CN105244883B - 一种高频滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高频滤波器，包括三角波发生电路、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的栅极均与三角波发生电路耦接，所述三角波发生电路包括高频缓冲电路、波形发生电路和增幅电路。本发明的高频滤波器，通过三角波发生电路、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管就可以有效的根据外部电源的电能逆变出相应的电源，而通过高频缓冲电路、波形发生电路和增幅电路的设置，在外部电源中高频分量进入滤波器内的时候，就可以有效的将高频分量转换成低频，逆变出与低频时对应的电源了，降低了滤波器成本，提升了滤波器的高频滤除效果。

Description

一种高频滤波器

技术领域

本发明涉及一种滤波器，更具体的说是涉及一种高频滤波器。

背景技术

近十多年来，随着电力电子技术的迅速发展，地区配电系统中大功率电力电子装置日益增多，在提高了地区工业装置的效率和自动化水平的同时也带来了其配电系统的无功问题。由于感性负载的存在，地区配电网中电流与电压产生相位差，从而产生无功功率，造成功率因数偏低。此外，还在配电网中引起另一类问题即三相不平衡问题。其原因在于地区配电网以传统的三相四线制配电变压器接线居多，且变压器容量小于100kVA占全局变压器数量50％左右，而这些小容量的变压器易受到季节性单相负荷的影响，(如单相炒茶机等)，继而引起配电网低压单相负荷不能人工完全均分，分配的负荷实际运行率差异过大，且单相用户的不可控增容等，这都不可避免造成低压配电网的三相不平衡问题。

因而有源电力滤波器的存在就显得尤为必要，现有的有源电路滤波器都是采用智能芯片作为主控元件，然后通过内部设置的采样电路来对电网采样，从而实现动态滤波和补偿的作用，功能十分强大，但是由于其所使用的是智能芯片，所需配件较多，而且还具有一定的软件成本，故而一般造价都比较高.

在现有的电网质量处理的过程中，经常会需要将电网中的高频分量滤除，以保证电网质量治理装置的正常使用，这时假如采用有源电力滤波器就会显得有些大材小用，增加了电网质量治理的成本，而采用单一电容来作为滤波作用，那么其滤波效果又不够好，不能够很好的滤除电网中的高频分量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种成本低廉、滤波效果好的高频滤波器。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高频滤波器，包括三角波发生电路、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管，所述第一MOS管的漏极与第二MOS管的漏极耦接，所述第一MOS管的源极与第三MOS管的漏极耦接，所述第三MOS管的源极与第四MOS管的源极耦接，所述第二MOS管的源极与第四MOS管的漏极耦接，所述第一MOS管的源极与第三MOS管的漏极之间的结点延伸出第一输出端，所述第二MOS管的源极与第四MOS管的漏极之间的结点延伸出第二输出端，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的漏极和源极之间均耦接有肖基特二极管，并且该肖基特二极管的阴极与漏极耦接，阳极与源极耦接，所述第二MOS管的漏极与第四MOS管的源极之间还耦接有电容，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的栅极均与三角波发生电路耦接，所述三角波发生电路包括高频缓冲电路、波形发生电路和增幅电路，所述高频缓冲电路包括第二运算放大器和电解电容，所述第二运算放大器的反相输入端耦接于其输出端，还耦接有第七电阻后耦接有第五电容再耦接于外部电源，所述第五电容还耦接有第六电容后耦接于第二运算放大器的同相输入端，所述第六电容与第二运算放大器的同相输入端之间还耦接有第六电阻后接地，所述第二运算放大器的输出端还耦接于电解电容后耦接于波形发生电路，所述电解电容与波形发生电路之间耦接有相互串联的整流器和稳压芯片，所述稳压芯片耦接有开关管，该开关管具有第一端，耦接于外部电源，第二端，耦接于波形发生电路，控制端，与稳压芯片耦接，其中开关管为PMOS管，所述波形发生电路包括555定时芯片，该芯片的4、8引脚耦接于电源，7引脚耦接有第一电阻后接电源，并且还耦接有第二电阻后耦接高频缓冲电路，2、6引脚短接后耦接于高频缓冲电路，1引脚接地，5引脚耦接有第二电容后接地，3引脚作为输出引脚，耦接有第三电容和第三电阻后耦接于增幅电路，所述第三电阻还耦接有第四电容后接地。

