高手教你如何计算逆变器输出滤波电感
三相逆变器电感计算
三相逆变器电感计算
摘要：
1.三相逆变器电感计算简介
2.三相逆变器电感计算公式
3.影响电感计算的因素
4.电感计算的实际应用
5.总结
正文：
三相逆变器电感计算是一个重要的环节，在设计和优化逆变器电路时，需要对其进行精确的计算。
电感是逆变器电路中的一个重要参数，它对电路的性能有着直接的影响。
因此，掌握三相逆变器电感计算的方法是十分必要的。
首先，我们来看一下三相逆变器电感计算的公式。
电感的计算公式为：L = (V^2s / (2πfB))^1/2，其中，L 代表电感值，V^2s 是逆变器输出电压的二次方，f 是逆变器的工作频率，B 是逆变器的磁通密度。
这个公式是计算电感的基础公式，但在实际应用中，还需要考虑其他因素，如电感材料的特性、线圈的结构等。
影响电感计算的因素主要有两个，一是电感材料，二是线圈的结构。
电感材料的不同，会影响电感的磁导率，从而影响电感值。
线圈的结构，如线圈的匝数、直径、长度等，也会影响电感值。
因此，在进行电感计算时，需要考虑这些因素。
在实际应用中，电感计算常常用于优化逆变器电路。
例如，当需要提高逆
变器的输出电压时，可以通过增加电感值来实现。
同样，当需要减小逆变器的体积时，可以通过减小电感值来实现。
通过电感计算，可以更好地设计和优化逆变器电路，提高电路的性能。
总的来说，三相逆变器电感计算是逆变器设计和优化的重要环节。
三相逆变器电感计算
三相逆变器电感计算一、三相逆变器的基本概念三相逆变器是电力电子变换器的一种，广泛应用于交流电源、变频器、光伏发电系统等领域。
它通过控制开关器件的通断，将直流电源转换为交流电源，从而驱动负载。
三相逆变器相较于单相逆变器，具有输出电压平衡、系统稳定性高等优点。
二、电感在逆变器中的作用电感在逆变器中起到滤波、储能的作用。
它能抑制开关器件产生的高频谐波，提高输出电压的波形质量；同时在负载电流变化时，电感能提供或吸收多余的电流，使输出电压保持稳定。
三、电感的计算方法电感的计算方法主要有以下几种：1.依据电感器的物理尺寸计算：电感量（L）与线圈长度（l）、线圈匝数（N）和线圈截面积（S）有关，计算公式为L=N*l/（2*π*f*S），其中f为电源频率。
2.利用电感器的感应电动势与电流关系计算：当通过电感器的电流发生变化时，电感器会产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与电流的变化率成正比，计算公式为L=ΔV/ΔI。
3.根据电感器的阻抗计算：电感器的阻抗（Z）与其电感量（L）和直流电阻（R）有关，计算公式为Z=R+jωL，其中ω为电源频率。
四、三相逆变器电感计算实例以一台380V、50Hz、功率为10kW的三相逆变器为例，首先计算电感器的电流有效值：I=P/(1.732*U)=10000/(1.732*380)=25.4A。
然后根据电感器的电流变化率和电源频率，计算电感量：L=ΔV/ΔI=500V/25.4A=20mH。
最后根据电感器的电感量和直流电阻，计算电感器的阻抗：Z=20jΩ。
五、电感计算在实际应用中的重要性电感计算在实际应用中具有重要意义。
合理的电感值选择可以降低开关器件的损耗，提高系统的工作效率；同时有助于优化输出电压波形，减小电磁干扰，提高产品的可靠性和稳定性。
逆变电源输出滤波器的计算
2
为了使基波电压增益指标符合要求，应当使最大 功率、最低感性功率因数负载条件下的基波电压增益 不小于g’，根据式（6）可得：
图4 临界滤波电容 2）确定空载输入基波电流指标 当滤波电容取临界滤波电容值Cmin 时，滤波器的 空载输入基波电流的有效值为
-6
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逆变器输出滤波器的计算
可得临界基波电流曲线如图7中的曲线3 所示。 4）确定最优L、C 值 由式（14）得 Copt=198.6uF Lopt=45.8uH 取L=46uH，C=200uF 。
2 *115/200 = 0.813
2 P =1152 *10-3 /30 = 0.4408Ω Z = U0
最低感性负载功率因数cosθ=0.6。 由式（8）可得临界电压增益曲线，如图7 中曲线 2 所示。
2.2.4 根据逆变电源对线性负载适应性指 标确定最优的L、C 值
逆变电源的负载适应性指标可表述如下：在满足 谐波含量指标、基波电压增益指标及空载输入基波电 流指标的前提下，使逆变电源对线性负载的适应性能 够最好。 同时满足谐波含量指标、电压增益指标和空载输 入基波电流指标的 LC 区域如图6 中的阴影所示。由 前面的分析可知：1）在 LC 之积恒定时，L 越小， 逆变电源的输出阻抗越小，逆变电源对非线性负载的 适应性越好；2）L 越小，越不容易出现过调制，逆变 电源对非线性负载的适应性越好。所以图6 中B 点对 应的LC 值是最优值，其值为： 图7 LC 参数设计
