Q值可变的有源滤波器

在工业自动化的许多领域都要使用滤波器。一般有源滤波器均由运算放大器和RC元件组成，对元器件的参数精度要求比较高，设计和调试都比较麻烦。美信公司（MAXIM）生产垢可编程滤波器芯片MAX262可以通过编程对各种低频信号实现低通、高通、带通、带阻以及全通滤波处理，而且滤波的特性参数如中心频率、品质因数等也可以通过编程进行设置。 有源滤波器一般通过改变RC网络参数来改变频率特性，采用运算放大器和可切换元件参数的RC网络，可以用同一电路组成各种频率特性的滤波器。美信公司的可编程滤器芯片采用编程数据来完成RC网络的切换。 1 MAX262芯片介绍 （1）内部结构 MAX262 主要由放大器、积分器、电容切换网络（SCN）和工

近年来，我国变频调速技术已经取得了相当大的发展，安徽淮化集团甲胺生产线中含有大量变频设备，对电能质量造成较大的干扰，变压器和电机在不同程度上均出现了温度过高和噪声较大的现象，集团公司提出了迫切的治理要求。 1 谐波的危害 　　变频器主要产生5、7次等6n±1次谐波，谐波导致损耗增加和设备寿命缩短。谐波的危害主要体现在对以下几类元器件的影响： 　　（1） 变压器。谐波电压和谐波电流将增加变压器铜损和铁损，结果使变压器温度上升，影响绝缘能力，造成容量裕度减小。谐波还能产生共振及噪声。 　　（2） 电动机。谐波电压在电动机短路阻抗上产生的谐波电流和电动机负序基波电流一起使设备产生附加铜耗和铁耗，引起电机发热，甚至烧毁，并且在电动机起

在使用滤波器的应用中，通常人们对幅值响应的兴趣要比对相位响应的兴趣更浓厚。但是，在某些应用中，滤波器的相位响应也很重要。一个实例是滤波器用于过程控制环路中的情形。这里，人们关心的是总的相移量，因为它影响到环路的稳定性。用来搭建滤波器的拓扑结构是否会造成在某些频率点处符号出现相反，是非常重要的。 将有源滤波器视为两个级联的滤波器是一个有用的方法。如图1所示，其中一个滤波器是理想的滤波器，用于体现传递函数；另一个是构成滤波器的放大器。在闭环的负反馈环路中所采用的放大器可以被视为一个具有一阶响应的、简单的低通滤波器。当频率超过某一点后，增益将随着频率的增长而出现滚降现象。此外，如果放大器使用反相放大结构的话，则所有频率点上还将出现

1　 引 言 　　随着电力电子设备等非线性负载的广泛应用，电网中的谐波问题日益严重，造成了电网电压和电流波形严重畸变，对供电质量造成严重的污染，电网中的谐波不仅危害电网本身而且危害其周边设备。如何消除电网中的高次谐波和无功电流使之成为洁净电源，已成为电力电子学、电力系统中的一个重要问题。仅仅利用无源滤波技术治理谐波已经不能满足要求，随着电力电子技术的不断发展，人们将滤波研究方向逐渐转向有源滤波器，它已经成为电力电子应用极具生命力的发展方向。同时随着微电子技术的迅速发展，高精度、高速处理器（如DSP）的出现，使复杂的参量和系统状态实时计算或估计成为可能，并且使现代控制理论能够应用于电力电子系统。 　　有源滤波器的控制主要由谐波信号的

几乎每个电子系统都有滤波器，无论是无源的，有源的还是数字的。工程师通常开始在心里就决定了滤波器的频率响应和类型。对于简单的无源滤波，供电电压去耦可能就足够了，但是对于更加复杂的滤波则需要考虑更多。为了得到更好的综合解决方案和降低成本，在项目开始时制定出额外的计划可以减少花费和开发时间，并且提高性能。 　　从设计规范阶段开始，工程师就应该明确每个滤波器所需要的频率响应，振幅比频率的斜率，以及是低通还是高通滤波器，是带通还是陷波滤波。可能需要限制滤波器溢出现有的电源电压；这是特别重要的，例如系统要在像MP3播放器一样的便携式应用中使用低电压 电池 的情况。当电源电压，频率类型和响应决定后，下一步就是将响应曲线所需要的特征转换为标准响

　　在DC-DC转换器中的高频大功率开关可能产生干扰信号。输入电源线上的传导噪声可以差模或共模噪声电流形成出现。主要是低频的差模噪声，在基频开关频率和谐波频率呈现在输入电感上。共模噪声主要有高频分量，在转移器输入电感器和地之间量测，同样，在开关DC-DC转换器的输出包含某种噪声和纹波。恰当地设计和实现EMI(电磁干扰)滤波，可降低噪声到可接受的限度内。 　　在欧洲和美国，传导噪声发射由FCC和VDE标准的ClassA和 ClassB限定，在欧洲所有国家都要求家庭和工厂所用设备都要满足VDEClassB标准。在美国，FCC要求工厂用设备遵从ClassA，而家用设备要遵从更严格的ClassB标准。 　　降低输入噪声的EMI

1引言 应用电力电子技术抑制谐波，以改善电能质量的新技术——电力有源滤波器（ActivePowerFilter）已成为近年来电力系统研究领域中新的热点。国际上以抑制谐波电流为目的的并联型电力有源滤波器应用居多，而随着电压敏感性负载不断增多，以电压畸变治理为主的串联型有源滤波器，正显示着越来越大的利用价值。同时，它又是进一步研究综合电能质量补偿器的前提条件，因此，对串联型有源滤波器进行研究有着重大的意义。 在串联型有源滤波器的研制过程中，我们采用了美国德州仪器公司（TI）的TMS320F240数字信号处理器（DigitalSignalProcessor），极大地方便了软硬件的开发，加快了研制的进程。 TMS320

1 引言 飞速发展的电力电子技术使各种电力电子装置在工业、交通运输及家庭中的应用日益广泛，而这些非线性负荷带来的谐波危害也日益严重。谐波使电网中元件产生谐波损耗、设备效率和功率因数降低，甚至损害电力设备如电容器等；谐波影响精密仪器和临近的通信系统，使其无法正常工作 。 电力系统中谐波次数和大小随系统负荷状况而变化，采用传统的LC静态滤波器无法满足要求，而采用电力有源滤波器可以对大小和频率都变化的谐波及变化的无功进行动态补偿，因此有源滤波器的研究和应用越来越受到人们的重视。有源滤波器的基本原理是：先从补偿对象中检测出谐波电流，再由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而相位相反的补偿电流，两者相互抵消而使电网电流中