探讨CLC滤波

屎坑石

在另一个帖子（http://bbs.hifidiy.net/viewthrea ... p;extra=&page=6）里有位兄弟所说的可以给我们一些提示：只有BTL甲机和单端甲机理论上可以用 L 、CL 、LCL滤波。 OTL、OCL不可以！
但他那句有点不够全面，我觉得可以改为：只有平衡桥接输出的甲类BTL功放机理论上可以用 L 、CL 、LCL滤波，但前提是担负放大正反相信号的电路必须使用同一电源供电，流经L的电流才是恒定不变的，所以可以用L滤波。非平衡的OTL、OCL放大电路在动态工作时无论如何流经L的电流都是变化的，所以不可以用L滤波！

dione

我那个交流打的意思就是整流后未经滤波的的，极性无所谓所以没标，我的意思是因为有最后一个c的存在，c，lc，clc。的直流供电能力区别不大。在设计滤波能力下，clc有优秀的供电能力，滤波能力介于他们三者之间，只是clc的L不能超过储能极限超过储能极限的情况下，超过了在总电容容量相等的情况下clc滤波最差
这个才是限制它在大电流的场合的应用，如果无所谓体积成本的话，clc是很好的。电子管机的电压高电流小用高压电容+大电感，石机器要达到相同的感量而不增加直流电阻需要非常粗的线圈，而在低压石机上增大电容是经济有效的方法所以才少应用而已

xlf0602

只是clc的L不能超过储能极限超过储能极限的情况下，超过了在总电容容量相等的情况下clc滤波最差
dione 发表于 2010-4-8 09:13

你这个CLC的“L不能超过储能极限”是虾米意思？是饱和了吗？不懂哦。

dione

因为L走的是直流，相当一块电磁铁，当铁芯所有磁筹都被用掉的时候，所有波纹导致空间辐射电磁波并自感，也就是吸收不了波纹了，这个时候它在电路里表现的就是常规阻碍电流的作用了导致c1无效，发挥作用的只有c2

dione

http://bbs.hifidiy.net/viewthrea ... 3&highlight=clc
这里有实验 15 16 17楼的观点跟我一样
这个帖子可以终结了，再讨论下去没啥意义，clc设计本身是出众的
在现代社会的科技状态下很多其他的优秀设计可以省略掉电感
电感的体积，无法在现代工业中低成本生产，难以精确标准化制造都是阻碍大电感应用的原因

屎坑石

电压升高到100v1000v1000000v？也许你没有听说过电容电荷积聚使电压升高吧，要不然怎么会对电感的电压升高感到奇怪了？
你搭个clc短路后断开看看你的l电压升几高，前后的c做啥用的
dione 发表于 2010-4-7 21:06

从你的这个回复可知，你也认同电荷积聚引起电压升高，是否说明了在负载电流变化的情况下，电感会导致电压波动增大？你也说了“前后的c做啥用的”，对此我再打个比方，你提着一捆没有任何遮挡的钱走在路上，我们说这样很危险容易招来打抢，你却说警察做啥用的。不错有了警察安全性是会大点，但你把钱装在包里是不是更安全点呢？不知你能否领会？

屎坑石

下面是本帖楼主的实验示意图（见一楼），搞不明白为什么示波器探头不接在图中的“电压测试点”而是接到了电感的另一端？难道测的是电感两端电压的波形？或者测的是图中示波器探头所接的那一点对地电压的波形？

dione

566# 屎坑石


我都说总电容容量相等的情况下做比较了，clc的优势大于数倍大的单c， 我想如果不假定总电容容量相等的话实在不好做比较

我只是说明在足够的电感感量下，如果没有电感的直流电阻，电感不会对电流进行阻碍，滤波效果却有优势

功放运用中的噪声比失真是要讨厌的多的多的多

dione

567# 屎坑石
楼主是分别测出电感前和电感+c2后的电压波形，对地线没有画出，然后分别短路电感，测试在相同总电容容量下有L没有L的区别

屎坑石

引用568楼：
我都说总电容容量相等的情况下做比较了，clc的优势大于数倍大的单c， 我想如果不假定总电容容量相等的话实在不好做比较（总电容容量相等的情况下，有了电感一样是多了一个增大电压波动（也就是增大噪声）的因素。）
我只是说明在足够的电感感量下，如果没有电感的直流电阻，电感不会对电流进行阻碍，滤波效果却有优势（那你认为无电阻的理想电感会不会阻碍电流的变化呢？）