中， 频率为 （2ωs-ω0） 的谐波是逆变器输出PWM 波中复制最高的谐波，它对输出电压的波形影 响最大。输出电压中，只要频率为（2ωs-ω0）的谐波
符合要求，则其他高次谐波含量均能符合要求。所以 在这种情况下设计LC 滤波器时，只需考虑滤波器对 （2ωs-ω0）频率谐波的衰减。
逆变器输出滤波电感设计(周洁敏)
周洁敏调制方式有2种：单极性调制和双极性调制单极性调制（桥）双极性调制（推挽）正弦脉宽调制技术SPWMU 某点正弦波幅值N I f U U D I f U U D I f u U L k L πsin π22o 1o dc max o o d k ,ko,dc βαα⋅⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅-=⋅∆⋅-=+最大电感量而且随着正弦波的调制，磁芯的直流工作点按正弦规律（50Hz ）在磁滞回线的1和3象限移动。
可以获得比较稳定的电感材料是气隙磁芯δA cR c R δΦu (t)i （t ）Nl cμ20c A L N μδ=电感不同于变压器，需要储存能量，开气隙后可以储存磁场能量，并使电感量稳定。
即电感为逆变器交流滤波电感中的磁密波形双极性调制单极性调制B L 曲线是曲线Ⅰ减去曲线Ⅱ积分所得，但是很难用精确的数学表达式表示。
输出正弦波输入为AB 端电压波形()t t U u NA B d sin 21π20o AB e L ⎰-=∆ω交流滤波电感不但有基波分量，而且叠加较大的高频分量，磁芯选择不仅要考虑基波损耗，而且要考虑磁芯涡流损耗。
同时线圈中除了流过基波电流，还要流过高次谐波电流，线圈应当考虑高频电流损耗。
纵坐标放大的结果线圈窗口利用率自然冷却经验值K1线圈损耗等于磁芯损耗K2210.707K K各种系数与电感类型的关系决定热阻R T 和允许损耗磁芯损耗线圈损耗损耗热阻最大允许温升决定损耗极限lim /thP T R =∆允许温升由设计需求确定th 20/R K W=。
逆变器输出滤波电感设计 周洁敏
周洁敏调制方式有2种：单极性调制和双极性调制单极性调制（桥）双极性调制（推挽）正弦脉宽调制技术SPWMU 某点正弦波幅值N I f U U D I f U U D I f u U L k L πsin π22o 1o dc max o o d k ,ko,dc βαα⋅⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅-=⋅∆⋅-=+最大电感量而且随着正弦波的调制，磁芯的直流工作点按正弦规律（50Hz ）在磁滞回线的1和3象限移动。
可以获得比较稳定的电感材料是气隙磁芯δA cR c R δΦu (t)i （t ）Nl cμ20c A L N μδ=电感不同于变压器，需要储存能量，开气隙后可以储存磁场能量，并使电感量稳定。
即电感为逆变器交流滤波电感中的磁密波形双极性调制单极性调制B L 曲线是曲线Ⅰ减去曲线Ⅱ积分所得，但是很难用精确的数学表达式表示。
输出正弦波输入为AB 端电压波形()t t U u NA B d sin 21π20o AB e L ⎰-=∆ω交流滤波电感不但有基波分量，而且叠加较大的高频分量，磁芯选择不仅要考虑基波损耗，而且要考虑磁芯涡流损耗。
同时线圈中除了流过基波电流，还要流过高次谐波电流，线圈应当考虑高频电流损耗。
纵坐标放大的结果线圈窗口利用率自然冷却经验值K1线圈损耗等于磁芯损耗K2210.707K K各种系数与电感类型的关系决定热阻R T 和允许损耗磁芯损耗线圈损耗损耗热阻最大允许温升决定损耗极限lim /thP T R =∆允许温升由设计需求确定th 20/R K W=。
三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法
三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法一、本文概述随着可再生能源和电力电子技术的快速发展，三相PWM（脉宽调制）逆变器在电力系统中得到了广泛应用。
为了改善逆变器的输出波形质量，降低谐波对电网的污染，LC滤波器被广泛应用于逆变器的输出端。
本文旨在探讨三相PWM逆变器输出LC滤波器的设计方法，分析滤波器的主要参数对滤波效果的影响，为工程师提供一套实用的滤波器设计流程和指导原则。
本文将首先介绍三相PWM逆变器的基本工作原理和LC滤波器的功能特点，然后详细阐述LC滤波器的设计步骤，包括电感、电容参数的选取，滤波器截止频率的计算等。
接着，本文将通过仿真和实验验证所设计的LC滤波器的性能，分析滤波效果与滤波器参数之间的关系。
