一种有源滤波器中电流传感器噪声抑制电路

文章摘要： (2)传输线路。将传感器(互感器)输出的电信号传递给低通滤波电路．一般为导线即可。 (3)低通滤波器。电力系统中的电压电流信号一般不能直接送到A／D转换器的输入端，同时PWM调制使得逆变器输出中存在调制频率附近的电流信号。这些信号也会被传感器(互感器)送回采样调理回路，而这些高频谐波是应该尽量避免的，因此调理回路当中加入低通滤波器将这些高次谐波滤除并对信号做适当缩放。3 设 计 为了使信号能够尽可能地少受到噪音的干扰．需要对以上分析的三个环节做充分的设计。电流互感器和霍尔型电流传感器的选择，电流互感器遵循电磁感应定律只能传递交变信号。而霍尔传感器利用霍尔效应可以传递各类电流

一种有源滤波器中电流传感器噪声抑制电路,标签：电源电路,电路设计,http://www.88dzw.com
    (2)传输线路。将传感器(互感器)输出的电信号传递给低通滤波电路．一般为导线即可。
    (3)低通滤波器。电力系统中的电压电流信号一般不能直接送到A／D转换器的输入端，同时PWM调制使得逆变器输出中存在调制频率附近的电流信号。这些信号也会被传感器(互感器)送回采样调理回路，而这些高频谐波是应该尽量避免的，因此调理回路当中加入低通滤波器将这些高次谐波滤除并对信号做适当缩放。

3 设 计
    为了使信号能够尽可能地少受到噪音的干扰．需要对以上分析的三个环节做充分的设计。电流互感器和霍尔型电流传感器的选择，电流互感器遵循电磁感应定律只能传递交变信号。而霍尔传感器利用霍尔效应可以传递各类电流信号，由于有源电力滤波器有滤除电流不平衡度的需求，因此需要采集直流分量信号，所以选择霍尔传感器。霍尔传感器按输出方式分为电压和电流型。电压型输出有利于后级运放电路处理，但由于前文所述的噪声信号在导线中体现为电压噪声信号，因此，电压输出型传感器的抗干扰能力很弱。经过试验比较，选择了电流输出型的闭环电流传感器。
    传输线路使用屏蔽线或者双绞线，尽可能使干扰减小．如果使用屏蔽线，屏蔽层要接地(或设备箱体)；如果是双绞线缠绕要均匀，多股线先双绞在相互缠绕，尽可能在结构上使得感应电动势相互抵消。另外，走线尽可能的短，尽量远离电感，走线短是为了减少导线分布电感．远离电感是因为电感是电磁场发生的主要来源，远离电感使得电磁场尽可能小，从而使得在传输线路当中的噪声电动势减小。
    采样调理回路的选择是另一个重点。电流信号中存在着大量PWM调制产生的高次谐波，这些谐波会影响运算，因此这些波形需要被滤除。通用的方法是添加低通滤波器去除谐波。可以选择相应的滤波器的结构，使得幅频特性符合滤波需求。但是对于有源电力滤波器，需要生成的电流不是单一次数的谐波，而是含有不同次数谐波的复合波形。为了真实地复现所需要的波形，必须真实的获得采样信号，但是由于低通滤波器的存在，信号的群延时往往不同，这就使得信号在通过低通滤波器前后不同频率的谐波的延时不同．信号发生了畸变．最终的输出必然会有误差，这个延时可由相频特性反映。但是对于通常的低通滤波电路，考虑的都是滤波器的相频特性，很少提及幅频特性，更不用说群延时。但是在实际的有源电力滤波器中，相频特性同样很重要。相频特性反映到时域中直接体现出滤波器对不同频率信号的延时影响；另外从群延时角度分析相频特性，还需要延时尽可能的低。但是对于低通滤波器而言，幅频特性好意味着截止频率低或者滤波阶数高，但同时延时必然会加大，因此，如何权衡这二者关系是设计的一个问题。延时不单是由电容的增加产生的，还与电路中的分布电容有关。滤波电容的固定之后，需要进一步减小或消除分布电容对电路的影响；分布电容是由元器件的排列引起的。因此合理排列元器件可以尽可能消除分布电容，但是，这是件很难做到的事，故选择一个集成的滤波器对此是最好的选择。本样机选择MAXIM公司集成滤波器MAX275构造滤波电路。
    MAX275是美国MAXIM公司生产的通用型有源滤波器。它内含两个独立的二阶有源滤波电路，可分别同时进行低通和带通滤波，也可通过级联实现四阶有源滤波，中心频率／截止频率可达300 kHz。MAX275无需时钟电路，因此与开关电容滤波器相比，其噪声更低，动态特性更好，能广泛应用于各种精密测试设备、通信设备、医疗仪器和数据采集系统。
    该集成滤波器内部含有电容和电阻，中心频率、品质因素和放大倍数的改变只需改变外围的R1～R4四个电阻就能完成，并且有着很好的相频特性。MAX275集成滤波器内部结构及外部连接如图3所示，其中虚线框内为MAX内部部件，外部为需选择部件。同时MAXIM公司针对MAX275提供了专用设计软件。用户只需输入要求，即可获得相应的电阻阻值选择。

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