一种适用于脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波器制造技术

本发明专利技术提供了一种适用于脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波器，其中包括无源滤波器、脉冲功率变换器、双向功率变换器及有源滤波储能电容。其中无源滤波器由电感和电容组成，脉冲功率变换器包括一个开关管、一个二极管、一个电感和一个电容，双向功率变换器包括两个开关管和一个电感，有源滤波储能电容则由电容组成。通过控制脉冲功率变换器及双向功率变换器的工作方式以实现对脉冲功率电流纹波的有效抑制。该有源滤波器结构简单，设计调节灵活，具有较强的实用性。

Active filter suitable for pulse power current ripple suppression

The invention provides an active filter suitable for pulse power current ripple suppression, which comprises a passive filter, a pulse power converter, a bidirectional power converter and an active filtering energy storage capacitor. The passive filter consists of inductors and capacitors, pulse power converter includes a switch, a diode, an inductor and a capacitor, bidirectional power converter includes two switches and an inductor, active filter capacitor is composed of capacitor. By controlling the working mode of the pulse power converter and the bidirectional power converter, the effective suppression of the pulse power current ripple is realized. The active filter has the advantages of simple structure, flexible design adjustment and strong practicability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有源滤波
，尤其涉及一种实现脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波。
技术介绍
传统无源滤波器的输入滤波方式为达到所规定的输入电流脉动范围，所需输入滤波器参数过大，会导致变换器整体效率下降、动态响应变差等严重问题。因此，综合体积、质量、成本及电性指标等各方面因素，应采用基于双向功率变换器的有源滤波器的方案。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提出了一种适用于脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波器，通过控制脉冲功率变换器及双向功率变换器的工作方式以实现对脉冲功率电流纹波的有效抑制。本专利技术通过以下技术方案实现：一种适用于脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波器，其包括无源滤波器、脉冲功率变换器、双向功率变换器及有源滤波储能电容；所述有源滤波器通过控制脉冲功率变换器及双向功率变换器的工作方式以实现对脉冲功率电流纹波的有效抑制。作为本专利技术的进一步改进，所述无源滤波器为LC滤波器，包括电感LA及电容CA，其中，电感LA的一端连输入端，LA的另一端连接电容CA的一端，CA的另一端接地。作为本专利技术的进一步改进，开关管是高频开关器件，优选MOSFET管。作为本专利技术的进一步改进，所述脉冲功率变换器由开关管SA、二极管D、电感LB及电容CB组成；其中，SA的漏极与LA的另一端相连，SA的源极与二极管D的负极相连，二极管的D的正极接地，LB的一端与二极管D的负极相连，LB的另一端连接电容CB的一端，CB的另一端接地。作为本专利技术的进一步改进，所述双向功率变换器由开关管SB、SC以及电感LC组成，有源滤波储能电容为CC。其中，SB的漏极与LA的另一端相连，SB的源极与SC的漏极相连，SC的源极接地，LC的一端与SC的漏极相连，LC的另一端连接CC的一端，CA的另一端接地。