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。     

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。     

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。     

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。     

基于柔性多层绕组的集成EMI滤波器

本文提出一种基于柔性多层集成L—C绕组的新型EMI滤波器集成结构。通过采用此种结构,可以将共模电感,差模电感与共模电容集成为1个单元。与平面PCB绕组的集成EMI滤波器比较,具有铜损显著减小的特点。本文还介绍了实验样机和实验结果。     

环形平面EMI滤波器差模电感的提取与实现

平面EMI滤波器是电力电子系统小型化、模块化和集成化的一条有效途径,其差模电感是由两个具有对称结构的共模电感产生的漏感实现。作为抑制EMI差模传导干扰噪声的重要部件,差模电感必须得到精确计算和设计。本文求解了应用于环形平面EMI滤波器中共模电感之间漏感计算的解析表达式,建立了漏感提取的数值计算模型,并通过计算与测量结果将两种方法进行了比较。在此基础上,分析了共模电感绕组主要结构尺寸对漏感值的影响,总结了设计中调整漏感值的途径。本文实现了该类漏感结构,实验结果说明建立的数值模型的精确性,调整漏感值措施的可行性,为平面滤波器差模电感的实现提供有益指导。     

一种用于差、共模噪声抑制的平面EMI扼流圈

扼流圈是组成EMI滤波器的核心元件,其集成化的设计对滤波器小型化、高功率密度化有重要影响。针对以往扼流圈元件多、集成效果差,本文提出一种新结构的平面磁集成扼流圈,分析了其在差、共模电流下磁通耦合方式,说明了差、共模电感形成原理,并得到了等效电路;对比分立元件构成的扼流圈,说明了其在电感特性和阻抗对称性能方面的优势。S参数法测量滤波器插入增益的原理得到了阐述,实验验证了新结构集成扼流圈的有效性和优越性。     

环形“感容”单元的三参数集成滤波器模块及其在开关电源中的应用

"电感"和"电容"的模块(简称"LC单元")是组成EMI滤波器的核心元件,采用不同的连接方式可实现不同的参数集成。本文提出一种新型连接方式的LC单元,实现了共模电感、差模电感和差模电容的三参数集成。当通入共模(CM)电流时,由于上下线圈完全对称,对应线匝电位分布相同,则电容效应可忽略,LC单元可等效为两个平绕线圈;当通入差模(DM)电流时,单位电感的感应电动势相互抵消为零,电感效应消失,LC单元等效为一个电容。本文在分析其耦合方式的基础上,给出了差、共模电流作用下的等效电路,并采用错位过孔连接技术完成EMI滤波器的连接,最终将其运用于小功率电源PFC电路中,通过实验验证其有效性和优越性。     

基于噪声源阻抗提取的LED驱动电源EMI滤波器设计

EMI滤波器是开关电源满足电磁兼容标准的关键手段。本文基于噪声源阻抗提取对EMI滤波器进行设计。首先推导了滤波器插入损耗与噪声源阻抗的数学关系式,并给出滤波器结构的选取准则;然后基于插入损耗法提取了噪声源阻抗的最大值与最小值,并根据提取的噪声源阻抗的幅值范围分别设计了CL型共模滤波器和π型差模滤波器;最后将CL型共模滤波器与常用的LC型共模滤波器的滤波效果进行对比,验证了基于噪声源阻抗设计滤波器的必要性,并将依据噪声源阻抗设计的共模和差模滤波器加入实验样机中进行测试。实验结果表明,基于噪声源阻抗设计的EMI滤波器针对性强,同时能够大幅减少EMI滤波器设计过程的时间成本。     

功率因数校正电路杂散磁场对传导干扰发射作用的分析研究

开关电源主电路产生的强杂散电磁场会影响EMI滤波器的衰减性能。在细致分析功率因数校正（PFC）开关电源电感产生的杂散磁场特性和电源电磁干扰（EMI）滤波器共模电感的磁场敏感性基础上，实验考察了PFC电感和EMI共模滤波器问的磁耦合作用，建立了包含磁场耦合效应的PFC开关电源差模传导干扰高频模型。利用该模型，分析了空间耦合差模干扰成分的比例，阐明了电源差模干扰发射异常的原因；说明了因感应电压造成的火线、中性线传导干扰发射不均衡现象；根据磁耦合机理，提出了几种改善电源的差模干扰发射的措施，并进行了验证。     

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。     

改进式SHEPWM对三电平变频器系统的共模电压和轴电压的抑制作用

降低三电平中点钳位式变频器驱动电机的共模电压和轴电压,减小轴电流,对预防定子绕组绝缘击穿和延长轴承寿命以及减小电磁干扰等具有重要意义。使用改进型特定谐波消除脉宽调制技术,选择消除变频器输出共模电压中的低频分量,再使用共模滤波器滤除剩余的高频分量,在电机端得到了较低的共模电压和轴电压。并对有、无共模滤波器以及在工频电网供电下的共模实验数据进行了对比分析,结果证实该方法简单高效。     

