CN109980907A - 低成本的高频滤波电路 - Google Patents

低成本的高频滤波电路 Download PDF

Info

Publication number
CN109980907A
CN109980907A CN201711429291.6A CN201711429291A CN109980907A CN 109980907 A CN109980907 A CN 109980907A CN 201711429291 A CN201711429291 A CN 201711429291A CN 109980907 A CN109980907 A CN 109980907A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inductance
group
impedance
parallel
filter circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201711429291.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王亚晶
肖华
黄晓龙
叶俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANGZHOU COMMNET CO Ltd
Original Assignee
HANGZHOU COMMNET CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HANGZHOU COMMNET CO Ltd filed Critical HANGZHOU COMMNET CO Ltd
Priority to CN201711429291.6A priority Critical patent/CN109980907A/zh
Publication of CN109980907A publication Critical patent/CN109980907A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H02M1/126—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output using passive filters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明所得到的低成本的高频滤波电路，利用了电感与电容对不同频率分量所呈现阻抗的差异性的特点，滤波器增加了六个滤波电容C和网侧滤波进线电感，高频情况下电感支路的阻抗大，而电容支路阻抗则小，引入滤波电容和滤波进线电感后可对含有高次谐波的逆变器桥输出电流进行并联阻抗分流，滤波电容为高频部分提供低阻通路，从而有效降低注入电网电流中的谐波电流的高频分量。

