单相电源滤波器的作用是什么？如何实现应用设计？

单相电源滤波器将是下述内容的主要介绍对象，通过这篇文章，小编希望大家可以对它的相关情况以及信息有所认识和了解，详细内容如下。

一、单相电源滤波器及其作用

单相电源滤波器是一种电子设备，其作用是滤除电源中的噪声和其他干扰信号，以确保完整的电源信号传输到目标设备中。在大多数情况下，电源中存在的杂波信号和其他干扰信号会严重影响设备的性能，从而导致设备错误操作、故障、或者其他不良影响。因此，单相电源滤波器的出现，对于提高设备性能和稳定性具有非常重要的作用。本文旨在阐述单相电源滤波器的重要性和功能，并对其工作原理和应用进行介绍。

对于现代电子应用产品，电源噪声和其他干扰信号是非常普遍的，因为电源通常需要多个部件协作，使得整个系统工作在正确的电压和电流范围中。但是，即便是最好的设计也会被周围环境中的电源噪声影响。这些电源噪声可能来自于周围环境，包括来自于其他电气设备和电子设备、磁场、辐射、和其他杂音。另外，电源设备自身也会产生电源噪声和干扰信号，如开关电源和变压器，它们可以生成高频干扰信号并进入电源线路中。因此，为了使设备能够在正确的电压和电流下稳定地运行，需要利用单相电源滤波器来滤除电源中的噪声和干扰信号。

单相电源滤波器的主要功能是去除电源中的杂波和其他噪声，使得电源信号更加纯净和稳定。当人们使用电子设备时，希望设备能够在正确的电压和电流下运行，以避免任何设备故障或损坏。单相电源滤波器可以减少电源中的噪声和杂波信号，防止它们进入设备，从而保护设备正常运行。特别是在高频应用中，杂波和干扰信号会对电路和设备造成更大的风险。在无线电通信中，这些杂波和干扰信号可以伪造或妨碍通信信号，降低通信效率。

二、单相电源滤波器设计实例

单相并联型有源电力滤波器的硬件系统主要由APF主电路、DSP控制板、信号采样调理电路、MOSFET驱动电路等组成，本设计系统采用TMS320F28335作为主控芯片。

由于有源电力滤波器对实时性和高效性要求比较高，所以本文的主控芯片选择了TI公司的TMS320F28335。TMS320F28335是TI的2000系列中新推出的一款32位的具有浮点内核的DSP芯片，也是目前工业控制领域最先进的处理器之一。

其主频高达150MHz(6.67nS时钟周期)，内核电压1.9V/1.8V，IO口电压为3.3V;具有IEEE-754单精度浮点运算单元(FTU)，16×16和32×32介质访问控制(MAC)运算，哈佛总算结构，快速中断响应和处理;16位或32位外部接口，可处理超过2M×16位地址范围;片内存储器256K×16位Flash存储器，34K×16位单口随机存储器(SARAM)，1K×16位一次性可编程(OTP)ROM[8]。

系统通过传感器将采集到的信号先送到采样调理电路，经过调理后的信号输入DSP控制板进行谐波计算，计算得出的指令信号来控制APF主电路的工作，最终主电路输出的电压与电网电压的压差作用在滤波电感L上，从而产生补偿电流注入电网，补偿了谐波和无功电流，使电网电流信号呈现标准的正弦波形。系统软件包括主程序和中断程序。

主程序中主要完成初始化，对系统变量进行定义并且对系统中断向量以及引脚初始化进行设置。主要包括CPU及外设时钟的设置、EPWM模块初始化、ADC模块初始化、GPIO初始化、外部中断配置，完成初始化后程序然后进入循环状态，等待中断的到来。

中断程序主要由外部中断子程序和定时器周期中断子程序组成。外部中断子程序用来实现电网电压同步，正余弦表复位，开启定时器工作，其通过不断检测方波信号的上升沿来初始化系统计数值，然后复位正余弦表。

定时器周期中断子程序中负责所有的控制过程，包括AD采样、正弦表地址移位、谐波计算、低通滤波、直流侧电压PI控制、补偿电流指令控制、PWM信号生成等。设计中设置采样周期为6.4kHz，由定时器触发AD采样，然后进入谐波计算部分，依次进行数字低通滤波、直流侧电压控制、PI+三角波比较生成PWM信号。

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