本文将总结滤波器设计的关键因素，并给出一些实用建议，以帮助工程师在实际应用中更好地设计和优化LC滤波器。
通过本文的阅读，读者可以全面了解三相PWM逆变器输出LC滤波器的设计原理和方法，掌握滤波器参数的选择和优化技巧，为提升逆变器输出波形质量和电网稳定性提供有力支持。
二、三相PWM逆变器基础知识三相PWM（脉冲宽度调制）逆变器是一种电力电子设备，用于将直流（DC）电源转换为三相交流（AC）电源。
它是许多现代电力系统中不可或缺的一部分，特别是在可再生能源领域，如太阳能和风能系统中。
了解三相PWM逆变器的基础知识是设计其输出LC滤波器的前提。
三相PWM逆变器的基本结构包括三个独立的半桥逆变器，每个半桥逆变器都连接到一个交流相线上。
每个半桥由两个开关设备（通常是绝缘栅双极晶体管IGBT或功率MOSFET）组成，它们以互补的方式工作，以产生所需的输出电压波形。
PWM控制是逆变器的核心。
它涉及快速切换开关设备，以便在平均意义上产生所需的输出电压。
通过调整每个开关设备的占空比（即它在任何给定时间内处于“开”状态的时间比例），可以精确地控制输出电压的大小和形状。
三相PWM逆变器的一个关键特性是它能够产生近似正弦波的输出电压。
滤波电感计算公式
电感的计算公式5.4 滤波电感的分析计算在直流变换电路中，都设有LC滤波电路，滤波电感中的电流含有一个直流成分和一个周期性变化的脉动成分。
磁场的变化规律如图5-6。
下面以Buck型直流变换电路为例说明滤波电感的设计方法。
Buck电路的原理图如图5-10（a），电感L的作用是滤除占波开关输出电流中的脉动成分。
从滤波效果方面考虑，电感量越大，效果越明显。
但是，如果电感量过大，回使滤波器的电磁时间常数变得很大，使得输出电压对占空比变化的响应速度变慢，从而影响整个系统的快速性。
一味地追求减小输出电压的纹波成分是不可取的。
所以在设计电感参数时应从减小纹波和保持一定的快速性两个方面去考虑。
OUi Lmaxi LminTDTi L(a) (b)图5-10 Buck电路及其电感的电流1. 电感量的计算首先讨论以限制电流波动为目的的电感量的计算。
由对斩波器的分析可知，电路进入稳定状态后，电感电流在最小值I Lmin和最大值I Lmax之间波动变化，波动的幅度为ΔI，如图5-10b),电感L与ΔI的关系为TDIUL O)1(−∆=（5.29）可见电感量越大，电流的波动就越小。
一般电流波动ΔI根据使用要求预先给定，由此来决定电感的大小。
式（5.29）还说明，对于同样的ΔI，在不同占空比下所需的电感是不同的。
在占空比较小时需要更大的电感。
在电路工作中，如果负载突然变化，输出电流I O会随之变化，为了保持输出电压U O不变，占空比必须做相应的变动。
由于滤波器由储能元件构成，不可能立即跟踪占空比的变化，这就会出现一个过渡过程。
我们希望这个过渡过程的时间短越好。
设负载变化以前占空比为D1，负载变化以后的占空比为D2。
过度过程时间为T R，它们之间的关系为)1(12−∆=D D U I L T O R （5.30） 式（5.30）的推导比较复杂，读者可以参考有关资料。
但由上式可以看出，电感越大，对应的过度过程时间就越大，这说明电感过大对提高快速性是不利的。
计算滤波电感值
c
在单相变压器中,近似取A s Ac , 则
2.22k Fe kcu JBm As2 1
有A、B两组典型数据，如下，计算S2与As之间的关系：
参数名称 Bm (T) J (A/mm2) kFe kcu η S2 (VA) As (cm2)
A 1.0 2.5 0.9 0.3 0.85 0.69As2
绕组匝数计算：
U1 N1 et
（匝）
U 2i N 2i 1.05 （匝） et
绕组截面计算
I1 A1 (mm 2 ) J
I 2i 2 A2i (mm 2 ) 式中：J—电流密度（A/mm ) J
四、结构设计 三相平特性变压器结构简图如下：
三相干式变压器
（1）铁心尺寸
当铁心截面积As确定后，有 As=ab 一般地：b=(1.2~2)a 式中：As—铁心柱截面积（mm2） a——铁心片宽（mm）
电流时，交变磁通Φ在铁心中产生
感应电动势和感应电流，感应电流
在铁心中形成闭合回路且呈旋涡状，
故称为涡流。铁心内产生涡流时，
使铁心发热，造成能量损耗称为涡 流损耗。 涡流的产生
五、变压器的工作原理
简单的单相变压器：两个线圈没有 电的直接联系， 只有磁的耦合。 原绕组（一次绕组或初级绕组）：两个 线圈中接交流电源的线圈，其匝数为N1 副绕组（二次绕组或次级绕组）： 接 到用电设备上的线圈，其匝数为N2 交变磁通同时与原、副绕组交链，在原、副绕组内感应电动势。
4.44 50Bm As 0.9 104
2 102 Bm As
令
N0 1 et
N0—每伏匝数
50 45 N0 Bm As Bm AFe
Bm— 磁通密度（T）
PWM型逆变器输出LC滤波器参数设计
