实验四电源滤波器插入损耗仿真

实验四电源滤波器插入损耗仿真（总

10页）--本页仅作预览文档封面，使用时请删除本页--电磁场与电磁兼容实验报告学号：姓名：院系：专业：教师：5月28日

实验四电源滤波器插入损耗仿真实验、实验目的通过对电源滤波器基本电路的仿真实验，掌握电源滤波器构成以及各器件的功能和作用，理解滤波器EMI防护原理。二、实验原理和内容实验原理图：图1图1电源滤波器电路图插入损耗计算公式:图2插入损耗计算公式:图2共模扼流圈电源滤波器是一种多级差模和共模低通滤波器级联的应用实例，它可同时滤去差模和共模两种模式的高频噪声。图1所示为电源滤波器的原理图。L1和L2是差模电感扼流圈，电感量一般选取几十至几百毫亨，C1是差模滤波电容，一般选取〜，L3和L4是共模扼流圈，电感量约为几毫亨，绕在同一个铁氧体环上，C2和C3是共模滤波电容，电容量一般选取几纳法。Wlog2^=201og2^=2Ulog2^

实验内容:使用EWB或Multisim等电路仿真软件，对电源滤波器进行仿真，通过改变器件参数、输入阻抗、输出阻抗等条件，观察插入损耗的变化，并对实验结果进行分析。三、实验步骤1、设计电源滤波器电路1、设计电源滤波器电路根据图1的电路图，在仿真软件中建立仿真模型电路如下图2、图3分别为共模、差模插入阻抗测试电路。图2共模插入阻抗测试电路4R35照—M—叫nilClio.(M7pF心,如下图2、图3分别为共模、差模插入阻抗测试电路。图2共模插入阻抗测试电路4R35照—M—叫nilClio.(M7pF心,nrYYvnI'I350mHC31pF-AAA-姬】XSC1图3共模插入阻抗测试电路2、仿真滤波器的频率响应针对共模电路和差模电路分别进行仿真，分析不同频率下的输出信号。1）控制输入频率分别等于1kHz,10kHz,20kHz,100kHz，观察示波器的输出波形。2）改变L1L2的参数、C2C3的参数，观察频率响应曲线的变化。3、仿真计算滤波器共模插入损耗4、仿真计算滤波器差模插入损耗四、实验数据和结果分析四、实验数据和结果分析1、共模电路仿真结果1）函数发生器参数设置截图+晋诵■■1通过改变函数发生器的频率参数来调节频率。+晋诵■■1通过改变函数发生器的频率参数来调节频率。选用变压器代替共模扼流圈，但是选用的变压器并不是理想变压器，因此更改其中一些参数如下:匝我椒tts电魅电此招型类型（圮：遂融!3电融H:5U]h匝敛姑E恭电哥电厢。无电阻3一次让圈阐沮伉:C。无电阻3一次让圈阐沮伉:一密渣:时都1而H2）不同频率仿真结果:f=100Hzf=1kHzf=9kHzf=10kHzf=20kHzf=100kHzf=100Hzf=1kHzf=9kHzf=10kHzf=20kHzf=100kHz从仿真结果可以分析出，当输入频率在一定低频范围内增大时，输出并不出现衰减，反而随着频率的增大而增大；当输入频率达到很高的频率范围时，输出随着频率的增大而衰减。可见，共模电路的高频特性很好。3）改变器件参数：只改变L1、L2电感值时，仿真结果如下：L1=L2=50mhL1=L2=100mhL1=L2=500mh从仿真结果可以看出，增大L1、L2的电感，截止频率变小，能更好地衰减高频干扰信号。

L1=L2=50mhL1=L2=100mhL1=L2=500mh只改变C1的电容值时，仿真结果如下:C1=C1=C1=从仿真结果可以看出，改变C1电容对截止频率几乎无影响。只改变C2、C3的电容值时，仿真结果如下：C2=C3=1nFC2=C3=5nFC2=C3=10nF从仿真结果可以看出，增大电容C2和C3,高频信号的截止频率减小。4）计算共模损耗原始参数未改变时此时选取明显发生了损耗时的频率值15kHz，并在示波器上读取两通道电压值。增大C2=C3=10nF增大L1=L2=500mhws说罄:•：[yr]独1职M斐®□|*|计算共模插入损耗:未改变器件参数时，S=20lg(U0/Ui)二;L1、L2为500mh，S=20lg(U0/Ui)=；C2、C3为10nF，S=20lg(U0/Ui)=；可见增大L1、L2，增大C2、C3，插入损耗均会增大。2）不同频率仿真结果:f=100Hzf=1kHzf=f=2kHzf=3kHzf=10kHz从仿真结果可以分析出，当输入频率在一定低频范围内增大时，输出并不出现衰减；当输入频率达到某一频率范围时，输出随着频率的增大而衰减。当输入频率达到高于正常频率值时，输出信号几乎完全被抑制。3）改变器件参数：只改变L1、L2电感值时，仿真结果如下：L1=L2=50mhL1=L2=100mhL1=L2=500mh而肮婿吱安XHF1澎袒威仅-X0F1S]1.577'[±]L1=L2=50mhL1=L2=100mhL1=L2=500mh而肮婿吱安XHF1澎袒威仅-X0F1S]1.577'[±]E]|—1.052kHz-2.S2?Ji一可由，勰四&-2723(6王|只改变C1的电容值时，仿真结果如下:C1=C1=C1=从仿真结果可以看出，改变C1从仿真结果可以看出，改变C1电容对截止频率几乎无影响。只改变C2、C3的电容值时，仿真结果如下:C2=C3=1nFC2=C3=5nFC2=C3=10nF从仿真结果可以看出，增大电容C2C2=C3=1nFC2=C3=5nFC2=C3=10nF从仿真结果可以看出，增大电容C2和C3，高频信号的截止频率减小。原始参数未改变时此时选取明显发生了损耗时的频率值，并在示波器上读取两通道电压值。ii*、■,也ftVoii*、■,也ftVo—_割f：I|Lg—IMi回国国,星_vWMWBJ=E|*啊厂画■ffiEinirBn*i^rfeFTBM7是增大L1=L2=500mh增大C2=C3=10nF计算差模插入损耗：未改变器件参数时，S=20lg(U0/Ui)=；L1、L2为500mh，S=20lg(U0/Ui)二;C2、C3为10nF，S=20lg(U0/Ui)=；可见增大L1、L2，增大C2、C3，插入损耗均会增大。五、实验总结电源滤波器是一种多级差模和共模低通滤波器级联的应用。其作用是阻止电网中噪声进入设备，而且可以抑制设备产生的噪声污染电网。它的优点是可以同时抑制差模与共模两种模式的高频噪声，其滤波性能受电容电感值影响。在仿真电路中，C2、C3不宜选取过大，否则容易引起滤波器机壳漏电的危险。同时滤波器金属机