利用平面线圈消除电容器寄生电感的影响

电容器是滤波器的重要组成部分,其寄生参数对高频滤波性能有重要影响。本文设计了一种新型的电容器寄生电感的"消除器",以消除电容器的寄生电感的影响,该"消除器"采用平面化的PCB线圈,其上下层绕组的交错排布,有效降低二次寄生电容。本文分析了寄生电感的消除原理及"消除器"的二次寄生电容问题;建立了其3D有限元模型,对"消除器"的参数进行了分析计算,计算与测量结果极好地吻合;将该类"消除器"应用于电容器寄生参数的抵消,实验表明电容器高频性能得到了明显改善。     

利用耦合电感改善EMI电源滤波器高频幅频特性的研究

高频开关电源的传导性电磁干扰EMI（ElectroMagnetic Interference）是电力电子装置应用的主要障碍之一,EMI电源滤波器能有效抑制其干扰传导。在高频状态下．EMI电源滤波器的电容器和电感器所带有的等效寄生参数会影响EMI高频性能,基于此提出了利用高频元器件的等效寄生参数间的互感耦合改善滤波器高频性能的措施,考虑了差模电感与电容器的寄生串联电感之间存在互感耦合以及2个串联支路的串联电感之间存在耦合电感2种情况。在分析带有寄生参数的差模等效电路的基础上,进行了仿真研究。结果表明,利用寄生参数的互感耦合使得EMI电源滤波器的高频性能有所改善。     

EMI滤波器高频寄生参数分析

开关电源的高功率密度、高开关工作频率和紧凑结构,对其电磁兼容提出了更高的要求,为了设计高性能的EMI滤波器。建立了电感、电容的高频等效电路,并分析了电感、电容随频率变化的特性曲线;通过分析传导干扰共模和差模的两种基本形式,建立了EMI滤波器相应的等效电路模型,并应用PSpice电路仿真软件分析了寄生参数对电磁干扰(Electromagnetic interference,EMI)滤波器插入损耗的影响。仿真结果表明,电感器高频等效并联电容(Equivalentparallel capacitor,EPC)、电容器高频等效串联电感(Equivalent parallel inductor,ESL)明显降低了EMI滤波器的高频插入损耗,为高性能滤波器的设计及插入损耗的计算提供重要的技术和数据参考。     

车用大功率DC/DC变换器集成滤波器设计

提出了一种新型的适用于大功率场合的EMI集成滤波器。采取基于有限元方法有效提取滤波电感器的寄生参数,消除了寄生参数对滤波电感器的高频影响。运用有限元仿真方法,对滤波器进行仿真分析,并结合电动汽车实际要求设计了集成EMI滤波器。新型集成EMI滤波器不仅能够有效抑制电磁干扰影响,而且能实现滤波器体积的优化与功率密度的提高,具有较高的工程实际意义。     

寄生参数效应的共模扼流圈集中参数建模

为分析传导EMI用共模扼流圈寄生参数的效应和预测EMI滤波器的高频特征,需要建立其寄生参数的模型,为此提出了基于阻抗测量实现共模扼流圈集中参数的建模方法,模型包括共模电感、漏感、绕组寄生电容等参数。基于阻抗测量,阐述求解寄生电容的基本原理;运用电路等效原理,将磁心的损耗等效为电阻的损耗,经适当简化,该电阻仅是频率的函数,将非线性的磁心损耗用一个与频率有关的电阻元件来等效,适合于电路的设计和仿真。最后通过样品实验,用所提出的方法建立了共模扼流圈的高频模型。     

双线并绕串联结构电感器寄生电容的消除

电感器是滤波器的重要组成部分,其寄生电容对其高频滤波性能有重要影响。本文介绍了一种双线并绕串联结构的电感器,在其中心抽头处接入一个合适电容器可消除寄生电容,该结构较高的耦合系数保证了高频段寄生电容消除的效果。本文简述了滤波器插入损耗的测试原理及电感器的高频模型,分析了电感器寄生电容的消除原理,对比两种绕线结构电感器的耦合系数,通过实验证实了双线并绕串联结构的电感器寄生电容的消除效果更佳。最后将此结构的电感器应用于LC滤波器中,实验表明滤波器的高频滤波性能得到了明显改善。     

