基于“负参数”理论的EMI滤波器寄生参数的双重消除

EMI滤波器是抑制传导电磁干扰的有效器件,但分立元件的自有寄生参数对其高频段性能有重要影响。本文利用两个同侧耦合电感器等效出"负电感"和在电感器中心处连接电容器等效出"负电容"的方法,消除滤波器中的寄生电感和寄生电容。为有效控制二次寄生参数对消除效果的影响,设计了一种新型平面"消除器"和双线并绕串联结构的电感器,其中前者为上、下交错排列的PCB导线构成的圆形线圈,采用3D有限元法计算了两交错线圈的互感,为设计该类消除器提供了一种数值计算方法;后者通过高耦合度的线圈中间节点与地之间接一4倍于寄生电容的电容器,可有效消除电感器的一次及二次寄生电容。将此类具有消除器的元件应用于EMI共模滤波器,以此消除对应的寄生参数,实验表明滤波器的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。     

一种双磁芯差共模电感集成EMI滤波器

滤波电感集成是减小EMI滤波器体积的重要方法之一。在此提出了一种双磁芯差共模电感集成的EMI滤波器结构,分析了共模与差模电感的集成原理,利用磁路分析推导了集成共模与差模电感计算公式,给出了差共模集成电感的设计方法,并分析了磁芯磁阻不平衡对差共模电感的影响,给出了磁阻不平衡应满足的范围。利用二端口模型建立了差共模电感二端口等效电路,并利用A参数矩阵推导了集成EMI滤波器插入损耗。利用有限元分析提取了差共模电感的高频参数,并与实验样机测试结果进行了对比,结果表明有限元分析法获取的参数可以用于理论分析。利用频谱分析仪测试了集成EMI滤波器样机插入损耗测试曲线,测试曲线与计算和仿真曲线对比结果表明,二端口建模理论分析的正确性与二端口等效电路的准确性。     

椭圆形平面无源集成EMI滤波器的特性研究

为了减小开关电源的体积,提高功率密度,提出一种椭圆形平面LC线圈结构的平面无源集成电磁干扰EMI(electromagnetic interference)滤波器。通过对矩形、椭圆形平面LC线圈进行有限元仿真,对比其综合因素确定了椭圆形平面LC线圈作为EMI滤波器的基本组成单元,并基于该结构实现了无源集成EMI滤波器。在考虑共模电感的寄生电容和共模电容的寄生电感以及它们的等效电阻情况下,建立了平面无源集成EMI滤波器的高频等效电路模型;利用二端口网络A参数矩阵推导了插入损耗的计算公式。仿真和实验表明了该结构的有效性,以及高频模型和插入损耗公式的正确性。     

阻抗失配条件下信号EMI滤波器的设计

在低源阻抗和高负载阻抗阻抗条件下,为增加信号EMI滤波器在中、高频段的插入损耗,参照阻抗失配时电源EMI滤波器拓扑结构选择方法,用电路设计的方法分析了滤波器元件参数及其寄生参数和源阻抗／负载阻抗对不同拓扑结构滤波器性能的影响,讨论了元件值对滤波器插入增益的影响。根据分析结果提出了适用于EMI信号滤波器拓扑结构及参数的选取原则。实验结果表明所提原则正确并达到预计的滤波效果。     

DC/DC开关电源有源共模EMI滤波器的研制

开关电源中功率半导体器件的高速开通和关断过程会产生强烈的电磁噪声.传统方法是采用无源电磁干扰(EMI)滤波器来滤除噪声.基于补偿原理的有源EMI滤波器(AEF)是一种可替代无源滤波的新方法.根据其基本原理设计了一种DC/DC电源用的有源共模EMI滤波器(ACEF).仿真和实验结果均表明,该有源滤波器对共模噪声信号有较好的抑制能力.     

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。     

布局对EMI滤波器性能影响的研究

由于近场耦合效应的影响,EMI滤波器元件相同但是布局不同时,在滤波性能上会表现出极大的差异.EMI滤波器对电磁场非常敏感,因此它的布局设计是非常关键的.本文以??型滤波器为研究对象,对几种典型布局情况下的滤波性能进行了比较研究.通过有限元分析软件提取了不同布局情况下的近场耦合参数,建立了包含近场耦合参数的滤波器高频模型,借助该模型可以对滤波器在150kHz～30MHz频率范围内的性能进行准确的预测.仿真和实验结果表明,滤波器中电容引线长度、接地情况和安放位置以及PCB输入输出走线的布置对滤波性能有重要的影响.     

EMI滤波器设计及高频寄生参数消除

在开关电源类产品的传导型电磁干扰(EMI)抑制方面,电源输入端口加装EMI滤波器是一种行之有效的方法。这里阐述了EMI滤波器的性能指标和基本设计方法,分析了无源元件的高频模型,对寄生效应进行了消除。利用PSpice软件,分析寄生参数对滤波器性能的影响,验证所提方法对滤波器优化的实际效果。为开关电源EMI滤波器的优化设计提供借鉴。     

大功率三相两级π型共模EMI滤波器的近场耦合分析

EMI滤波器是抑制电力电子设备传导干扰的重要手段,其高频性能受内部近场耦合的影响显著,因此对EMI滤波器内部近场耦合进行准确分析是预测滤波器实际性能的关键。对大功率三相两级π型共模EMI滤波器的近场耦合开展研究,理论分析了影响其滤波性能的关键近场耦合参数,仿真计算了耦合参数和建立了高频等效电路。仿真与测试结果表明:输入环路与输出环路之间的磁场耦合以及输入走线与输出走线之间的电场耦合是影响大功率三相两级π型共模EMI滤波器性能的关键。     