功放运用中的噪声比失真是要讨厌的多的多的多（电感在负载电流变化的情况下导致电压波动增大了，是不是增大噪声呢？）

屎坑石

567# 屎坑石
楼主是分别测出电感前和电感+c2后的电压波形，对地线没有画出，然后分别短路电感，测试在相同总电容容量下有L没有L的区别
dione 发表于 2010-4-8 17:20

测电感前的电压波形干吗？图中那个“电压测试点”对地电压才是功放电路真正的供电电压。

xlf0602

其实CLC是否适合功放电源滤波，J版早就说过，关键是看LC回路的Q值（其它条件不变时，与L/C的值成正比）。Q值足够低，用在什么功放上都可以，Q值太高，哪怕是用在单端甲类上也可能出问题。
楼主发这个贴的时候我还不会用软件仿真，只能靠想象去分析。其实做个仿真，对这个问题的了解就清楚多了。
看看下面这个仿真电路。输入的交流电压是35Vrms，用J1的开、合来模拟负载的“轻”和“重”，用J2的开、合来接入或取消电感L1。

在下面的分析中，我们把由于负载轻重的变化而导致的输出电压的变化叫做“电压波动”，而负载稳定时输出直流中含有的100Hz交流成分叫“交流纹波”。
先看看一个Q值较高的例子：




这是一个非常失败的例子。开机时峰值电压高达69V！如果再考虑到市电电压的波动，出现爆电容、烧管子是很正常的。而负载加重时，最低电压又跌落到仅仅32V。虽然交流纹波较小，但电压波动非常大。显然，这个电源是不能适应乙类放大器的。注意看图①—c，即使在稳定的重负载下开机（模拟甲类放大器），仍会出现一个较高的峰值电压。

这时如果取消L1：



电压波动明显降低。虽然纹波较大，但起码是比较安全的。

将Q2增大到100000μF以降低LC的Q值：



此时虽然开机的峰值电压比较高，达51V多，但在负载变化时电压波动与无L时相差不大（见③—b）。这时的交流纹波非常小。

把上面的L1取消：



与例②相似，只是纹波较低一些。

再举一个L1取值较小的例子：



这个似乎不错，纹波小，电压波动也与单C滤波相差无几。

看起来CLC似乎有纹波小的优势，但只要想想现在的石机即使只用C滤波，做到静态时贴着喇叭听不到交流声，额定输出时低频失真在0.00×%也不是难事，所以石机用CLC滤波没多少意义。如果现在的石机不用CLC就做不到“静态时贴着喇叭听不到交流声，额定输出时低频失真在0.00×%”，那么不管电感成本有多高，体积有多大，该用还得用！

屎坑石

572楼的仿真证实了我在521楼和529楼等楼层的分析结果是正确的。
我的观点相当于把Q值取为零，即L=0，不用电感（561楼所述的平衡桥接输出的甲类BTL功放机除外）。

wqs99999

1# 漫卷诗书


按楼主的这个思路,应该说开关电源要比模拟电源好,因其频率高,是否可以测下高质量的开关电源的情况,我想从波形看比这个要漂亮多了,暂不管听感和其它因素

dione

（电感在负载电流变化的情况下导致电压波动增大了，是不是增大噪声呢？）这个在胡说八道，这个贴子在讨论clc，你从头到尾在说电感做什么。单看电感的放能会提高电压，在clc中并不会，而且还会提高电容的充电速度，电压波动的效果参见lc,不随负载变化而加大，单c却会，clc是两个的乘积，比单c好比lc差。