计及寄生参数效应的铁氧体共模扼流圈二端口网络的建立

共模扼流圈的寄生参数在高频时对滤波器的性能有重要影响,准确建立其对应的差模和共模二端口模型对设计电磁兼容滤波器以及改善其性能具有重要意义。对差模电路,通过建立静电场模型并计算匝间部分电容可得到等效寄生电容,进而获得二端口内各支路的电容参数;测量其谐振频率,可得到差模漏电感。对共模电路,通过建立时谐磁场模型,采用类比有限元法可求解磁心等效电感和电阻;测量其谐振频率,可得到考虑环境因素后的寄生电容。测量扼流圈二端口在输入、输出匹配状态下的散射参数,间接得到滤波器差、共模电路对应的二端口网络各支路的阻抗或导纳。散射参数法的测试与"谐振频率+有限元法"建立的阻抗取得较好的一致,说明模型的准确性和测试方法的合理性。     

尖脉冲干扰滤波器设计的关键问题

提出了用磁芯电感器与穿心电容器相结合的尖脉冲干扰滤波器设计方案.论述了磁芯电感器滤波原理,给出并分析了该滤波器设计中的关键问题:采用LC滤波器,其中L为分布电容可以忽略的高磁导率磁芯电感器,C为寄生电感很小的穿心电容器;尖脉冲干扰滤波器放在低压电源滤波电解电容器之后;选择无气隙环形高磁导率铁氧体材料的磁芯;按所提出的计算方法确定线圈匝数和磁芯截面积.该方案能保证所设计的滤波器是经济、实用的.     

应用于平面EMI滤波器集成LC元件寄生电容的提取

为有效预估和分析平面EMI滤波器的高频特性,必须考虑平面电感的寄生电容对滤波器高频性能的影响.本文分别建立了应用于平面EMI滤波器集成LC元件的2D和3D有限元静电场模型来计算各匝间的寄生电容,由此得到PCB导线组成的多匝平面绕组的集总参数模型,进一步得到平面绕组的等效并联电容.讨论了介电常数对匝间电容的影响,并分析了...     

基于覆铜箔层压板的无源集成EMI滤波器设计

一种基于CCL交错并联的平面无源集成EMI滤波器结构,运用此结构可将共模电感,差模电感,共模电容集成为一个元件;相比传统EMI滤波器,集成的EMI滤波器实现了电容等效串联电感的最小化。给出了相关参数的计算,仿真集成EMI滤波器和传统EMI滤波器的共模插入损耗。最后制作了实验样机并得出了实验结果,验证了所提结构的正确性与可行性。     

Capacitor-less induction heating system with self-resonant bifilar coil

In this work, a capacitor-less self-resonating coil-based induction heating (IH) system with magnetic resonant coupling has been proposed. In the conventional heating system, the inclusion of additional capacitor for creating the resonance results in poor efficiency of overall system. To overcome this issue, a bifilar coil system is implemented, which leads to series resonance at a particular frequency. The key mechanism is self-resonance wireless power transfer concept to IH system; hence, no capacitor is needed in the system. The coil has a series association of the coil inductance and capacitance at the resonant operating condition. A mathematical modeling and steady state analysis is performed for the conventional (solenoidal) coil and bifilar coil to estimate the actual value of the capacitance and inductance of the coil. The performance of the bifilar coil system is tested through COMSOL multiphysics simulation tool and parameters like eddy current, magnetic flux, and temperature distribution in the work piece are analyzed. The experimental setup of the bifilar coil-aided IH system is implemented with PIC16F877A microcontroller, and FLIR thermal imager is used to analyze the temperature distribution on the work piece. The experimental results are compared with the simulation results, and the bifilar coil system provides a promising solution.     