作为本发明的进一步改进，所述增幅电路包括第一运算放大器、第四电阻和第五电阻，所述第一运算放大器的同相输入端耦接于第三电阻，反相输入端耦接于第四电阻后接地，还耦接于第五电阻后耦接于第一运算放大器的输出端。

本发明具有以下有益效果，通过第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管以及三角波发生电路的设置，就可以有效的将常规外部电网中的交流电源调制成标准的交流电源，而且通过将三角波发生电路设置成高频缓冲电路、波形发生电路和增幅电路，就可以有效的对外部电网中的高频分量进行缓冲和调制作用，这样就不会出现直接滤去高频分量使得电能缺失的问题，而且整个滤波器所主要使用的芯片为555定时芯片和稳压芯片，故而相比现有有源电力滤波器所采用的智能芯片，其价格要低廉的多，同时外围配件也要少的多，而相比于现有的只采用电容的方式，由于滤波过后是经过调制的，故而滤波效果要好的多。

附图说明

图1为本发明的高频滤波器中逆变器的电路图；

图2为图1中三角波发生电路的电路图；

图3为图2中高频缓冲电路的电路图。

具体实施方式

参照图1至3所示，本实施例的一种高频滤波器，其特征在于：包括三角波发生电路1、第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3和第四MOS管T4，所述第一MOS管T1的漏极与第二MOS管T2的漏极耦接，所述第一MOS管T1的源极与第三MOS管T3的漏极耦接，所述第三MOS管T1的源极与第四MOS管T4的源极耦接，所述第二MOS管T2的源极与第四MOS管T4的漏极耦接，所述第一MOS管T1的源极与第三MOS管T3的漏极之间的结点延伸出第一输出端，所述第二MOS管T2的源极与第四MOS管T4的漏极之间的结点延伸出第二输出端，所述第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3和第四MOS管T4的漏极和源极之间均耦接有肖基特二极管，并且该肖基特二极管的阴极与漏极耦接，阳极与源极耦接，所述第二MOS管T2的漏极与第四MOS管T4的源极之间还耦接有电容，所述第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3和第四MOS管T4的栅极均与三角波发生电路1耦接，所述三角波发生电路1包括高频缓冲电路13、波形发生电路11和增幅电路12，所述高频缓冲电路13包括第二运算放大器U3和电解电容CX，所述第二运算放大器U3的反相输入端耦接于其输出端，还耦接有第七电阻R7后耦接有第五电容C5再耦接于外部电源，所述第五电容C5还耦接有第六电容C6后耦接于第二运算放大器U3的同相输入端，所述第六电容C6与第二运算放大器U3的同相输入端之间还耦接有第六电阻R6后接地，所述第二运算放大器U3的输出端还耦接于电解电容后耦接于波形发生电路11，所述电解电容CX与波形发生电路11之间耦接有相互串联的整流器131和稳压芯片132，所述稳压芯片132耦接有开关管Q，该开关管Q具有第一端，耦接于外部电源，第二端，耦接于波形发生电路11，控制端，与稳压芯片132耦接，其中开关管Q为PMOS管，所述波形发生电路11包括555定时芯片U1，该芯片的4、8引脚耦接于电源，7引脚耦接有第一电阻R1后接电源，并且还耦接有第二电阻R2后耦接高频缓冲电路13，2、6引脚短接后耦接于高频缓冲电路13，1引脚接地，5引脚耦接有第二电容C2后接地，3引脚作为输出引脚，耦接有第三电容C3和第三电阻R3后耦接于增幅电路12，所述第三电阻R3还耦接有第四电容C4后接地，在外部电网的电流流入到滤波器内的时候，首先通过三角波发生电路1，在进入到波形发生电路11内之前会经过高频缓冲电路13，如图3所示，第五电容C5、第六电容C6。第六电阻R6、第七电阻R7以及第二运算放大器U3就会组成一个高通滤波器，因而平常的电流不能够通过该高通滤波器，只能够通过开关管Q流到波形发生电路11，当高频分量进入到滤波器内的时候，就会通过上述高通滤波器流入到电解电容CX内，经过电解电容CX的充放电作用，就会转变成低频分量输入到波形发生电路11内，同时进入到整流器131和稳压芯片132内转变成一个稳定的电压施加到开关管Q的控制端，故而开关管Q断开，如此就不会出现高频分量流入到波形发生电路11内的问题，由于对高频分量进行了有效的利用，因而能够避免缺失电能的问题，而通过555定时芯片U1组成的三角波发生器，以及第一运算放大器U1构成的增幅器，可以有效的输出幅值较高的三角波，如此便能够很好的与第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3和第四MOS管T4构成的单相全桥逆变器逆变出所需要的交流电流，由于整个过程没有用到智能芯片，故而成本低廉，而且在滤波的最后，输出的是经过调制的电流，故而滤波效果更好。