基于EMI滤波器的逆变器传导电磁干扰的抑制

由于干扰源和负载阻抗对EMI滤波器的滤波效果有很大影响,根据PWM逆变器的传导干扰源和负载阻抗的特点,在已有的EMI滤波器结构选取原则的基础上,提出了一种设计EMI滤波器的方法,使得EMI噪声到达LISN时,经过了最大限度的衰减,给出了共模和差模干扰的设计实例,实验结果表明,该方法简单、有效.     

一种简单的通信电源EMI滤波器的分析与设计

介绍一种简单新颖的通信电源EMI滤波器设计方法。通过测试EMI噪声源的最大和最小差模源阻抗和共模源阻抗,计算出差模和共模噪声源的大小,并以此为依据设计EMI滤波器。该方法无需考虑电源的拓扑结构和控制算法,改善了传统滤波器过于复杂和基于理想化模型的设计方法。最后通过对800W样机实验验证了所介绍的滤波器设计方法的正确性和可行性。     

低成本高性能的共模和差模噪声分离技术

为了正确设计滤波器的参数，必须将共模和差模信号从线性阻抗稳定网络所测得的混合信号中分离出来。该文提出一种软硬件结合的低成本高性能的噪声分离技术，该技术共模信号是通过3个电阻组成的差模抑制网络分离出来的，差模信号则是根据共模和差模的定义，由软件方法计算得到的。文中对使用该方法可能存在的误差进行了估算。以1台600W 的直流电机系统产生的传导干扰为例，用此方法分离出共模和差模噪声信号，并根据分离结果设计了滤波器参数，最后给出系统接入此滤波器后传导干扰的频谱图。测量结果表明该系统的传导干扰发射在整个频段内均不超标，从而也证明了分离方法的有效性和实用性。     

基于非对称规则采样策略的变换器传导干扰预测

提出了非对称规则采样策略下的变换器差模和共模干扰源预测模型,使用频域计算的方法推导了2种干扰源的频谱;总结了差模、共模干扰在变换器开关频率及其倍数频率附近的分布规律,从而对比研究了不同调制比下2种干扰的变化关系,得到了相应的变化规律。在此基础上,利用Saber软件对一个三相整流器系统的传导干扰进行了时域仿真和频域验证,仿真试验验证了理论预测的正确性。该方法可有效推广到逆变器干扰源的分析预测中。     

一种基于开关电容滤波器的快速基波检测方法

为了实时快速地检测电力系统中的基波,提出了一种基于开关电容滤波器(SCF)检测电网中基波信号的方法。分析了SCF的原理及其优缺点,并与传统的滤波方法进行了对照,给出了选择开关电容的原则。由于信号经过一个滤波电路后一般会有一定的相差,为了保证检测前后基波信号相位的一致性,在SCF后面设计了一个等幅移相电路。以一款SCF的IC(MAX291)为例,设计了整个巴特沃斯型低通滤波器电路和等幅移相电路。用MATLAB进行了仿真,分析了这种滤波器和移相电路整体的精度和动态响应,并将该滤波方式应用到实验装置中,实验结果表明这种检测方法有很好的检测效果和快速的动态响应。     

一种高性能串联混合有源电力滤波器拓扑的研究

对传统的串联混合型有源电力滤波器抑制谐波的基本原理做了定性分析。在此基础上提出了一种新型高性能的串联混合有源电力滤波器。与传统的串联有源滤波器或者串联混合有源电力滤波器相比，其有源部分仅仅需要对注入电网的原负载系统的部分低次谐波进行抑制，从而提高了逆变器直流端电压的利用率，因而能在不损失滤波性能的前提下有效降低了有源部分的容量。该文进行了详细的理论分析，并通过仿真与10kVA样机的实验验证了理论分析的可行性。     

Microstrip band‐pass filters without source/load inverters

In radio frequency/microwave or even higher frequency range, various transmission‐line filters have been proposed for frequency selection. Specifically, there is a kind of transmission‐line filters not having source/load inverters. To design them is somewhat difficult, if their physical mechanism is not fully understood. In this paper, the concept of the distributed‐ to lumped‐element equivalence is applied in the synthesis of several microstrip band‐pass filters without source/load inverters. As demonstrated, it can help to reveal the physical mechanism of the filters such as how the resonances are created and coupled. In addition, the distributed‐ to lumped‐element equivalence relations between filter specifications and structural parameters are presented and good initial dimensions are calculated, which will facilitate filter design. Several examples are presented for demonstration.