[发明专利]一种无源阻尼LCL滤波电路及参数设计方法

说明书

本发明属于电子电路领域，公开了一种无源阻尼LCL滤波电路及参数设计方法，包括LCL滤波器，LCL滤波器包括第一滤波电感L1、第二滤波电感L2和滤波电容C，第一滤波电感L1和第二滤波电感L2串联，第一滤波电感L1和第二滤波电感L2中间并联一个滤波电容C，LCL滤波器的滤波电容C的支路串联有一个无源阻尼电路，无源阻尼电路为一个阻尼电感Ld、一个阻尼电容Cd和一个阻尼电阻Rd并联而成。本发明设计的无源阻尼LCL滤波电路及参数设计方法，相对于传统的无源阻尼方法，该方不但能有效抑制LCL滤波器谐振点的谐振，且不影响滤波器的高频性能，不增加很大的额外损耗，对整机效率影响很小。

技术领域

本发明属于电子电路领域，尤其涉及一种无源阻尼LCL滤波电路及参数设计方法。

背景技术

LCL滤波器相较于LC滤波器具有谐波滤除效果好、体积小的特点，被广泛运用在中大功率逆变器中。然而，LCL滤波器存在谐振点谐振的问题，对滤波器的参数设计、谐振抑制的设计带来了一定挑战。

对LCL滤波器谐振进行抑制的方法分为有源型和无源型。无源型谐振抑制通过在LCL的L支路或C支路串/并联阻尼电阻来实现，方法简单，但会造成较大的固定损耗，不利于逆变器效率提高，且对滤波器的高频衰减性能有一定的影响。有源型谐振抑制的主要方法是虚拟阻抗法，读取电容的电流/电压或电网的电压，然后采用特定的算法在LCL的电容支路增加虚拟阻抗，实现对谐振的抑制，该方法对逆变器效率影响小，但要求硬件电路有额外的采样电路，且控制算法较复杂，会增加系统的设计复杂性。

发明内容

本发明目的在于提供一种无源阻尼LCL滤波电路及参数设计方法,以解决上述的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的一种无源阻尼LCL滤波电路及参数设计方法的具体技术方案如下：

一种无源阻尼LCL滤波电路，包括LCL滤波器，所述LCL滤波器包括第一滤波电感L1、第二滤波电感L2和滤波电容C，所述第一滤波电感L1和第二滤波电感L2串联，所述第一滤波电感L1和第二滤波电感L2中间并联一个滤波电容C，所述LCL滤波器的滤波电容C的支路串联有一个无源阻尼电路，所述无源阻尼电路为一个阻尼电感Ld、一个阻尼电容Cd和一个阻尼电阻Rd并联而成。

进一步的，所述阻尼电容Cd的容值等于5～15倍的滤波电容C的容值。

进一步的，所述阻尼电阻Rd的阻抗等于1/3乘以滤波电容C在LCL谐振频率处的阻抗。

本发明还公开了一种无源阻尼LCL滤波电路的参数设计方法，包括如下步骤：

步骤1：按照普通LCL滤波器参数设计方法设计第一滤波电感L1，阻尼电容C和第二滤波电感L2的参数；

步骤2：根据公式求得LCL谐振频率f_res；

步骤3：阻尼电容Cd的容值取5～15倍的滤波电容C的容值；

步骤4：阻尼电阻Rd的阻抗取1/3乘以滤波电容C在LCL谐振频率处的阻抗，根据公式求得阻尼电阻Rd的值；

步骤5：根据公式求得阻尼电感Ld的值。

进一步地，所述阻尼电容Cd的容值等于12.5倍的滤波电容C的容值。

本发明的一种无源阻尼LCL滤波电路及参数设计方法具有以下优点：本发明提出一种无源阻尼LCL滤波电路及参数设计方法，相对于传统的无源阻尼方法，该方不但能有效抑制LCL滤波器谐振点的谐振，且不影响滤波器的高频性能，不增加很大的额外损耗，对整机效率影响很小。

附图说明

图1为本发明的RLC无源阻尼以及LCL滤波器电路图；

图2为LCL滤波器传递函数的波特图；