/    Калькулятори » Калькулятор LC-фільтра
Підтримати проєкт на Patreon


Калькулятор KB-06

Калькулятор LC-фільтра

Розрахуйте LC-фільтр нижніх частот, наприклад для зниження пульсацій на виході DC-DC перетворювача.

KB-06LC-фільтрРахує на льоту

Підбір елемента

Результат

Частота зрізу5,033 кГц
Хвильовий опір316,2 мОм
Добротність із навантаженням15,81
Послаблення на частоті пульсацій887,3 разів (59 дБ)
Пульсації на виході0,113 мВ
Потрібна L за цієї C10,13 мкГн
Потрібна C за цієї L101,3 мкФ
Поділитися розрахунком
TelegramViberWhatsAppFacebookX

Коротко: Розрахунок LC-фільтра нижніх частот: частота зрізу, хвильовий опір, добротність, послаблення на частоті перетворення та підбір L або C. Приклад: Частота зрізу: 5,033 кГц.

Приклад розрахунку

Вихідні дані
Індуктивність L10 мкГн
Ємність C100 мкФ
Опір навантаження5 Ом
Частота пульсацій150 кГц
Пульсації на вході100 мВ
Потрібна частота зрізу5 кГц
Результат
Частота зрізу5,033 кГц
Хвильовий опір316,2 мОм
Добротність із навантаженням15,81
Послаблення на частоті пульсацій887,3 разів (59 дБ)
Пульсації на виході0,113 мВ
Потрібна L за цієї C10,13 мкГн
Потрібна C за цієї L101,3 мкФ

Як рахується

f0 = 1 / (2π√(LC))
Z0 = √(L / C)
Q = R / Z0
|H(f)| = 1 / √((1 − (f/f0)²)² + (f / (Q·f0))²)

Це фільтр другого порядку: вище за частоту зрізу послаблення зростає на 40 дБ на декаду, тобто в 100 разів за збільшення частоти в 10 разів.

На що звернути увагу

  • Частоту зрізу обирають щонайменше в 10 разів нижчою за частоту пульсацій, тоді придушення буде помітним.
  • За добротності більше 1 на частоті зрізу з’являється резонансний підйом: фільтр там не послаблює, а підсилює. Допомагає резистор, що знижує добротність, або конденсатор із помітним ESR.
  • Фільтр на виході перетворювача може впливати на його стійкість, якщо зворотний зв’язок знімається після фільтра. Зазвичай його залишають до фільтра.
  • Розрахунок ідеальний: на високих частотах втручаються ESR та ESL конденсатора й міжвиткова ємність дроселя, тому короткі «голки» знімає лише кераміка поруч із виходом. Дросель має витримувати струм навантаження без насичення.

Часті запитання

Як розрахувати частоту зрізу LC-фільтра?

f₀ = 1 / (2π · √(L · C)). Для 10 мкГн і 100 мкФ це близько 5 кГц. На 150 кГц ідеальний фільтр послаблює пульсації майже в 900 разів, близько 59 дБ.

Як обрати L і C для зниження пульсацій DC-DC?

Частоту зрізу беруть щонайменше в 10 разів нижчою за частоту перетворення. Дросель має витримувати струм навантаження без насичення, а конденсатор мати низький ESR.

Чому після фільтра залишилися «голки»?

Короткі викиди лежать на мегагерцах, де важливіші індуктивність конденсатора й міжвиткова ємність дроселя. Допомагає кераміка 100 нФ просто на виході й коротке розведення.

Оновлено · kirich.blog · Розрахунок іде в браузері, значення нікуди не надсилаються.

Дивіться також