b. 只改变C1的电容值时,仿真结果如下: C1=0.047uf C1=0.1uf C1=0.5uf
从仿真结果可以看出,改变C1电容对截止频率几乎无影响。 c. 只改变C2、C3的电容值时,仿真结果如下: C2=C3=1nF C2=C3=5nF C2=C3=10nF
从仿真结果可以看出,增大电容C2和C3,高频信号的截止频率减小。
4)计算共模损耗 原始参数未改变时
此时选取明显发生了损耗时的频率值15kHz,并在示波器上读取两通道电压值。
增大L1=L2=500mh增大C2=C3=10nF
计算共模插入损耗:
未改变器件参数时,S=20lg(U0/Ui)=-2.2dB; L1、L2为500mh,S=20lg(U0/Ui)=-26.8dB; C2、C3为10nF,S=20lg(U0/Ui)=-11.0dB;
可见增大L1、L2,增大C2、C3,插入损耗均会增大。
2)不同频率仿真结果:
f=100Hz f=1kHzf=1.5kHz
f=2kHzf=3kHz f=10kHz
从仿真结果可以分析出,当输入频率在一定低频范围内增大时,输出并不出现衰减;当输入频率达到某一频率范围时,输出随着频率的增大而衰减。当输入频率达到高于正常频率值时,输出信号几乎完全被抑制。 3)改变器件参数:
a. 只改变L1、L2电感值时,仿真结果如下: L1=L2=50mh L1=L2=100mhL1=L2=500mh
从仿真结果可以看出,增大L1、L2的电感,截止频率变小,能更好地衰减高频干扰信号。
b. 只改变C1的电容值时,仿真结果如下: C1=0.047uf C1=0.47uf C1=0.7uf
从仿真结果可以看出,改变C1电容对截止频率几乎无影响。 c. 只改变C2、C3的电容值时,仿真结果如下: C2=C3=1nF C2=C3=5nF C2=C3=10nF
从仿真结果可以看出,增大电容C2和C3,高频信号的截止频率减小。
原始参数未改变时
此时选取明显发生了损耗时的频率值1.5kHz,并在示波器上读取两通道电压值。
增大L1=L2=500mh增大C2=C3=10nF
计算差模插入损耗:
未改变器件参数时,S=20lg(U0/Ui)=-3.6dB; L1、L2为500mh,S=20lg(U0/Ui)=-27.6dB; C2、C3为10nF,S=20lg(U0/Ui)=-26.9dB;
可见增大L1、L2,增大C2、C3,插入损耗均会增大。
五、实验总结
电源滤波器是一种多级差模和共模低通滤波器级联的应用。其作用是阻止电网中噪声进入设备,而且可以抑制设备产生的噪声污染电网。它的优点是可以同时抑制差模与共模两种模式的高频噪声,其滤波性能受电容电感值影响。
在仿真电路中,C2、C3不宜选取过大,否则容易引起滤波器机壳漏电的危险。同时滤波器金属机壳应该接地,因此C2、C3之间接地,该地指大地。
在实际中,电源滤波器不是一个理想的低通滤波器。低频时插入损耗很小,电源频率几乎无衰减通过。在截至频率以后,在一定范围内,随着频率的升高,插入损耗不断增加。
六、改进建议
可以将组成滤波器的多个级联环节之间用独立的屏蔽层隔开,以防干扰。