PWM型逆变器输出LC滤波器参数设计PWM型逆变器是一种常用的电力电子装置，用于将直流电转换为交流电。
为了减少输出波形的谐波成分，提高逆变器的输出电压质量，通常需要添加LC滤波器。
LC滤波器是一种由电感器和电容器组成的滤波电路，通过电感和电容的频率特性来滤除高频噪音和谐波。
在设计PWM型逆变器的LC滤波器时，需要考虑多个参数，包括输出电压的纹波、电感和电容的数值以及滤波器的品质因数。
下面将分别介绍这些参数的设计方法。
首先，输出电压纹波是指逆变器输出电压中的交流成分的大小。
为了减小纹波，可以选择合适的电感器和电容器的数值以及滤波电路的拓扑结构。
比较常用的拓扑结构包括陷波器型、π型和T型滤波器。
在选择电感器的数值时，可以根据预期的输出波形纹波来计算。
通常，输出电压的纹波量可以用下式计算：Vr=(ΔI/(2*f*c))其中，ΔI是负载电流的变化量，f是交流成分的频率，c是输出电容器的数值。
根据计算结果选择合适的电感器数值，使得输出电压纹波在可接受范围内。
接下来是选择输出电容器的数值。
输出电容器的数值决定了滤波器的截止频率，即滤波器开始对高频噪声和谐波进行滤除的频率。
为了保证滤波效果，输出电容器的数值应该与电感器的数值匹配。
通常可以使用下式计算输出电容器的数值：C=(ΔI/(2*f*Vr))其中，ΔI是负载电流的变化量，f是交流成分的频率，Vr是输出电压的纹波量。
根据计算结果选择合适的输出电容器数值。
最后需要考虑滤波器的品质因数。
品质因数是滤波器的一个重要指标。
它表示滤波器对输入信号的衰减程度，品质因数越高，滤波效果越好。
品质因数可以通过以下公式计算：Q = 1 / (R * sqrt(LC))其中，R是滤波器的阻抗，L是电感器的数值，C是电容器的数值。
根据计算结果选择合适的品质因数。
综上所述，PWM型逆变器输出LC滤波器参数的设计包括选择合适的电感器和电容器数值以及滤波器的品质因数。
这些参数的选择应该考虑输出电压纹波、滤波器的截止频率和滤波效果，以提高逆变器输出电压的质量。
高压逆变器 lc计算
高压逆变器lc计算
高压逆变器设计中，LC计算通常指的是滤波电感（L）和滤波电容（C）的选择与匹配计算。
在直流母线侧或交流输出侧，为抑制电压突变、降低谐波含量以及提高功率因数，通常会设置LC滤波电路。
计算过程涉及：
1. 滤波需求分析：根据逆变器的额定功率、开关频率、期望的输出电压质量等因素，确定滤波器的性能要求。
2. LC参数计算：基于目标谐波抑制频率，利用LC滤波器的谐振频率公式（ω₀=1/√(LC)）计算所需的电感和电容值，同时考虑损耗、温升和体积限制等因素。
3. 稳态和动态性能评估：通过仿真或理论计算分析滤波器在不同工况下的稳态和瞬态响应，确保满足系统电压稳定、电流波动小的要求。
4. 系统兼容性考虑：确保LC参数选择不影响逆变器的其它性能，如效率、电磁兼容性等。
简言之，高压逆变器的LC计算是为了设计出既能满足滤波要求又能适应系统性能约束的滤波电路。
Buck开关电源变换器输出滤波电感计算
Buck变换器输出滤波电感计算案例：输入电压：15V；(为简单，假定输入电压不变化)输出电压：5V，电流：2A；工作频率：250kHz电感量：35μH，电流0到2A允许磁芯磁通变化部超过20%，即电感量变化不超过20%；绝对损耗：300mW自然冷却，温升ΔT：40℃根据以上要求可以得到D=5/15=0.33; 纹波电流峰峰值d I=U d t/L=(15-5)(33%×4μs)/35μH=0.377A（约为直流分量的20%）;电感绝对损耗为300mW，磁芯损耗和线圈损耗各占50%，所以最大损耗电阻为R=P/I2=150mW/22 =37.5mΩ。
电感变化量小于20%，这就意味着，临界连续时需要的电感是44μH(44μ×80%=35μH)。
1、磁芯选择方法：因为工作频率高，采用MPP材料的磁粉芯，因而必须有Magnetics公司的产品手册。
步骤如下：计算要求的电感存储的能量→查阅磁芯选择指南→获得磁芯型号和μ→查找磁芯尺寸→查得AL→根据要求的电感量试算所需匝数→计算磁场强度→查阅磁导率下降百分比→达到要求的电感增加还是减少匝数→改选磁芯→重复以上步骤，直到达到要求的电感量→计算导线尺寸→计算铜损耗→计算脉动磁通密度分量→计算磁芯损耗→计算总损耗→计算磁芯温升，保证在合理范围内2、初算：这里采用MPP磁粉芯设计我们的电感，首先查阅Magnetics公司的手册。
从手册中找到选择指南图5-7，这里是设计是开始点。
如果没有磁芯选择指南，也可以根据以前设计凭经验确定。
虽然第一次试选不是十分重要，但它可以减少你的工作量。
从电感所要存储的能量（是实际值的两倍）开始。
在2A时电感量35μH（0.035mH），两倍的能量为（2A）2×0.035＝0.14mJ。
