标签: lc滤波

反激式拓扑因其能处理的输入电压范围较广而成为离线充电器应用中普遍采用的拓扑。在主变压器上另外多使用几个绕组可轻松生成多个输出。图1说明了带多个输出的反激式转换器。  图1 ：带多个输出的反激式转换器 但是，在高输出功率的情况下，反激式在输出电容上的电压纹波将增加。解决这一问题的传统方法是将更多个电容并联或具有大电容量的单个必须满足设计规格的电容，这会额外增加成本以及适配器的尺寸。 或者，在LC滤波电路中添加一个输出级，这样可大幅降低输出纹波。图2说明了采用第二级LC滤波器的反激式器件。 图 2 ：采用第二级LC滤波器的反激式器件 应用电路，如图3所示。我们的反激式转换器输出5V电压，负荷8A。输入电压为200V。输出电压分两级。第一级是传统的滤波器电容级，具有5x1500uF的电容。第二级是另外添加的LC滤波器级。为进行比较，假设L2=0uH且C2=1500uF – 输出纹波如图4所示。在另一个实例中，假设L2=1.35uH (C2=1500uF) – 输出纹波波形如图5所示。凭借第二级LC滤波器，我们可以看到反激式转换器的输出纹波可得到大幅减少。添加L和C可减少将电容进行并联的需要，这样许多电容就能减少输出电压纹波。 图 3：带第二级LC滤波器的应用电路 图 4：不带第二级LC滤波器的输出纹波。 输出电压纹波(VPK_PK=180mV)和载荷电流(IOUT=8A) (VIN=200V, CO=5×1500µF, RC=2.6mΩ, L2=0µH, C2=1500µF, RC2=13mΩ, Vo=5V@8A 图 5：不带第二级LC滤波器的输出纹波。 输出电压纹波(VPK_PK=29mV)和载荷电流(IOUT=8A) (VIN=200V, CO=5×1500µF, RC=2.6mΩ, L2=1.35µH, C2=1500µF, RC2=13mΩ, Vo=5V@8A

    小信号放大的题目一直是电子设计竞赛经久不衰的题目，也是许多工程师设计电路时经常遇到的问题~俺与小信号打交道打了好多次，细数起来，全是血泪史啊T^T。。。     本文主要介绍下小信号放大中的集成芯片放大电路、滤波器和分立元件放大器~（全是血泪啊。。。尤其是滤波器，俺有个“滤波器魔咒”，前面已经有谈到过~）   第一部分：集成芯片放大器     不知有多少童鞋知道TI公司的LHM6624~这个芯片对于俺来说那可是福星一枚~其主要技术指标如下：Single/Dual Ultra Low Noise Wideband Operational Amplifier（单/双电源低噪声宽带小信号放大器）；其增益带宽积在单电源供电时可达1.5GHz，双电源供电时可达1.3GHz；供电电压双电源（± 2.5V to ± 6V）单电源（+5V to +12V）；摆率（Slew rate） 350V/μs增益为10dB(AV = 10)时摆率400V/μs； 输入噪声0.92nV/ ；输入失调电压典型值700uV 。     应用电路图：         其中双电源供电±5V，C12，C13作用是电源滤波，即稳压；输入阻抗为50 W ；输出信号峰峰值可至8V（最好不要超过3V，因为大信号会出现非线性放大）。这是一个典型的同相放大器，放大倍数计算公式为AV=R14/R12，图中参数放大倍数20倍，即26dB。值得注意的一点是电阻R16的作用：调节零漂~如果对低频放大没什么特别需要的话，此处电阻R13，R16以及C11都可省略，但是如果想要放大直流信号的话，此处调节电路就十分有必要了。     模拟放大电路的电源滤波处理是十分有必要的，目的是防止高频模拟信号影响污染整个电源系统。图中C12，C13在pcb中的位置要尽量靠近IC的电源入口。另外也可选择把磁珠（要求严格时可用电感，要求不高时可用100 W 电阻）和两个电容组成 p 形滤波电路， 这样可以把电源中的噪音滤得干干净净~    2：滤波器     滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两种，区别在于有没有外接电源~前者一般情况下具有电路增益调节或者带宽调节功能（看电路的具体设计了），后者则比较适合带宽较宽、频率较高的情况~     有源滤波器的核心是电压反馈型的运放，模电课本上有很多设计方案，比如一阶低通，二阶低通，高通，带通，带阻等等。