Description

低成本的高频滤波电路
技术领域
本发明属于电能质量治理与电力节能设备制造领域，尤其涉及对低成本变流器、逆变器等要求输出高频谐波含量少的滤波电路。
背景技术
电能作为能源的广泛使用是国家发展水平和综合国力的重要体现，随着研发技术水平的提升，我国经济逐渐走进“节能减排、优质高效、低碳工业”的新时期，但随之而来的是电力电子产品广泛的应用造成电网供电质量日益恶化，波形畸变，功率因数降低，公用电网的谐波危害严重，使得电力***功率传输能力降低，因此，滤波产品得到了广泛应用，但因电力电子装置处于高频工作状态，必然会输出大量的高频纹波，自2000年以来，对于“较高频率的”谐波，在国际电工委员会、欧洲电工技术标准化委员会、国际大电网会议、国际供电会议以及IEEE等国际组织中均开展研究，并根据干扰源(例如换流器、开关电源)的频谱覆盖范围，将频率拓展为2KHz-150KHz，定义为“超高次谐波”。早起的相控换像整流器和变频器产生只有几倍的基本频率谐波，随着自换向阀的发展，开关速度大幅度提高，逆变器的开关频率已提高到几十千赫甚至几百千赫兹。特别是大量光伏逆变器的投入，以及各种开关电源的应用，使工频频率电能输出中混杂的2-150KHz超高次谐波迅速增加。
传统的滤波器存在以下问题：
1、传统滤波电感设计较复杂，一方面增加滤波器的体积，另一方面增加电路设计损耗和成本；
2、传统滤波电感设计较复杂，不单增加控制***惯性，而且同时降低电流内环的响应速度；
3、传统滤波电路为了消除滤波电感的增大导致电感压降的增加，需提高变流器的直流侧电压，同时给设计和控制带来了一定的困难；
4、调谐式的滤波电路设计因元器件较多和调谐点多的问题导致成本高、稳定性差；
5、传统滤波器不能兼顾低频信号与高频信号的滤除率。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种减少变流器输出的开关纹波，提高波形质量，滤波精度高、成本低、稳定性高的低成本的高频滤波电路。
本发明设计的一种低成本的高频滤波电路，包括三相电源，A相连接进线电感L1的1 脚，进线电感L1的2脚通过电容组与输入输出接口J7连接，电容组包括六个并联的滤波电容；
电感L1的2脚还通过串并联结构与输入输出接口J2连接，所述的串并联结构包括：第一阻尼电阻组、第二阻尼电阻组、开关断路器组以及桥侧电感组，其中第一阻尼电阻组、第二阻尼电阻以及开关断路器组并联后与桥侧电感组串联；
第一阻尼电阻组和第二阻尼电阻组均各自包含三个串联的阻尼电阻，开关断路器组包含三个并联的开关断路器，桥侧电感组包含六个并联的桥侧电感；
B相、C相的连接结构与A相相同。
进一步地，所述的进线电感的感值为23.3μH，滤波电容的容值为10μF，阻尼电阻的阻值为52欧姆，开关断路器的值为1P/30A,桥侧电感的感值为179.9μH。
与现有技术相比，本发明所得到的低成本的高频滤波电路，利用了电感与电容对不同频率分量所呈现阻抗的差异性的特点，滤波器增加了六个滤波电容C和网侧滤波进线电感，高频情况下电感支路的阻抗大，而电容支路阻抗则小，引入滤波电容和滤波进线电感后可对含有高次谐波的逆变器桥输出电流进行并联阻抗分流，滤波电容为高频部分提供低阻通路，从而有效降低注入电网电流中的谐波电流的高频分量。
附图说明
图1是本发明的电路结构图。
图2是输入实施例1描述的滤波电路前电流FFT分析图。
图3是输入实施例1描述的滤波电路后电流FFT分析图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1。
如图1所示，本实施例描述的低成本的高频滤波电路，包括：
进线电感L1、L8、L15；
滤波电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18；
阻尼电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、 R14、R15、R16、R17、R18；
桥侧电感L2、L3、L4、L5、L6、L7、L9、L10、L11、L12、L13、L14、L16、 L17、L19、L20、L21、L22；
开关断路器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4、JDQ5、JDQ6、JDQ7、JDQ8、JDQ9
输入输出接口J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7。
其连接结构以A相为例，A相连接电感L1的一端，电感L1的另一端与电容C1的1脚、C2的1脚、C3的1脚、C4的1脚、C5的1脚、C6的1脚、电阻R1的一端、R4的一端、 JDQ1的一端、JDQ2的一端、JDQ3的一端连接；
R1的另一端与R2的一端连接，R2的另一端与R3的一端连接；
R4的另一端与R5的一端连接，R5的另一端与R6的一端连接；
R3的另一端和R6的另一端均与电感L2的1脚、L3的1脚、L4的1脚、L5的1脚、 L6的1脚、L7的1脚、JDQ1的另一端、JDQ2的另一端、JDQ3的另一端连接；
C1、C2、C3、C4、C5、C6的另一端连接与J7连接；
电感L2、L3、L4、L5、L6、L7与J2连接。
其它两相叙述与上接法相同。
以100KW变流器为例，开关频率为16K，各个元件的参数如下：所述的进线电感的感值为23.3μH，滤波电容的容值为10μF，阻尼电阻的阻值为52欧姆，开关断路器的值为 1P/30A,桥侧电感的感值为179.9μH。
图2为输入滤波电路前的电流FFT分析，进入滤波电路前16K处的纹波电流较大，16KHz谐波含量：谐波电流Ia＝10D/20＝1020.6/20＝10.7A
图3为经过滤波电路后电流的FFT分析，16K处的开关纹波大大减少，效果明显。16KHz 谐波含量：谐波电流Ia＝10D/20＝10-41.0/20＝0.0089A。

Claims (2)

1.一种低成本的高频滤波电路，包括三相电源，其特征是A相连接进线电感L1的1脚，进线电感L1的2脚通过电容组与输入接口J7连接，电容组包括六个并联的滤波电容；
电感L1的2脚还通过串并联结构与输出接口J2连接，所述的串并联结构包括：第一阻尼电阻组、第二阻尼电阻组、开关断路器组以及桥侧电感组，其中第一阻尼电阻组、第二阻尼电阻以及开关断路器组并联后与桥侧电感组串联；
第一阻尼电阻组和第二阻尼电阻组均各自包含三个串联的阻尼电阻，开关断路器组包含三个并联的开关断路器，桥侧电感组包含六个并联的桥侧电感；
B相、C相的连接结构与A相相同。
2.根据权利要求1所述的低成本的高频滤波电路，其特征是所述的进线电感的感值为23.3μH，滤波电容的容值为10μF，阻尼电阻的阻值为52欧姆，开关断路器的值为1P/30A,桥侧电感的感值为179.9μH。
CN201711429291.6A 2017-12-26 2017-12-26 低成本的高频滤波电路 Withdrawn CN109980907A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711429291.6A CN109980907A (zh) 2017-12-26 2017-12-26 低成本的高频滤波电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711429291.6A CN109980907A (zh) 2017-12-26 2017-12-26 低成本的高频滤波电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109980907A true CN109980907A (zh) 2019-07-05