在图5.6上由0.14mJ纵向画一直线，与300μ磁芯（磁芯初始磁导率为300)相交，交点向右找到纵坐标上的代号55035和55045磁芯之间，暂选择55045磁芯。
PWM型逆变器输出LC滤波器参数设计 自己 的
目录
1.LC滤波器设计原则
1.1. 原则1
输出额定电流时，电抗器上电压降应该小于额定输出电压的10%。
即满足：
ωLI N≤10%U N
1.2. 原则2
滤波电容上损耗的电流应该小于额定输出电流的10%。
即满足：
ωCU0≤10%I N
1.3. 原则3
ＬＣ滤波器截止频率应该远小于输出交流的最低次谐波频率，并且远大于基波频率，一般取1/10到1/5的载波频率。
f s 10<f L<
f s
5
2.设计步骤
2.1. 计算电抗器电感值
根据原则1计算电抗器的电感值，一般取
ωCU0≤10%I N
以保证滤波效果。
2.2. 选择截止频率
根据原则2选取LC滤波器的截止频率f L。
2.3. 计算滤波电容
根据计算出的电感和选取的截止频率，计算电容值。
截止频率公式为：
f L=
1
2π√LC
可以得到
C=1
L
ωL2，式中，角频率ωL=2πf L
电容的基波电流参数可以由下式计算:
I C=ω1CU O 式中，ω1是基波角频率，U O是额定输出电压。
高手教你如何计算逆变器输出滤波电感
高手教你如何计算逆变器输出滤波电感
在全桥的逆变器当中，滤波电感是非常重要的一种元件，电感值的确定将直接影响到电路的工作性能。
本篇文章将为大家介绍一种逆变器当中滤波电感的计算方法以及所用材料。
想要确定逆变器当中的滤波电感值，我们首先需要确定电感的LC 值，而后在此基础上来进行设计。
一般来说，逆变滤波电感使用Iron Powder材料，或High Flux、Dura Flux材料，Ferrite也可以。
一般应保证其铁损与铜损有一个比例，如
0.2~0.4，之所以不用0.5（此时效率最高），是因为散热的问题。
对于上图所示的半桥逆变电路，由于其输出为正弦波，按照电路原理，其在输出过零点时，SPWM波的占空比最高（0.5，不计死区时间），此时电感上的dB最高，ripple电流也最大，为：
Ippmax=Vi/（4fL）（1）。
逆变电源输出滤波器的计算
逆变电源输出滤波器的计算
一、滤波器的功能介绍
滤波器（filters）是一类电路，能够将一定范围的电频信号进行分离，从而达到滤除一些频率的信号的目的。
一般电源输出需要经滤波器处理，去除掉电源输出中的噪声和抖动信号，使电源输出的电流和电压更加
稳定和可靠。
二、滤波器的作用
1)降低噪声和抖动：由于电源输出的频率不确定，噪声和抖动也会影
响负载的正常工作，而滤波器可以过滤掉高频噪声和抖动，从而达到降低
噪声和抖动的目的。
2)提高电源输出的稳定性：滤波器能够过滤掉干扰电源输出的高频信号，使负载的输出信号变得更加稳定和可靠，从而提高电源输出的稳定性。
3)抑制反馈信号：滤波器还可以抑制反馈信号，从而防止反馈信号的
叠加影响正常电路的工作。
三、变频变压逆变电源滤波器计算
1.工作频率范围：变频逆变电源的工作频率一般介于47Hz～63Hz之间，变压逆变电源的工作频率一般介于47Hz～500Hz之间。
2.电路特性研究：接通滤波器后，逆变电源会由原来的分散性发生变化，以分析滤波器对电源输出的影响，用电路仿真软件如PSPICE、LTSPICE，可以计算滤波器对电路稳定性的影响及其电容、电感组成所需
参数。
双极性单相SPWM逆变器滤波电感电流值的近似计算方法
An Approx i m ate Calculation Approach of the Current of the F ilter Conductor for a B ipolar Single Phase SPWM Inverter
ZHANG Yi cheng, CAO Chang song, Z H U X ue jun, YAO Yong tao, S HEN Yu zhuo ( Departm ent o f E lectrica l Eng in eerin g , T ongji Un iv ersity, Shanghai 200331 , Chin a)
/
2 c
< 1 , 因而
2 1
(1-
/
2 c
) + j 1L /R
1
电感中的基频电流可近似为
IL1 IL 1m U1m
2
( 1 /R + j 1C ) U1m
2 1
0
2 2 1
( 6) C
2
基频电流幅值为 1 /R + C = m f UD
2
1 /R +
( 7) 基频电流有效值为 IL 1 = IL1m 2 m f UD 1 /R + 2
