值有关，而且和负载R有关。R越小，越大，系统的稳定性增强。滤波器的截止频率为LCfnL212，必须远小于PWM电压中所含有的最低次谐波频率，又远大于基波频率。一般选为:min110fffL其中1f为基波频率，minf为最低次谐波频率。对于高频的PWM逆变器，载波频率远大于10倍的基波频率，一般选为载波频率的1/10-1/5。