首頁 > 新聞資訊 Pi型濾波器是一種無源濾波器，其因三個組成元器件以希臘字母Pi（π）的形狀排布而得名。Pi型濾波器可以設計為低通或高通濾波器，具體取決于所使用的元器件。
用于電源濾波的低通濾波器由在輸入和輸出之間串聯的電感和跨接的兩個電容組成，一個電容跨接輸入端，另一個跨接輸出端。Pi型濾波器在電源中的主要應用是通過充當低通濾波器來平滑處理整流器的輸出。
高通濾波器等效電路由在輸入和輸出之間串聯的一個電容和跨接的兩個電感組成，一個電感跨接輸入端，另一個跨接輸出端。
本文將只研究低通濾波器。
基本原理
構成Pi型濾波器的三個元器件分別起到阻止交流電流和通過直流電流的作用。輸入端電容負責執行過濾交流分量的首要階段。接著，電感執行下一個濾波階段，有效地消除所有紋波。最后，輸出端電容過濾掉通過電感的所有交流分量。
特點
Pi型濾波器將以最小的電流損耗產生高輸出電壓，同時只在輸出端產生非常小的壓降。與不同濾波器類型相比，它的另一個主要優勢是能夠有效減少紋波。但是，當在輸出端施加負載時，任何通過濾波器的電流都會導致電壓下降，因此Pi型濾波器無法提供電壓調節功能。另外，電流還將流經電感，這意味著在高輸出電壓應用中，需要使用具有高額定功率的電感。這一限制還必須與高輸入電容要求和高額定電壓相權衡。此外，此類元器件具有體積龐大、造價高昂的特征，而這會對電路板設計產生影響。
電壓調節
Pi型濾波器需要穩定的輸出電壓才能有效工作。不斷變化的輸出負載或高輸出電流漂移將導致電壓調節效果不佳。其交流式電源應用通常緊接在橋式整流器電路之后和開關型控制電路之前。它們的作用是最大限度減少電源電路轉換器級輸入端整流電源線上的紋波。
電源隔離
用變壓器代替低通Pi型濾波器中的電感，也能夠達到相同的紋波過濾效果，且這樣做有一個好處是，它能夠在整流器輸出和開關型電源轉換器之間實現隔離。此舉的另外一個好處是，變壓器還將提供雙向共模噪聲過濾。在一個方向上，它減少了出現在整流器輸出端的交流輸入端的噪聲。在另一個方向，它可以防止開關模式電源轉換器電路產生的高頻噪聲通過電源傳導回電源線上。在此配置中，Pi型濾波器也被稱為電源線濾波器。
阻抗匹配
相比簡單的L-C型濾波器，Pi型濾波器的一個優勢是它為電路設計人員提供了更大的阻抗匹配靈活性。簡單的L-C型濾波器只有單一元件值，濾波器只針對給定頻率產生所需的阻抗 。相比之下，Pi型濾波器擁有多個元件值的組合，這些組合會產生給定頻率所需的阻抗。不同選項的Q因子各不相同，這使設計人員能夠在權衡效率后，選擇最適合設計電路的諧振行為。
設計約束
對于標準的Pi型濾波器，考慮到元器件的典型尺寸和重量，需要在電路板上為其分配相當大的一塊位置。此類濾波器還要求仔細組裝，以防止任何外部振動轉化為元器件的物理位移，進而在連接到PCB時，造成引線和焊點開裂。
Pi型濾波器通常用于高功率應用。因此，濾波器元器件之間的走線需要盡可能短，并使連接和走線中的電流密度保持在盡可能低的水平上。在涉及高電流的情況下，需要對電感/變壓器進行熱管理，以防止產生過熱影響。
在需要隔離的情況下，電源線濾波器可作為獨立的現成單元并入設計中，或者作為電源連接電路中的外部元件處理。這一選項雖然單位成本更高，但它能夠簡化電路板設計并可能降低總體制造成本。
概括
Pi型濾波器有助于減少電源電路中的電源紋波，但前提是物理尺寸和重量約束以及熱管理問題不會妨礙它們的使用。由于電壓調節限制，Pi型濾波器不適合用作輸出濾波器，但它們非常適合作為電源電路中的中間級濾波器。使用基于變壓器的Pi型濾波器還有一個額外的好處，那就是它能夠為安全相關應用的設計提供電源隔離。
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