要参数。分析了双极性单相 SP WM 逆变器的输出电压特性 及 LC 滤波电 路的特性 , 提出 了一种近似计算滤波电感电流有效值和电流峰值的方法。与仿真结果相比较 , 本近似计 算方法具有较高的计算精度 , 为正确选择滤波电感提供了依据。 关键词 : 逆变器 ; LC 滤波器 ; 电感 ; 电流有效 值 ; 电流峰值 中图分类号 : TM 464 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 5531( 2006) 11 0009 05
PWM型逆变器输出LC滤波器参数设计自己的资料
PWM型逆变器输出LC滤波器参数设计自己的资料PWM型逆变器是一种将直流电源转换为交流电源的电子装置。
它通过将直流电源转换为高频脉冲信号，然后使用逆变器将这些脉冲信号转换为交流电源。
PWM型逆变器的输出需要经过LC滤波器进行滤波，以消除脉冲信号的高频成分，使输出信号更接近理想的正弦波。
在设计PWM型逆变器输出LC滤波器的参数时，需要考虑以下几个方面：1.输出电流和负载电阻：首先确定所需的输出电流和负载电阻，以便确定滤波器的工作范围和额定电流。
2.输出电压波形：确定所需的输出电压波形，通常是正弦波或近似正弦波。
根据电压波形的要求，选择合适的滤波器参数。
3.输出电压纹波：确定所需的输出电压纹波的允许范围，以便选择合适的滤波器参数。
电压纹波较小时，滤波器的容值可以选择较小，电压纹波较大时，则需要选择较大的容值。
4.带宽：确定所需的输出信号的带宽，以便选择合适的滤波器参数。
带宽较小时，滤波器的电感值可以选择较大，带宽较大时，可以选择较小的电感值。
5.输出功率：确定所需的输出功率，以便选择合适的滤波器参数。
输出功率较大时，需要选择耐压较高的元件。
在滤波器设计中，可以使用以下公式来计算LC滤波器的参数：C = 1 / (2 * π * fc * L)其中，C为滤波器的电容值，L为滤波器的电感值，fc为滤波器的截止频率。
根据以上考虑，设计PWM型逆变器输出LC滤波器的参数的具体步骤如下：1.确定所需的输出电流和负载电阻。
根据负载电阻和输出电流计算滤波器的额定电流。
2.确定所需的输出电压波形。
根据输出电压波形的要求，选择合适的滤波器参数。
3.确定所需的输出电压纹波。
根据输出电压纹波的允许范围，选择合适的滤波器参数。
4.确定所需的输出信号带宽。
根据输出信号的带宽要求，选择合适的滤波器参数。
5.确定所需的输出功率。
根据输出功率的大小，选择耐压合适的元件。
6.根据以上参数，计算滤波器的电感值和电容值。
7.选择合适的滤波器元件，如电感、电容等。
开关电源中直流输出滤波电感的详细计算
3. 2 电感值 L
电感值 L 是给定的 , 他与绕组匝数 n、铁心截面积 A c
和气隙长度 l g 的关系为 :
L = n2 = μ0 A cn2
Rmg
lg
( 10)
这是第 2 个设计限制条件 ,而 n , A c , l g 均未知 。
3. 3 绕组截面积
在图 6 所示的铁心窗口中 ,电感器的绕组要穿过该铁
关键词 :开关电源 ;滤波电感 ;铁芯工作状态 ;设计步骤 中图分类号 : TM552 文献标识码 :B 文章编号 :1004 373X(2006) 16 126 03
Design f or DC Output Filter Inductance in Switched Electrical Source
《现代电子技术》2006 年第 16 期总第 231 期
交流励磁分量Δ H 。铁心的交变磁化分量很小 ,ΔB ν B m B r ,铁心的利用率低 。局部磁滞回线包围的面积很小 , 其损 耗很小 ; 但线圈电流含有较大的直流分量 , 线圈电流的最 大值 Im 较大 ,相应产生的励磁磁场强度也较大 ,铁心容易 饱和 。
集成电路
图中 R 表示绕组的直流电阻 。设计电感器的目的是要
得到一个给定的电感值 L 和给定的绕组电阻值 R 。当流过
电感器的峰值电流达到最大值 Imax 时 , 电感器不能饱和 。
将直流电阻 R 用铜耗 P cu 和直流电流有效值 I rms 表示 , 即
Pcu
=
I
2 rms
R
;
为防止饱和及满足其线性
Keywords : switched elect rical so urce ;filter inductance ;working state of magnet core ;designing step
滤波电路电容电感计算公式
滤波电路电容电感计算公式滤波电路是电子电路中常见的一种电路，用于滤除输入信号中的杂波或者对输入信号进行频率选择。
在滤波电路中，电容和电感是两种常见的元件。
在设计滤波电路时，需要计算电容和电感的数值，以满足滤波器的性能要求。
本文将介绍滤波电路中电容和电感的计算公式，并且讨论它们在滤波电路中的应用。
电容的计算公式。
在滤波电路中，电容通常用于对输入信号进行滤波。
电容的数值取决于所需的截止频率和电路的阻抗。
电容的计算公式如下：C = 1 / (2 π f R)。
