在psim仿真下的LC电路振荡问题

Question

下图是个LCLCL的EMI电路，输入380v 50Hz ，用50Ω的电阻作为了负载。

仿真运行是下面的结果，不理解为什么会出现电流振荡的情况，求解答

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在您的问题中，您描述了使用psim仿真工具对一个LCLCL滤波电路进行仿真的情况。该电路的参数为：L1=50uH、L2=50uH、L3=500uH，以及三个电容值分别为0.680uF、3.3uF和2.2uF，并加载了一个50Ω的电阻作为负载。输入电压为380Vrms, 50Hz。

从您提供的仿真结果来看（图3内容），电流I1、I2、I3和I4呈现出振荡现象。在EMI滤波器设计中，LCLCL结构由于其分布参数或非理想元件（如电感和电容具有寄生参数）可能导致谐振现象。尤其是在高频下，LCLCL滤波器中的多个谐振频率可能会引起不期望的振荡。

对于为什么会出现电流振荡，可能的原因有以下几点：

1. 谐振效应：LCLCL滤波器实际上形成了两个串联LC谐振回路，当某个工作频率接近这些自然谐振频率时，会激发起强烈的电流振荡。

2. 寄生参数：实际元件（如电感和电容）往往存在杂散电容和互感等寄生参数，它们可能改变原有的谐振特性，导致额外的振荡。

3. 控制策略与补偿不足：如果系统中包含有控制器且没有足够的补偿措施来抑制这种高频振荡，也可能导致电流不稳定。

解决此类问题的方法包括但不限于：

• 频域分析：通过Bode图或者Nyquist图分析系统的稳定性，确定引起振荡的频率范围。

• 调整元件值：根据分析结果适当调整电感或电容值以避开谐振点，确保在工作频率范围内系统的稳定性和滤波效果。

• 增加阻尼：在电路中引入适当的阻尼元件（比如电阻）来抑制振荡。

• 控制系统设计：优化控制算法并添加适当的补偿环节以提高系统的稳定裕度。

由于文本形式无法直观展示图表数据，建议您进一步在仿真软件中观察各节点电压及电流的频谱分析，以便更准确地定位问题所在。同时，请检查仿真设置是否符合实际情况，例如开关频率、采样时间等参数是否合理。