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。     

集成模块用有源电磁干扰滤波器的设计

通过比较电力有源滤波器与电磁干扰有源滤波器的异同，分析了在电力电子集成模块的输入EMI滤波器设计中采用有源滤波技术的可行性，设计出用于集成模块的有源EMI滤波器，包括宽带电流互感器、线性放大电路及高频电流回馈环节。基于滤波器的T型二端口网络模型，研究了其放大倍数与补偿性能的关系，获得了稳态工作特性曲线：考虑到EMI信号的宽频谱特性，建立了电流互感器的高频简化物理模型，探讨了拓展其传输频带的有效方法。所设计的滤波器工作稳定，外形结构紧凑，仿真和实验结果表明其在较宽的频段内具有良好的滤波效果。     

基于合成扼流圈的开关电源EMI滤波器设计

为改善传统EMI滤波器的滤波性能,分析并采用了合成扼流圈来替代传统分立扼流圈,并根据滤波器阻抗失配原理,通过分析LISN网络与噪声源的阻抗特性,分别对共差模等效电路进行分析与设计,提出了基于合成扼流圈的开关电源EMI滤波器设计方法.试验结果证明,此方法是有效的,并已成功地应用在燃料电池轿车用DC/DC变换器的控制电路板设计中.     

无源滤波器在开关电源中的应用分析

高频开关电源的传导性电磁干扰是电力电子装置的主要干扰源之一．国际电磁兼容法规定的电源产品的EMC指标已成为开关电源的一个极为重要的性能参数．正确分析开关电源的电磁干扰和采用适当的滤波措施是开关电源设计的前提。运用开关电源传导性电磁干扰模型，对开关电源的传导性电磁干扰机理做了全面的分析．提出一种采用无源滤波器技术来减小开关电源电磁干扰的方法。同时，引入无源滤波器插入损耗的概念．推导出高性能无源滤波电路的差模干扰与共模干扰模型．并依据无源滤波器对干扰信号的插入损耗最大原则设计开关电源输入端无源滤波器。应用结果表明．所提出的无源滤波器对开关电源高频段的电磁干扰有很好的消除效果。     

开关电源近场辐射效应分析与模型研究

本文实验考察了一台功率因数校正器(PFC)主电路产生的辐射电磁场对传导干扰发射的影响,细致分析了PFC与EMI滤波器、电源输入线缆间的电磁耦合效应,在此基础上,建立了包含电场耦合效应的传导干扰电路模型并加以验证。基于电源共模传导干扰简化模型,提出了临界耦合距离概念并进行了实测,该参数可为开关电源早期阶段的EMC布局设计提供参考。最后,提出了几种辐射效应抑制新措施。     

燃料电池轿车DC/DC变换器控制电路的EMI滤波器设计

在电磁兼容设计时，电源线上的传导干扰主要通过EMI滤波器进行抑制。本文介绍了电源EMI滤波器的基本结构、插入损耗，着重讨论了在电磁兼容测试情况下EMI滤波器插入损耗的计算方法。结合车载零部件传导发射的电磁兼容标准计算所需的插入损耗，通过选择分立元器件构造滤波器，最后通过电磁兼容测试验证了设计方法的正确性。     

基于柔性多层带材3kW全集成EMI滤波器

EMI滤波器是抑制干扰的有效手段之一,全集成EMI滤波器在性能和体积方面均具有明显的优势。基于柔性多层带材,设计了应用于3kW场合的全集成EMI滤波器。文章详细介绍滤波器的集成原理,并提出了集成结构的设计流程和参数的计算方法。实验结果表明,在中、大功率场合,和分立滤波器相比,全集成EMI滤波器性能更好、体积更小。     

EMI滤波器技术在开关电源中的应用与研究

开关电源由于其可靠性高、输出稳定等优点而广泛应用于电力电子系统中,但其自身产生的电磁干扰对整个系统的影响不容忽视。为了抑制开关电源所产生的传导电磁干扰,提出了集成EMI滤波的级联技术,并针对功率变换器的输出波形进行仿真。仿真实验结果表明:这种级联的集成EMI滤波器对谐波有良好的抑制作用。     

平面集成滤波器LC单元的阻抗特性

集成LC结构利用电感箔式绕组层间分布电容实现了电感与电容的集成,是构成平面磁集成EMI滤波器的基本单元,建立该单元的高频模型为准确评估EMI滤波器的高频特性具有重要意义。本文讨论了传输线结构在电路中两种不同连接方式下电场和磁场的分布情况,分析了其等效电路。基于广义传输线理论建立了集成LC线圈的高频模型,将其看作一个二端口网络,利用模量转换法推导了阻抗矩阵。计算了模型中单位长度的电磁参数,最后分别将集成LC线圈连接成串联谐振和并联谐振结构,在有磁芯和无磁芯两种情况下测量出其阻抗特性,与计算值进行了比较,验证了模型的准确性。     

一种新型的平面无源集成EMI滤波器结构

为了减小电磁干扰(EMI)滤波器的体积,提高开关电源的功率密度,提出一种堆积式交错并联平面无源集成EMI滤波器结构,将滤波器的共模电感、差模电感、共模电容和差模电容集成为一个单元模块,解决了现有结构难于集成大电容的问题,减小了集成电容的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL);在考虑共模电感的等效并联电容(EPC)和共模电容的ESL以及它们的ESR情况下,建立了平面无源集成EMI滤波器的高频共模等效电路模型;利用二端口网络的A参数矩阵推导了插入损耗的计算公式。仿真和实验表明了该结构的有效性,以及高频模型和插损公式的正确性。