其中，C为电容的数值，单位为法拉德（F）；f为所需的截止频率，单位为赫兹（Hz）；R为电路的阻抗，单位为欧姆（Ω）；π为圆周率。
根据上述公式，可以得出电容的数值。
在实际设计中，需要根据具体的滤波要求和电路的特性来选择合适的电容数值。
电感的计算公式。
电感也是滤波电路中常用的元件，用于对输入信号进行滤波或者频率选择。
电感的数值取决于所需的截止频率和电路的阻抗。
电感的计算公式如下：L = R / (2 π f)。
其中，L为电感的数值，单位为亨利（H）；R为电路的阻抗，单位为欧姆（Ω）；f为所需的截止频率，单位为赫兹（Hz）；π为圆周率。
根据上述公式，可以得出电感的数值。
在实际设计中，需要根据具体的滤波要求和电路的特性来选择合适的电感数值。
电容和电感在滤波电路中的应用。
电容和电感是滤波电路中不可或缺的元件，它们可以单独使用，也可以组合在一起使用，以实现不同类型的滤波效果。
在低通滤波器中，电容和电感通常被串联使用。
电容的作用是阻止低频信号通过，而电感的作用是允许高频信号通过。
通过合理选择电容和电感的数值，可以实现对低频信号的滤波效果。
在高通滤波器中，电容和电感通常被并联使用。
电容的作用是允许高频信号通过，而电感的作用是阻止低频信号通过。
通过合理选择电容和电感的数值，可以实现对高频信号的滤波效果。
除了单独使用电容和电感外，它们还可以组合在一起使用，形成多种不同类型的滤波电路，如带通滤波器、陷波滤波器等。
逆变电源滤波电容的大小计算
逆变电源滤波电容的大小计算11-06-19 01:19逆变电源滤波电容的大小计算电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。
电容滤波属电压滤波，是直接储存脉动电压来平滑输出电压，输出电压高，接近交流电压峰值；适用于小电流，电流越小滤波效果越好。
电感滤波属电流滤波，是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流，输出电压低，低于交流电压有效值；适用于大电流，电流越大滤波效果越好。
电容和电感的很多特性是恰恰相反的。
一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。
因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。
低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。
当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。
因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。
而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。
电源滤波电容的大小，平时做设计，前级用4.7u,用于滤低频，二级用0.1u，用于滤高频，4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰，0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。
一般前面那个越大越好，两个电容值相差大概100倍左右。
电源滤波，开关电源，要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大，而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。
大电容是防止浪涌，机理就好比大水库防洪能力更强一样；小电容滤高频干扰，任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路，也就有了自谐振，只有在这个自谐振频率上，等效电阻最小，所以滤波最好！电容的等效模型为一电感Ｌ，一电阻Ｒ和电容Ｃ的串联，电感Ｌ为电容引线所至，电阻Ｒ代表电容的有功功率损耗，电容Ｃ．因而可等效为串联ＬＣ回路求其谐振频率，串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f = 1/(2pi* LC)．，串联ＬＣ回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻，所以中心频率处起到滤波效果．引线电感的大小因其粗细长短而不同，接地电容的电感一般是１ＭＭ为10nＨ左右，取决于需要接地的频率。
反激输出滤波电感的计算
反激输出滤波电感的计算开关电源次级线圈上的输出电压U o是脉冲状态（图一），要使脉冲方波变成可供电路使用的直流电，还需要对它进行平滑处理，常用的平滑电路由整流二极管、滤波电容、滤波电感构成。
