衛(wèi)星電源DC/DC模塊輸入濾波器的設(shè)計(jì)

圖7 串聯(lián)阻尼濾波器

和并聯(lián)濾波器一樣，串聯(lián)濾波器的輸出阻抗和傳遞函數(shù)可由公式(7)、(8)計(jì)算。

(7)

(8)
此處，Ld=nL。
從串聯(lián)阻尼濾波器的傳遞函數(shù)可近似計(jì)算出：
(9)
當(dāng)阻尼因子時(shí)，峰值被最小化。最優(yōu)阻尼電阻值為：
。
這里，n=2/15。
串聯(lián)阻尼濾波器的缺點(diǎn)是高頻衰減能力弱化了（見(jiàn)圖10）。

多級(jí)濾波器
多級(jí)濾波器高頻時(shí)衰減能力強(qiáng)且體積小、成本低，因?yàn)楫?dāng)元件數(shù)量增加時(shí)，多級(jí)濾波器允許使用較低值的電感和電容（見(jiàn)圖8)。

圖8 多級(jí)輸入濾波器

根據(jù)各方框阻抗，可計(jì)算出輸出阻抗和傳遞函數(shù)。

圖9和圖10是二階阻尼濾波器、串聯(lián)阻尼濾波器和無(wú)阻尼濾波器輸出阻抗、傳遞函數(shù)之間的比較。

圖9 串聯(lián)阻尼濾波器和二階阻尼濾波器輸出阻抗

圖10 串聯(lián)阻尼濾波器和二階阻尼濾波器傳遞函數(shù)

二階濾波器優(yōu)化如下：濾波器的輸出阻抗峰值衰減80dB，輸出阻抗峰值小于2Ω。

開(kāi)關(guān)電源抑制頻率低于反饋控制環(huán)交點(diǎn)頻率的噪聲，輸入濾波器應(yīng)能抑制高頻信號(hào)。輸入濾波器諧振頻率必須小于反饋控制環(huán)帶寬的十分之一，才能更好地進(jìn)行前向?yàn)V波。

電容和電感的選擇
正確選擇電容和電感是影響濾波器性能的重要方面。選擇低ESL、低ESR的高頻衰減電容器輸出紋波低。大多數(shù)普通電容器為鋁電解電容器。

輸出電容應(yīng)該分成許多不同的小電容且并聯(lián)在一起，電容的總值不變，這樣具有低ESL、低ESR特性。選擇的電感要能盡量減少濾波器的寄生電容，輸入、輸出引線要盡量隔得遠(yuǎn)一些，最好用單層和疊繞線圈方法制作電感。