LC-Pi-Filter:Pi-Filter,funktioniert,kritische FAKTEN

In diesem Artikel wird der LC-PI-Filter im Detail erläutert.

WHut ist LC Filterschaltung

Die einzigartigen Eigenschaften des Induktors und des Kondensators werden verwendet, um Rauschen in einer anderen Konfiguration zu entfernen.

LC Filter Schaltung ist eine LC-Schaltung, die als Filter verwendet wird und aus einer Induktivität und einem Kondensator besteht; LC-Filter können Signale aus einem bestimmten Frequenzbereich abschneiden oder durchlassen. Ein LC-Filter kann ein Hochpassfilter (HPF), ein Tiefpassfilter (LPF) oder ein Bandpassfilter (BPF) sein.

LC-Filter können nach verschiedenen Bauformen oder Konfigurationen klassifiziert werden:

  • Filter vom Typ L.
  • Pi-Typ-Filter.
  • T-Filter.
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Bildnachweis: T-Typ-Filter, SpinningSpark real life identity: SHA-1 commitment ba62ca25da3fee2f8f36c101994f571c151abee7, Gitterfilter, unsymmetrisch TCC BY-SA 3.0

Was ist ein Pi-Typ-Filter?

Der Pi-Filter wird hauptsächlich als Tiefpassfilter verwendet, der aus drei Komponenten besteht. Es kann auch als Hochpassfilterkonfiguration verwendet werden.

Der Pi-Filter ist eine Art passiver LC-Filter, der aus einer Induktivität und einem Kondensator aufgebaut ist, die die Form eines griechischen Buchstabens (Kuchen) bilden; Deshalb ist es als Pi-Filter bekannt.

Dieses Filter wird auch als Kondensatoreingangsfilter bezeichnet, da der Ausgang des Gleichrichters direkt in den parallel zum Gleichrichter geschalteten Kondensator eingespeist wird. Der LC-Pi-Filter kann aufgrund seines Designs oder der verwendeten Komponenten auch als CLC-Filter bezeichnet werden.

HOHER PI
Bild: Hochpass-LC-Pi-Filter.

Was macht der LC-Filter?

Anwendung oder Verwendung von LC-Filtern:

Warum LC-Filter bei hoher Frequenz verwendet werden

Heutzutage erfordern empfindlichere Schaltungen, Hochgeschwindigkeitslogik und mehr elektrisches Rauschen bei der hohen Frequenz eine hocheffiziente Filterung von Rauschen für einen ordnungsgemäßen Betrieb.

Der LC-Filter wird bei hohen Frequenzen verwendet, da er AC-Welligkeiten mit der höchsten Effizienz als andere Filter eliminieren und als Ausgang ein glattes DC-Signal bereitstellen kann.

LC Pi-Filterformel

Für Tiefpass-LC-Pi-Filterformel:

NIEDRIGER PI 1
Bild: Tiefpass-LC-Pi-Filterschaltung.

Grenzfrequenz(fc) = 1/ᴫ(LC)1/2
Wert der Kapazität ist (C) = 1/Z0ᴫfc
Wert der Induktivität (L1) = Z0/ᴫfc
Wo, das Z0 die Impedanzcharakteristik in Ohm und fc die Grenzfrequenz ist.
SparkX Pi-Filter
Bild-Kredit: „SparkX Pi-Filter“ by SparkFunElektronik wird darunter genehmigt CC BY 2.0

Tiefpass-LC-Pi-Filter

Der pi-Filter wird dort verwendet, wo aufgrund seiner hohen Spannungsverstärkung bei kleinen Stromentnahmen eine hohe Ausgangsgleichspannung erforderlich ist.

Der Tiefpass-LC-Pi-Filter hat eine Induktivität in Reihe mit der Last und zwei Kondensatoren, einen Kondensator parallel zur Quelle und einen anderen Kondensator parallel zur Last.

lc-pi-filter
Bild: Tiefpass-LC-Pi-Filter.

Der Kondensator C1, der parallel zur Quelle liegt, hat eine geringe Reaktanz gegenüber den Wechselstromkomponenten des Eingangssignals, während er einen hohen Widerstand gegenüber der Gleichstromkomponente des Eingangssignals hat, was dazu führt, dass der größte Teil der Wechselstromkomponente des Signals durch den Kondensator C1 und die DC-Komponente bewegt sich in Richtung der Induktivität des Stromkreises. Die Wechselstromkomponente wird durch die Induktivität blockiert, jetzt der Kondensator C2, der parallel zur Last liegt, filtert die Wechselstromkomponente heraus, deren Induktivität nicht blockiert wurde. Der Potentialabfall über der Induktivität und dem Kondensator C2 ist minimal. Auf diese Weise erhält die Last nur den DC-Anteil des Eingangssignals, wobei der maximale AC-Anteil herausgefiltert wird.

LC Pi-Filter-Grenzfrequenz

Die Grenzfrequenz für einen Tiefpass-LC-Pi-Filter ist die Frequenz, oberhalb derer der Filter mit der Filterung des Frequenzsignals beginnt.

NIEDRIGER PI 1
Bild: Tiefpass-LC-Pi-Filterschaltung.

Die Grenzfrequenz für einen Hochpass-LC-Pi-Filter ist die Frequenz, unterhalb derer der Filter mit der Filterung des Frequenzsignals beginnt.

Für Tiefpass-LC-Pi-Filterschaltungen wissen wir für die Grenzfrequenz:

L = Zo / (2pi x Fc) Henries

 C = 1 / (Zo x 2pi x Fc) Farad

 Fc = 1 / (2pi x Quadratwurzel (L x C) Hz

Welcher Filter L oder PI hat eine bessere Regelung

Der Pi-Filter hat eine bessere Lastregelung als ein L-Filter, da der Ripple-Faktor des Pi-Filters viel niedriger ist als der eines L-Filters.