构成平面EMI滤波器元件电磁参数的提取

平面型电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)滤波器因其易于进行磁集成、寄生参数小、抗电磁干扰强等优点在航空领域具有很好的应用前景。论文提出一种以"圆环型"结构为基础的EMI共模、差模模块,其中,前者通过将"电感和电容"(LC单元)集成于一体构成,后者利用前者泄漏的磁场而形成的漏感和一个独立的差模电容器构成。提取这些模块单位长度的电磁参数是分析各模块甚至整个滤波器特性的基础。论文建立LC单元的轴对称静电场模型,提取各线匝之间的部分电容;建立LC单元线匝系统的时谐磁场模型,在计及线匝导体集肤效应、邻近效应、磁芯损耗的基础上,提取了各线匝电感、电阻;建立LC单元形成漏感的时谐场模型,并提取该漏感,该漏感即为差模电感;差模电容可以直接采用平行板的近似表达式求得。结合适当的边界条件,利用所建立模块的分布参数模型对其阻抗的频率特性进行了测试,验证了提取参数方法的正确性和数值的准确性。     

开关电源中印刷电路板寄生参数对传导电磁干扰影响的研究

研究了开关电源中印刷电路板寄生参数及功率器件瞬态特性产生的传导电磁干扰现象。针对半桥型DC／DC变换器电路拓扑，使用Cadence软件中的Specctra Quest工具提取了印刷电路板上主要印制线的寄生参数，通过噪声等效电路模型的仿真计算，表明高频情况下印刷电路板寄生参数对传导电磁干扰有较大的影响。最后，对两台原理样机(仅印刷电路板布线不同)的工作波形进行了实验测试，实验结果表明功率器件开通和关断瞬间形成的电压和电流突变而造成的高频振荡现象与电路杂散参数有关。最后，对两台原理样机(仅印刷电路板布线不同)的工作波形进行了实验测试，实验结果表明功率器件开通和关断瞬间形成的电压和电流突变而造成的高频振荡现象与电路杂散参数有关，说明在不改变原理电路的条件下，通过合理设计印刷电路板布线可以有效提高开关电源的EMC性能。     

中压区域性动态电压恢复器的滤波器参数设计

动态电压补偿器(DVR)可治理配电网中的电压的跌落和不对称等动态电能质量问题,其输出滤波器的参数设计将影响电压跌落的补偿效果。本文对应用于中压配电网的级联H桥DVR的输出滤波器参数的设计进行了研究。通过对逆变器输出电压在电容两端和电感两端分配的情况进行分析,推导了滤波器电感和电容取值与电感两端和电容两端电压分配之间的关系,并结合低通滤波器谐振频率与DVR等效开关频率和系统工频的关系,计算得到电容和电感的取值。结合实例给出了具体的实现步骤,通过仿真计算验证了文中提出的滤波器参数设计方法的正确性和有效性。     

AC/DC变换器传导EMI实验分析

开关电源传导EMI问题一直都备受关注,目前国内外的研究主要还是定性研究,而定量的分析可以更加准确细致的找出传导EMI形成的机理。针对两种典型工作状态下的AC/DC变换器,测试得到了其传导EMI的频域波形,MOSFET漏极与源极间电压波形以及提取了电路中的主要寄生参数,通过对比与定量的分析计算,找出了其传导EMI几处重要峰值形成的原因。最后得出了变压器原边与副边漏感、MOSFET源极与漏极间寄生电容以及MOSFET与散热片之间的寄生电容,是影响开关电源的传导EMI的重要因素。在开关器件导通或者关断时,开关电源的工作状态发生改变,此时漏感或者器件的寄生电容中的剩余能量会引起高频振荡,进而引起了传导EMI尖峰。     

基于积木式交错并联的平面全集成EMI滤波器

为了减少电磁干扰(EMI)滤波器的体积,提高开关电源的功率密度,提出一种基于积木式交错并联的平面全集成EMI滤波器。根据差、共模噪声的频段分布规律,采用温度稳定性较高的薄膜介质材料进行交错并联来实现共模电容的集成,采用电气性能较稳定的Ⅱ类陶瓷材料X7R来实现差模电容的集成,采用PCB绕组来实现共模电感和差模电感的集成,给出了平面全集成EMI滤波器高频差、共模等效电路及其插入损耗的计算公式。仿真和实验验证了所提出的平面全集成EMI滤波器的有效性及其高频差、共模等效电路和插入损耗公式的正确性。