（图二）㈠.平滑处理原理（图二）中电感L在电路中既有储能作用，且对交流成分呈高阻抗，能阻止交流成分通过。
电容C1—C4对交流信号呈低阻抗，允许交流成分通过，而对直流呈高阻抗，而阻止直流通过。
感抗：X L=2πfL电感对高频成分呈高阻抗，感抗越大，对高频信号的电抗电压越大，阻止高频成分通过的能力越强。
容抗：X C=1/2πfC电容对直流呈高阻抗，能阻止直流通过，对交流成分呈低阻抗，容抗越小，交流成分就越容易通过。
（图二）中LC的乘积越大对高频成分的平滑作用越好。
为求得最佳电感量，可按下节进行设计计算。
㈡.开关稳压电源输出的纹波噪声平滑滤波后开关电源输出波形（图三），不难看出，经过(图二)电路平滑后的直流输出中包含了一定的纹波噪声。
它分两部分：纹波：与初级输入工频频率和开关频率同步的波形即为纹波。
噪声：在纹波上的针状毛刺就是噪声。
两类波合在一起称为：纹波噪声。
㈢输出平滑处理电路中电感L的设计计算电感L的计算有如下一些公式：流过电感L的纹波电流△Il为输出电流Io的2%~5%,即：△Il=（0.02~0.05）Io ①△Il=Ton max(Umin-Vf-Vo)/L ②L= DTonmax(Umin-Vf-Vo)/△Il ③Uo min= T(Vo max+Vf+Vl)/D ④D=Tonmax /T ⑤㈣计算实例输出电压 Vo=5V 10%±输出电流 Io=20A开关频率 F=200KHz占空比 D=0.42次级线圈上的最小电压：开关周期：T=1/F=1/200×103=5μs最大导通时间：Ton max=TD=5×0.42=2.1μS输出最大直流电压：Vo max=5×10%=5.5 V次级线圈上的最小电压： Umin=5×（5.5+0.2+0.4）/2.1=14.5V在一般情况下，滤波电感中通过的电流△Il的值是Io的2%~5%本例取5%根据式②L△Il= Ton max(Umin -Vf-Vomax)/△Il=2.1(14.5-0.4-5.5)/1=18.06μH取整L=18μH通过的电流为20A。
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高手教你如何计算逆变器输出滤波电感
在全桥的逆变器当中，滤波电感是非常重要的一种元件，电感值的确定将直接影响到电路的工作性能。
本篇文章将为大家介绍一种逆变器当中滤波电感的计算方法以及所用材料。
想要确定逆变器当中的滤波电感值，我们首先需要确定电感的LC值，而后在此基础上来进行设计。
一般来说，逆变滤波电感使用Iron Powder材料，或High Flux、Dura Flux材料，Ferrite也可以。
一般应保证其铁损与铜损有一个比例，如0.2~0.4，之所以不用0.5（此时效率最高），是因为散热的问题。
对于上图所示的半桥逆变电路，由于其输出为正弦波，按照电路原理，其在输出过零点时，SPWM波的占空比最高（0.5，不计死区时间），此时电感上的dB最高，ripple电流也最大，为：Ippmax=Vi/（4fL）（1）f为SPWM波频率，L为滤波电感量。
相应的B值为：Bpkmax=10e8*Vi/
（8fAN）（2）A为磁芯截面，N为匝数，单位为厘米克秒制，磁密单位为Gauss。
将（1）式代入（2），可得：Bpkmax=10e8IppL/（2AN）（3）当输出电压瞬时值不为零时，可经由Bus电压减输出电压而得出L上的电压，再按照占空比的频率可得每一个SPWM周期的Bpk，其与输出电压的关系如下：Vo/Vi在图中最高比
例为0.5，这只对输出峰值等于Bus电压的情况。
在实际使用中，如果需要更高的输出精度，Bus还会降低，比值相应变小。
同时也可以看出，输出电压越高，磁密变化越低。
上图可以帮助我们理想磁芯内的磁密变化，却并不利于直接计算损耗。
下图给出了在不同输出电压峰值的情况下，平均损耗与最大损耗在不同材料下的比值。
当然，损耗最大发生在输出为零的情况。
在实际设计时，只需知道输出电压峰值及Bus电压大小。
按式（2）或（3）再经由Steinmetz公式Pmax=k*Bpkmax*n*f*m就可知Pmax，从而可知Pave，也就是您所设计电感的铁损。
至于铜损，相信再简单不过了，按输出电流有效值乘L的DC电阻就可以了。
ripple就不必考虑了，太麻烦。
如果频率够高，有涡流的话，再乘一个系数。
倒是温度系数不得不考虑。
下面给出一些材料的n值，方便查找曲线：Micrometals 其它材料，厂商都有提供n值，或者其它类似参数，到时再算一下。
还有一点，通过控制理论和上述方法算出的最优解未必符合，自已取舍了。
本文主要给出了全桥逆变器当中滤波电感的计算方法，并对滤波电感的材质的选择进行了建议，对新手设计者来说有着很大的帮助。
希望大家在看过本篇文章之后，能学会逆变器当中滤波电感的计算方法，从而为自己的设计打下坚实的基础。