当脉冲负载到来时，脉冲功率变换器第一时间将储存在无源滤波器电容上的能量传输至负载端，此时电容电压的跌落触发双向功率变换器的工作，通过双向变换器将有源滤波储能电容上的能量迅速补充至无源滤波器的电容上以避免由脉冲负载带来的电压跌落；当脉冲负载结束时，由于输出电流近乎为零，输入无源滤波器电感上的续流电流会引起无源滤波器的电容电压升高，此时双向功率变换器可将电感续流能量回充至有源滤波储能电容上，在维持变换器总输入电流脉动较低的同时保证有源滤波储能电容具有提供下一周期脉冲功率的能量。本专利技术的有源滤波方式对于脉冲型功率的电流纹波抑制，具有十分重要的意义。该有源滤波器结构简单，设计调节灵活，具有较强的实用性。附图说明图1是本专利技术的电路原理图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如附图1所示，本专利技术的适用于脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波器包括无源滤波器、脉冲功率变换器、双向功率变换器及有源滤波储能电容。所述有源滤波器通过控制脉冲功率变换器及双向功率变换器的工作方式以实现对脉冲功率电流纹波的有效抑制。所述无源滤波器为LC滤波器，包括电感LA及电容CA，其中，电感LA的一端连输入端，LA的另一端连接电容CA的一端，CA的另一端接地。所述脉冲功率变换器由开关管SA、二极管D、电感LB及电容CB组成；其中，SA的漏极与LA的另一端相连，SA的源极与二极管D的负极相连，二极管的D的正极接地，LB的一端与二极管D的负极相连，LB的另一端连接电容CB的一端，CB的另一端接地。脉冲负载能量主要由脉冲功率变换器提供，由于变换器输入电流不连续，因此需配合无源滤波器以降低输入电流纹波。当负载为低重复频率的脉冲型负载时，若只采用无源滤波器与脉冲变换器的方案难以实现总输入电流变化量较小的要求。此时需加入有源滤波储能电容和双向功率变换器才能保证输入电流的平整度。所述双向功率变换器由开关管SB、SC以及电感LC组成，有源滤波储能电容为CC。其中，SB的漏极与LA的另一端相连，SB的源极与SC的漏极相连，SC的源极接地，LC的一端与SC的漏极相连，LC的另一端连接CC的一端，CA的另一端接地。开关管可以是MOSFET管，也可以是晶体三极管。工作原理如下：当脉冲负载到来时，脉冲功率变换器第一时间将储存在无源滤波器电容上的能量传输至负载端。此时电容电压的跌落触发双向功率变换器的工作，通过双向变换器将有源滤波储能电容上的能量迅速补充至无源滤波器的电容上以避免由脉冲负载带来的电压跌落(即避免脉冲负载引起输入电流跃升)。当脉冲负载结束时，由于输出电流近乎为零，输入无源滤波器电感上的续流电流会引起无源滤波器的电容电压升高。此时，双向功率变换器可将电感续流能量回充至有源滤波储能电容上，在维持变换器总输入电流脉动较低的同时保证有源滤波储能电容具有提供下一周期脉冲功率的能量。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波器，其特征在于：所述有源滤波器包括无源滤波器、脉冲功率变换器、双向功率变换器及有源滤波储能电容；所述无源滤波器为LC滤波器，所述脉冲功率变换器由开关管SA、二极管D、电感LB及电容CB组成，所述双向功率变换器由开关管SB、SC以及电感LC组成，有源滤波储能电容为CC所述有源滤波器；通过控制脉冲功率变换器及双向功率变换器的工作方式以实现对脉冲功率电流纹波的有效抑制。

【技术特征摘要】
1.一种适用于脉冲功率电流纹波抑制的有源滤波器，其特征在于：所述有
源滤波器包括无源滤波器、脉冲功率变换器、双向功率变换器及有源滤
波储能电容；所述无源滤波器为LC滤波器，所述脉冲功率变换器由开
关管SA、二极管D、电感LB及电容CB组成，所述双向功率变换器由开
关管SB、SC以及电感LC组成，有源滤波储能电容为CC所述有源滤波
器；通过控制脉冲功率变换器及双向功率变换器的工作方式以实现对脉
冲功率电流纹波的有效抑制。
2.根据权利要求1所述的有源滤波器，其特征在于：开关管是高频开关器
件。
3.根据权利要求2所述的有源滤波器，其特征在于：开关管是MOSFET
管。
4.根据权利要求1所述的有源滤波器，其特征在于：所述无源滤波器包括
电感LA及电容CA，其中，电感LA的一端连输入端，LA的另一端连接
电容CA的一端，CA的另一端接地。
5.根据权利要求2所述的有源滤波器，其特征在于：所述脉冲功率变换器
的SA的漏极与LA的另一端相连，SA的源极与二极管D的负极相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东来，谷雨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44