Der Pi-Filter wird für relativ leichtere Lasten verwendet als ein L-Filter.

Was ist der Vorteil des Pi-Filters?

Vorteile und Nutzen des LC Pi-Filters:

  • Die hohe Ausgangsspannung ermöglicht den Einsatz in leistungsbezogenen Anwendungen, bei denen es auf Hochspannung ankommt Gleichstrom (HGÜ-)Filter erforderlich.
  • Ein Hochfrequenz-LC-Pi-Filter ist einfach zu entwerfen, der auch gegen raue Umgebungen und Überspannungen immun ist.
  • Hocheffizient, um unerwünschte Wechselstrom-Welligkeiten herauszufiltern.
  • Wenn die Quellimpedanz viel höher als der Lastwiderstand ist, ist der Pi-Filter für die Anwendung am besten geeignet.
  • Es kann sowohl mit einem Einweggleichrichter (HWR) als auch mit einem Vollweggleichrichter (FWR) verwendet werden.
  • Für den kleineren Welligkeitsfaktor ist der Welligkeitsfaktor bei identischen Werten von Induktivität und Kondensator viel kleiner als bei Multi-LC-Filtern.
  • Glatter DC-Ausgang.
  • Dieser Filter wird verwendet, wenn ein niedriger Eingangsstrom und eine hohe Ausgangsgleichspannung erforderlich sind.

Warum sind Pi-Filter für unterschiedliche Belastungen nicht geeignet?

Der Pi-Filter ist ein passiver LC-Filter, der je nach Design oder Konfiguration des Filters ein Tiefpass- oder Hochpassfilter sein kann.

Der Pi-Filter ist wegen des Mangels nicht geeignet Spannungsregulierung des Filters, und dies liegt daran, dass die Ausgangsspannung zusammen mit dem Anstieg des Stroms durch die Last schnell abfällt.

Ist LC ein Tiefpassfilter?

Ein LC-Tiefpassfilter ist ein Filter, der es ermöglicht, eine Signalfrequenz niedriger als die Grenzfrequenz durchzulassen. 

LC-Filter können als Tiefpassfilter aufgebaut sein.

Was ist der Welligkeitsfaktor beim LC-Filter?

Der Welligkeitsfaktor des LC-Filters ist das Verhältnis des Effektivwerts des gleichgerichteten Ausgangs der AC-Komponente zum Gleichstromwert des gleichgerichteten Ausgangs.

Welligkeitsfaktor = √(Vrms/Vdc)2-1=√(Vm/2/Vm/Π)2-1 = 1.21. Wirkungsgrad = (Vdc/Vrms)2 = (Vm/Π/ Vm/2)2=0.405X100= 40.5%.

LC-Filter
Bild: LC-Filterschaltung.

Theoretische Berechnung (ohne Filter) :
Welligkeitsfaktor = √(Vrms/Vdc)
2
-1=√(Vm/2/Vm/Π)2
-1 = 1.21.
Wirkungsgrad = (Vdc/Vrms)
2 = (Vm/Π/ Vm/2)
2
= 0.405 x 100 = 40.5 %.
Experimentelle Berechnung (ohne Filter):
Welligkeitsfaktor = √(Vrms/Vdc)
2
-1 = √(14/11.2)
2
-1 = 0.75
Wirkungsgrad = (Vdc/Vrms)
2 = (11.2/14)2
= 0.64 x 100 = 64 %
Theoretische Berechnung (mit Filter) :
Welligkeitsfaktor = 1/ (2√3 f RLC) =1/2√3X 50X 103
X10X10-6
= 0.577
Experimentelle Berechnung (mit Filter):
Welligkeitsfaktor = Vrms/Vdc =6.12/17.4=0.351

Was ist der Unterschied zwischen RC- und LC-Filtern?

Der Vergleich zwischen RC- und LC-Filtern ist wie folgt:

Parameter RC Filter LC Filter
Welligkeitsfaktor GUTE Sneaker
Spannungsregulierung schlecht Moderat
Kosten billigere Relativ teuer
Strom laden Klein GUTE
Energieverschwendung GUTE Sneaker

Was ist die Verwendung von LC-Schaltung?

Verwendung oder Anwendung der LC-Schaltung:

  • Der LC-Pi-Filter ist ein effizienter DC-Filter, da er AC-Welligkeiten leicht herausfiltern kann. Daher wird der LC-Pi-Filter für Designs wie AC-DC-Wandler, Frequenzumrichter usw.
  • LC-Pi-Filter kann mit einem Brückengleichrichter verwendet werden.
  • Sie werden mit Kommunikationsgeräten verwendet, um das ursprüngliche Signal nach der Modulation wiederzugewinnen.
  • Sie werden zur Dämpfung von Rauschen in Signal- und Stromleitungen verwendet.
  • Es wird verwendet, um ein bestimmtes Frequenzsignal auszuwählen oder zu erzeugen.
  • Sie werden bei der Entwicklung von Radioempfängern, Verstärkern, Tunern, Filtern, Oszillatoren, Fernsehempfängern, Mischern usw. verwendet.
  • Sie werden zur Strom- oder Spannungsvergrößerung verwendet.
  • Bei Induktionserwärmung sowohl als Parallel- als auch als Serienresonanzkreise verwendet.
  • Konstant verwendet Spannungswandler.
  • In der Trägerleitungskommunikation für Hochspannungsübertragungssysteme.

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