作为改进的一种具体实施方式，所述增幅电路包括第一运算放大器U2、第四电阻R4和第五电阻R5，所述第一运算放大器U2的同相输入端耦接于第三电阻R3，反相输入端耦接于第四电阻R4后接地，还耦接于第五电阻R5后耦接于第一运算放大器U2的输出端，通过第一运算放大器U2以及第四电阻R4和第五电阻R5的设置，就可以有效的对三角波发生电路211输出的三角波的幅值进行增大作用，如此便能够更好的与单相全桥逆变器配合产生补偿的交流电流了。

综上所述，本发明的高频滤波器，通过多个MOS管以及高频缓冲电路13、波形发生电路11和增幅电路12的设置，就可以有效的对外部电网中的高频分量进行利用，使得滤波器的滤波效果更好，并且上述电路的组成器件没有智能芯片，故而成本更为低廉。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种高频滤波器，其特征在于：包括三角波发生电路(1)、第一MOS管(T1)、第二MOS管(T2)、第三MOS管(T3)和第四MOS管(T4)，所述第一MOS管(T1)的漏极与第二MOS管(T2)的漏极耦接，所述第一MOS管(T1)的源极与第三MOS管(T3)的漏极耦接，所述第三MOS管(T1)的源极与第四MOS管(T4)的源极耦接，所述第二MOS管(T2)的源极与第四MOS管(T4)的漏极耦接，所述第一MOS管(T1)的源极与第三MOS管(T3)的漏极之间的结点延伸出第一输出端，所述第二MOS管(T2)的源极与第四MOS管(T4)的漏极之间的结点延伸出第二输出端，所述第一MOS管(T1)、第二MOS管(T2)、第三MOS管(T3)和第四MOS管(T4)的漏极和源极之间均耦接有肖基特二极管，并且该肖基特二极管的阴极与漏极耦接，阳极与源极耦接，所述第二MOS管(T2)的漏极与第四MOS管(T4)的源极之间还耦接有电容，所述第一MOS管(T1)、第二MOS管(T2)、第三MOS管(T3)和第四MOS管(T4)的栅极均与三角波发生电路(1)耦接，所述三角波发生电路(1)包括高频缓冲电路(13)、波形发生电路(11)和增幅电路(12)，所述高频缓冲电路(13)包括第二运算放大器(U3)和电解电容(CX)，所述第二运算放大器(U3)的反相输入端耦接于其输出端，还耦接有第七电阻(R7)后耦接有第五电容(C5)再耦接于外部电源，所述第五电容(C5)还耦接有第六电容(C6)后耦接于第二运算放大器(U3)的同相输入端，所述第六电容(C6)与第二运算放大器(U3)的同相输入端之间还耦接有第六电阻(R6)后接地，所述第二运算放大器(U3)的输出端还耦接于电解电容后耦接于波形发生电路(11)，所述电解电容(CX)与波形发生电路(11)之间耦接有相互串联的整流器(131)和稳压芯片(132)，所述稳压芯片(132)耦接有开关管(Q)，该开关管(Q)具有第一端，耦接于外部电源，第二端，耦接于波形发生电路(11)，控制端，与稳压芯片(132)耦接，其中开关管(Q)为PMOS管，所述波形发生电路(11)包括555定时芯片(U1)，该芯片的4、8引脚耦接于电源，7引脚耦接有第一电阻(R1)后接电源，并且还耦接有第二电阻(R2)后耦接高频缓冲电路(13)，2、6引脚短接后耦接于高频缓冲电路(13)，1引脚接地，5引脚耦接有第二电容(C2)后接地，3引脚作为输出引脚，该输出引脚耦接有第三电容(C3)和第三电阻(R3)后耦接于增幅电路(12)，所述第三电阻(R3)还耦接有第四电容(C4)后接地，所述增幅电路(12)包括第一运算放大器(U2)、第四电阻(R4)和第五电阻(R5)，所述第一运算放大器(U2)的同相输入端耦接于第三电阻(R3)，反相输入端耦接于第四电阻(R4)后接地，还耦接于第五电阻(R5)后耦接于第一运算放大器(U2)的输出端。