Family

ID=67071040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711429291.6A Withdrawn CN109980907A (zh) 2017-12-26 2017-12-26 低成本的高频滤波电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109980907A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6060875A (en) * 1998-02-17 2000-05-09 Stmicroelectronics S.R.L. Electronic device for smoothing a charge current peak in RLC output stages of switching step-up regulators
CN102545564A (zh) * 2011-12-28 2012-07-04 中兴通讯股份有限公司 电源滤波电路及其建模方法
CN102738826A (zh) * 2012-06-11 2012-10-17 合肥工业大学 改进型lcl滤波器对漏电流的抑制方法及中点平衡控制方法
CN203466724U (zh) * 2013-09-24 2014-03-05 广州三晶电气有限公司 一种变频器
US20160248334A1 (en) * 2015-02-25 2016-08-25 Rockwell Automation Technologies, Inc. Motor drive with lcl filter inductor with built-in passive damping resistor for afe rectifier
CN207652304U (zh) * 2017-12-26 2018-07-24 杭州易和网络有限公司 低成本的高频滤波电路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6060875A (en) * 1998-02-17 2000-05-09 Stmicroelectronics S.R.L. Electronic device for smoothing a charge current peak in RLC output stages of switching step-up regulators
CN102545564A (zh) * 2011-12-28 2012-07-04 中兴通讯股份有限公司 电源滤波电路及其建模方法
CN102738826A (zh) * 2012-06-11 2012-10-17 合肥工业大学 改进型lcl滤波器对漏电流的抑制方法及中点平衡控制方法
CN203466724U (zh) * 2013-09-24 2014-03-05 广州三晶电气有限公司 一种变频器
US20160248334A1 (en) * 2015-02-25 2016-08-25 Rockwell Automation Technologies, Inc. Motor drive with lcl filter inductor with built-in passive damping resistor for afe rectifier
CN207652304U (zh) * 2017-12-26 2018-07-24 杭州易和网络有限公司 低成本的高频滤波电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104953582B (zh) 一种三相电网扰动发生装置及其控制方法
CN107834838B (zh) 一种非隔离型三相pfc变换器的控制方法
CN107623435B (zh) 光伏组件串列的双向共模差模emi滤波器及其设计方法
CN206041839U (zh) 一种紧凑型电动汽车充电模块
CN103197130B (zh) 一种电网电压过零点检测方法及装置
CN207652304U (zh) 低成本的高频滤波电路
CN204855681U (zh) 一种基于变频器的节能回馈型电子负载
CN203933369U (zh) 一种用于ac/ac开关变换器的共模电磁干扰滤波器
CN201229838Y (zh) 干式整流变压器
CN106208772A (zh) 高频链矩阵式逆变器并联改进虚拟阻抗及功率滤波的方法
CN107666250A (zh) 单级相位和幅值可控交流变换器及其工作方法
CN103580040B (zh) 一种配电变压器自适应补偿装置
CN206323296U (zh) 一种电容器测试仪及正弦波电源
CN203445778U (zh) 一种应用于三相变流器的滤波电路
CN206135430U (zh) 一种微型光伏并网逆变器
CN109980907A (zh) 低成本的高频滤波电路
Ren et al. Optimized design of filter for transformerless three-level photovoltaic grid-connected inverter
CN208754063U (zh) 一种谐波能量回收利用电路
CN209472568U (zh) 一种大功率高精度双向电源
CN204859029U (zh) 一种新型单相光伏逆变漏电流抑制拓扑结构
CN106786657A (zh) 用于配电网的电能质量综合治理装置
CN103414326B (zh) 一种应用于三相变流器的滤波电路
CN106933290B (zh) 自适应宽动态供电的智能高精度稳压装置
CN201985526U (zh) 并联型混合滤波补偿装置
CN208939582U (zh) 分布式次同步振荡抑制装置及新能源输电***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190705

WW01 Invention patent application withdrawn after publication