模拟技术中的模拟有源滤波器的电路设计模拟技术中的模拟有源滤波器的电路设计
摘要: 提出了一种基于全模拟器件的有源电力滤波器的电路设计方法。该有源电力滤波器借用成熟的模拟电子
技术构成, 能达到实时的谐波抑制效果。文中给出了各部分电路设计及其说明, 并对采用并联和串联型接入电
网方式进行了研究和对比。 0 引言 有源电力滤波器(APF) 是一种用于动态谐波抑制和功率补偿的新型
电力电子装置。它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。与无源滤波器相比, 有源电力滤波
器具有更高的可控性和快速响应性, 本文提出了一种基于全模拟器件的有源滤波器的设计思路。其各个主要部
件的输入量及输出量都是连续变化的电压、电流等物理量。该方案由若干种作用及数量不同的加法器、乘法
摘要: 提出了一种基于全模拟器件的有源电力滤波器的电路设计方法。该有源电力滤波器借用成熟的模拟电子技术构成,
能达到实时的谐波抑制效果。文中给出了各部分电路设计及其说明, 并对采用并联和串联型接入电网方式进行了研究和对
比。
0 引言引言
有源电力滤波器(APF) 是一种用于动态谐波抑制和功率补偿的新型电力电子装置。它能对大小和频率都变化的谐波以及变
化的无功进行补偿。与无源滤波器相比, 有源电力滤波器具有更高的可控性和快速响应性, 本文提出了一种基于全模拟器件
的有源滤波器的设计思路。其各个主要部件的输入量及输出量都是连续变化的电压、电流等物理量。该方案由若干种作用及数
量不同的加法器、乘法器、函数产生器以及各种分离元件等组成。另外, 使用模拟器件来实现可以很容易地集成为芯片。有
源电力滤波器谐波检测及控制等电路集成为芯片后, 使用起来就更加方便、灵活、结构简单。这样就能达到更好地推广有源
电力滤波器的目的。
1 模拟有源滤波器的结构原理模拟有源滤波器的结构原理
本有源电力滤波器系统由指令电流运算电路、控制电路和补偿电流发生电路三大部分组成。其中指令电流运算电路的功能
是从负载电流il中分离出谐波电流分量及基波无功电流分量i
*
c,然后将其反极性作用后产生补偿电流的指令信号。电流跟踪控
制电路的功能是根据主电流产生的补偿ic应跟踪i
*
c的原则, 来计算主电路各开关器件的触发脉冲。此脉冲经驱动电路后将作用
于主电路, 并产生补偿电流ic。图1所示是并联型有源电力滤波器的原理框图。
基于全模拟器件的有源电力滤波器同样也是由图1所示的这几个部分组成, 只是其各个部分都是由模拟器件构成。现分别
对电路各个部分进行介绍。
图1 并联型有源滤波器原理框图
2 谐波信号检测电路谐波信号检测电路
采用ip、iq谐波检测法, 谐波信号检测电路可由乘法、加减法以及低通有源滤波电路组成。通过模拟器件获取单相谐波参
考电流的ip、iq法所实现的单相谐波检测的原理框图如图2所示。
由于本滤波器是基于全模拟器件的, 其电路全部由常规电路元件构成。故此滤波器的性能也受到元件的温度漂移、长期
稳定性、相移等因素的影响。因此, 元件的选型对于本有源电力滤波器尤为关键。