唉，我发的那么多公式推导没有人看 q值高一定是电感大么减小电容一样减q值，震铃效应是一直存在的，但是由于损耗应该是阻尼下降的
在572的仿真中c1是瞬间被充满电c2充电的速度远远低于c1导致电压骤然上升，相当与只有cl电路,不知道为啥要设置个300mr的R3

屎坑石

引用575楼：
这个在胡说八道（是“电感在负载电流变化的情况下导致电压波动增大了”胡说八道，还是“电压波动大则噪声大”胡说八道？），这个贴子在讨论clc，你从头到尾在说电感做什么（CLC中有电感，不说电感说什么？）。单看电感的放能会提高电压，在clc中并不会（我这么说：单有钱会被抢，有了警察就不会——你觉得肯定吗？），而且还会提高电容的充电速度（有电感存在却不看电感，就会得出这样的错误结论）不看电感，电压波动的效果参见lc,不随负载变化而加大，单c却会，clc是两个的乘积，比单c好比lc差。（有电感存在却不看电感——这是什么道理？）

唉，我发的那么多公式推导没有人看（别拿公式来唬人，你的公式是从书上抄来的，还是你自己推导的？我怎么看到你那第一个图单L滤波的Vo跟第二个图LC滤波的Vo完全一样？那不就是说明第二个图的C没有作用了？荒谬。） q值高一定是电感大么减小电容一样减q值，震铃效应是一直存在的，但是由于损耗应该是阻尼下降的（用了电感是减小了整流那边过来的纹波，却增加了不少弊端（例如这个震铃效应）。那叫什么？——才出虎口，又入狼群，多此一举，劳而无功。）
在572的仿真中c1是瞬间被充满电c2充电的速度远远低于c1导致电压骤然上升，相当与只有cl电路,不知道为啥要设置个300mr的R3

xaqtjj

专业性很强啊

xlf0602

唉，我发的那么多公式推导没有人看 q值高一定是电感大么减小电容一样减q值，震铃效应是一直存在的，但是由于损耗应该是阻尼下降的
在572的仿真中c1是瞬间被充满电c2充电的速度远远低于c1导致电压骤然上升，相当与只有cl电路,不知道为啥要设置个300mr的R3
dione 发表于 2010-4-9 14:06

你的电感线圈莫非都是超导材料做的？你可真逗。 （300mΩ=0.3Ω ！）
这个减小了电容：




这个用超导电感：

屎坑石

自我总结：
1、CLC滤波对于从整流那边过来的纹波确实有显著的滤除效果，明显优于纯电容滤波。
2、对于非平衡功放电路，其向滤波网络索取的电流由信号控制随时都在变化，由于CLC中的电感阻碍电流的变化，从而使功放的某些性能指标（比如瞬态响应等）劣化，并带来一些其他副作用（请参看本人从521楼以来的论调和572楼的仿真）。
支持使用CLC滤波者更着眼于上述第一点，或未意识到第二点的存在，甚或否认第二点。
反对使用CLC滤波者则认为尽管CLC滤波有第一点的好处，但第二点的坏处更无法忍受。
就此打住，各走各的路，多争无益。

dione

自我总结：
1、CLC滤波对于整流后带过来的纹波确实有显著的滤除效果，明显优于纯电容滤波。
2、对于非平衡功放电路，在电容容量越来越大越来越便宜，增加电感的感量并不增加直流电阻的成本相对越来越大，特别对于大电流石机带来的收益越来越微小，使用上已经受到很大限制，目前主要用于高频开关电源和小电流胆机(高频滤波电感相对可以做的很小，高压电容容量相对于体积难以做的很大)
所有元件都难以做到电子理论上的完美元件所以clc的缺陷是有，但是并不是在电感的阻碍特性上，合理设计的clc电路是有相当大的优势，并不是说clc是个过时的技术，使用上应该以合理为准，并不能单方面的最求某项指标
很多高档不记成本的石机还是有电感设计的，并没有什么瞬态响应问题，这个应该可以简单说明一些问题