专利名称：高性能带通滤波电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及带通滤波电路。
背景技术：
普通的变流器大都采用二极管整流桥或晶间管整流将交流电转化成直流，然后采 用IGBT逆变技术将直流转化为电压、频率皆可调整的交流电控制交流电动机，这种变流器 只能工作在电动状态，所以称为两象限变流器。由于两象限变流器采用不可控的整流桥，无 法实现能量的双向流动，且在一些大功率的应用中，二极管整流及晶闸管整流会对电网产 生严重的谐波污染。IGBT功率模块可以实现能量的双向流动，如果采用IGBT做整流桥，用 高速、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲，一方面可以调整输入的功率因数，消除对电网 的谐波污染，让变流器真正成为“绿色产品”，另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送 到电网，达到彻底的节能效果。这种控制算法可以实现能量的双向流动，称为四象限变流 器。四象限整流的前提是送入DSP采集的电压、电流与实际电网电压、电流要严格意义上 同步。整流控制单元的DSP产生4路PWM脉冲控制整流侧的4个IGBT的开通和关断。IGBT 的开通和关断与输入电抗器共同作用产生了与输入电压相位一致的正弦电流波形，这样就 消除了二极管整流桥产生的4K士 1谐波。功率因数高达99%。消除了对电网的谐波污染。目前常用的同步电压、电流采样电路多采用1个MFB有源带通滤波电路。电网电压 的频率设定为该带通滤波电路的中心频率，理论上该方法完全可以实现电压、电流的同步。 但实际上，电网电压频率波动范围较大(我国电网电压频率波动范围50士 IHz)，如果采用 一个1个MFB有源带通滤波电路的电压、电流采样电路，电网电压频率波动对其滤波后得到 的电压、电流相位影响较大，不能严格意义上同步，最终影响了四象限整流的控制效果。
发明内容本实用新型的目的是设计一种新型的带通滤波电路。本实用新型的技术解决方案是这样实现的一种高性能带通滤波电路，其特征在于所述的带通滤波电路由两个MFB有源带通 滤波电路构成，所述的MFB带通滤波电路由RC器件和放大器组成，其中的电阻Rl —端与输 入信号连接，另一端分别与电阻R2、电容Cl和电容C2相连；所述电阻R2 —端与地相连，另 一端分别与电阻Rl、电容Cl和C2相连；所述电容Cl 一端分别与电容C2、电阻Rl和电阻R2 相连，另一端分别与放大器、电阻R3相连；所述电阻R3 —端分别与放大器、电容Cl相连， 另一端分别与放大器、电容C2相连；所述电容C2 —端分别与电容Cl、电阻R2和电阻Rl相 连，另一端分别与放大器、电阻R3相连；所述电阻R4 —端与地相连，另一端与放大器相连； 所述两个MFB带通滤波电路采用串联形式连接。所述的两个MFB有源带通滤波电路均由RC元件和放大器构成，通过串连组合可以 相互有效地抵消滤波电路的相位差，使得输入、输出的电压、电流信号相位同步。与现有技术相比较，本实用新型的优点主要表现在[0009]由两个MFB带通滤波电路构成的组合，可以实现严格意义上的同步，且电网电压 频率波动对同步效果影响较小，完全可以满足大、小功率变流器四象限整流所要求的DSP 采集的电压、电流与实际电网电压、电流严格意义上同步。
本实用新型有附图一幅。图1是本实用新型的电路结构示意图。图中1是MFB有源带通滤波电路I，2是MFB有源带通滤波电路II。
具体实施方式
如图1所示的一种高性能带通滤波电路。该带通滤波电路由两个MFB有源带通滤 波电路I、II串接构成，所述的MFB有源带通滤波器则由RC元件及放大器组成。频率50Hz 的电网交流电压、电流信号经同步变压器、电流传感器处理后得到幅值较小的交流电压信 号，经两个MFB有源带通滤波电路处理后可以得到同相位的电压电流信号。该滤波电路可 以有效的滤除50Hz以外的其他频率的干扰信号。MFB有源带通滤波器Il选择中心频率小 于50Hz，MFB有源带通滤波器112选择中心频率大于50Hz，MFB带通滤波器112用于补偿 MFB带通滤波器Il超前的相位，最终实现相位同步。该滤波参数选择如下MFB带通滤波器的传递函数为
A ^S^^Q_= P^S_(1)
Vm+ S + Pco0S+ γω0
Q °式中AV为静态增益；Q为品质因数；Coci为输入信号中心角频率；VIN、VOTT分别为带 通滤波器的输入、输出信号。由图1可得到元件值与参数P，β，Y有如下关系
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Γ π 廿^1 厂 ^ C人ρβ-γ)其中《《+//尸^-。R5, R6, R7的值计算方法同式(2)。为了达到良好的相位同步，要求两阶MFB带通滤波电路的带宽越窄越好，且同步 信号要放在通带范围之外，两阶带通滤波的中心频率要尽量远离同步信号的频率，前提要 保证品质因数QS 10。
权利要求1. 一种高性能带通滤波电路，其特征在于所述的带通滤波电路由两个MFB带通滤波电 路构成，所述的MFB带通滤波滤波电路由RC器件和放大器组成，其中的电阻Rl —端与输入 信号连接，另一端分别与电阻R2、电容Cl和电容C2相连；所述电阻R2 —端与地相连，另一 端分别与电阻R1、电容Cl和C2相连；所述电容Cl 一端分别与电容C2、电阻Rl和电阻R2 相连，另一端分别与放大器、电阻R3相连；所述电阻R3 —端分别与放大器、电容Cl相连， 另一端分别与放大器、电容C2相连；所述电容C2 —端分别与电容Cl、电阻R2和电阻Rl相 连，另一端分别与放大器、电阻R3相连；所述电阻R4 —端与地相连，另一端与放大器相连； 所述两个MFB带通滤波电路采用串联形式连接。
专利摘要本实用新型公开了一种高性能带通滤波电路，由两个MFB有源带通滤波电路组合构成。本实用新型可以广泛应用于大、小功率四象限整流的同步电压及同步电流采样电路。其特征在于两个MFB带通滤波电路相互串接，有效地抵消了滤波后的相位差，同步电路的相位差可控制在30μs之内，且电网电压频率波动、滤波电路参数精度对相位影响较小。
文档编号H02J3/01GK201898333SQ201020216049
公开日2011年7月13日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者陈铁年, 隋德磊, 韩红彬 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心