卫星电源DC/DC模块输入滤波器的设计

文章摘要：图3 滤波器输出阻抗和开关电源输入阻抗从设计观点上，根据阻尼因子最小值的1/√2倍（此时，谐振频率处增益衰减3dB），获得最佳的滤波器性能体积比，使控制系统达到良好的稳定性。并联阻尼滤波器在大多数情况下，图1中的无阻尼二阶滤波器不易满足衰减要求，于是考虑选择阻尼滤波器。图4所示的阻尼滤波器由电阻Rd和电容Cd先串联再与滤波器电容C并联构成。电阻Rd的作用是降低滤波器在谐振频率处的输出阻抗峰值；电容Cd抑制输入电压的直流成分，防止Rd消耗功率。图4 并联阻尼滤波器www.88dzw.com串联阻尼滤波器阻尼滤波器的另一种形式是电阻Rd和电感Ld串联后再和滤波器电感L并联（见图7），在谐振频率处

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图3  滤波器输出阻抗和开关电源输入阻抗

从设计观点上，根据阻尼因子最小值的1/√2倍（此时，谐振频率处增益衰减3dB），获得最佳的滤波器性能体积比，使控制系统达到良好的稳定性。

并联阻尼滤波器
在大多数情况下，图1中的无阻尼二阶滤波器不易满足衰减要求，于是考虑选择阻尼滤波器。

图4所示的阻尼滤波器由电阻Rd和电容Cd先串联再与滤波器电容C并联构成。电阻Rd的作用是降低滤波器在谐振频率处的输出阻抗峰值；电容Cd抑制输入电压的直流成分，防止Rd消耗功率。

图4 并联阻尼滤波器

www.88dzw.com串联阻尼滤波器
阻尼滤波器的另一种形式是电阻Rd和电感Ld串联后再和滤波器电感L并联（见图7），在谐振频率处电阻Rd比Ld阻抗值高。

图7  串联阻尼滤波器

和并联滤波器一样，串联滤波器的输出阻抗和传递函数可由公式(7)、(8)计算。

      (7)

          (8)
此处，Ld=nL。
从串联阻尼滤波器的传递函数可近似计算出：
               (9)
当阻尼因子时，峰值被最小化。最优阻尼电阻值为：                    
。
这里，n=2/15。
串联阻尼滤波器的缺点是高频衰减能力弱化了（见图10）。

多级滤波器
多级滤波器高频时衰减能力强且体积小、成本低，因为当元件数量增加时，多级滤波器允许使用较低值的电感和电容（见图8)。

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