此处不具体提了。     值得一提的是，有好多可编程滤波器，比如MAXIM（美信）公司的MAX261、MAX266等，linear公司的TLC04、TLC14、LTC1068等。此处不具体提了。       无源滤波器，感觉是最难设计，最难调试，但也是最好用的~特别是LC滤波器~缺点就是衰减会有点大，优点是滤波性能好，高频性能好。     先说设计吧，自己设立滤波器很难，但是很多公司设计推出了许多不同功能的滤波器设计、仿真软件，比如说Filter Solutions，FilterCAD（Linear公司与芯片配套的设计软件，比如LTC1068）   ，FilterLab，FilterProD等等，设计滤波器不费劲~其中设计无源滤波器的软件是Filter Solutions，设计的是LC滤波器，童鞋们可以根据自己的需求选择滤波器类型，阶数，带宽，通带、阻带频率等等。软件用法童鞋们自己摸索吧，俺还没整熟练= =             仿真调试~又（为什么要用又呢~）有很多软件的模拟仿真功能可以完成对无源滤波器的仿真，比如multisim，还有就是安捷伦的ADS。前者没用会，后者没用熟= =|||推荐ADS，调试利器啊。     接下来到了激动人心的板级调试了！先别忙，有几个东西你要先了解下~它们是电感分类、封装。可以参考http://baike.baidu.com/view/785.htm度娘的强大~    需要注意的几点：要分清电感和磁珠；注意电感的频率特性（！这点尤其重要）。 色环电感常用作低频电路或小功率电源滤波中；片式电感分类，功能，参数神马的参见下图；另外还有功率电感常用于功率电源滤波~其他的俺就没用过了~图片是顺络电感介绍的截图，童鞋们可大概了解下片式电感的分类。 当然，高频滤波器中电感最好选择绕线铁陶瓷电感，性能最优~8过这种电感要好几毛qian一个还不单卖。。。伤8起啊！另外，贴片电感的体积越大，性能越好，但是也越贵。上板调试时可以参考仿真调试时的方法。比较实用的方法是，用与原电路相近的电感（最好不要串联，除非差距比较大，比如超过5%或者10%），然后调节电容（可以用可调电容，也可电容并联）大小，直到符合指标~（最关键的就是电感的性能了） 附照片一张（虽然不是我做的，但是与我渊源很深~我见证了它的成长~俺提供了制板技术支持和电感资料）： 另外我的DDS模块也有一个滤波器，是自己做的！ 3：分立元件放大器     分立元件放大器 使用分立元件搭建后级功率输出放大器，可以经过计算得到合适的输入输出阻抗、放大倍数和较大的输出功率。电阻电容可根据需要更换，设计灵活。 曾做过两个高频功率放大电路，使用的是三级对管搭建的甲乙类功率放大器。 其中9018（截止频率2GHz）用的是它的两个PN节。C1，C2，C3，C4是滤低频信号，如果需要低频信号的话可以把它们去掉。2SA1837与2SC4793是一对特征频率为175MHz的音频对管，带宽可以达到60MHz，如果换成截止频率 达到800MHz的 BFQ235A 与 BFQ255A 、 BFQ232A 与 BFQ252A视频对管的话，带宽可以超过100MHz。     功率输出也可以通过BUF634，LT1210等功率输出芯片实现~       以上电路通过阻抗匹配整合到一起，就完成了小信号放大外加功率输出电路。练习09年的电子设计大赛的直流宽带放大器用的就是包括集成芯片放大电路、LC低通高阶滤波器和功率芯片进行功率放大的方案~如果把功率芯片换成分立元件放大器，效果应该会更佳~     好吧，我会告诉你小信号放大电路和滤波器都盖在屏蔽板下面了么= =|||       结束语：本文主要介绍了小信号放大电路，LC滤波器电路以及分立元件放大器，其中LC无源滤波器的软件设计、仿真，硬件制作流程也合适很多其他电路设计。Play fur fun！