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。     

提高电源滤波器插入损耗措施的研究

针对电源滤波器插入损耗受端接负载的影响,在使用时很难匹配负载,导致插入损耗和标准给出的性能相差很大。为提高滤波性能,对电源滤波器端接负载情况下的共模和差模等效电路进行分析,提出了利用并联电容或串联电感等补偿元件提高插入损耗的措施,依据戴维南定理给出了连接补偿元件后的近似等效电路。通过分析和实验验证了并联电容阻抗是负载阻抗的1/N或串联电感是负载阻抗的N倍时,插入损耗将提高N倍估算方法的正确性。     

基于噪声源阻抗提取的EMI滤波器高效设计方法

针对传统EMI滤波器设计方法存在单次设计不准确、多次设计调试周期长的问题，提出一种基于噪声源阻抗提取的EMI滤波器高效设计新方法。首先通过插入无源二端口网络准确、迅速地获得噪声源阻抗幅值和相位；其次依据阻抗失配原则进行EMI滤波器拓扑选择；然后综合考虑噪声源阻抗、LISN端等效负载阻抗以及EMI滤波器高频分布参数对滤波器插入损耗的影响，令滤波器的理论插入损耗等于传导EMI测试频段范围内所需的插入损耗，得到滤波器各元件准确参数，实现了EMI滤波器精确设计。最后，通过一台LED驱动电源进行实验，结果表明一次设计即可满足预期效果，验证了所提方法的准确性和高效性。     

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。     

基于阻抗测量的共模扼流圈高频建模

共模扼流圈是EMI滤波器的核心元件,它的高频特征极大地影响了EMI滤波器抑制传导EMI噪声的性能,有必要建立共模扼流圈的高频模型,以便更准确地评估和预测EMI滤波器的性能.本文提出了基于150kHz～30MHz频率范围内的阻抗测量实现的共模扼流圈高频建模方法,并通过一个实例给出了它的高频集总参数模型,该模型包括了共模电感、差模电感、寄生绕组电容和等效的损耗阻抗等参数.最后通过比较共模扼流圈插入损耗的测量结果和仿真结果,证实了本文所提出的共模扼流圈高频建模方法.     

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。     

基于EMI滤波器的变频器传导电磁干扰抑制

以兆瓦级别变频调速系统为研究对象,分析了系统负载阻抗特性和阻抗匹配程度对电磁干扰(EMI)滤波器插入损耗的影响,在此基础上介绍了带阻抗匹配网络的EMI滤波器,对兆瓦级别变频调速系统进行了原始EMI信号的提取,EMI滤波器的选型和阻抗匹配网络元件参数的设计。通过对比添加阻抗匹配网络前后EMI滤波器的滤波效果,验证了带阻抗匹配网络的EMI滤波器对传导干扰的抑制作用。     

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。     

EMI滤波器网络最佳工作状态设计及其平面化实现

EMI滤波器是抑制传导干扰的重要手段之一,受噪声源、负载阻抗影响,其工作性能往往不佳。为了改善这些不利影响,提出了一种带有阻抗失配网络的EMI滤波器网络设计方法,其可根据噪声源及负载阻抗的大小,将阻抗失配网络分为L型与C型两类,并通过选取合适的失配网络参数使噪声源与滤波器的输入阻抗和负载阻抗与滤波器的输出阻抗均满足一定的比例关系。EMI滤波器网络利用不同阻抗比例关系产生不同的反射损耗这一特性,对滤波器的最佳工作状态进行配置,使得滤波器在原有插入损耗的基础上增加其反射损耗,达到改善滤波器工作性能的目的。为了减小滤波器体积,将滤波器网络设计方法应用于平面环形EMI滤波器中,并通过实例测试验证其有效性与可行性。     

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.     

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。     

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。     

直流电网挂接单个三相逆变器的差模传导干扰

为研究挂接单个三相逆变器的直流电网的差模传导干扰,分析了干扰源和耦合路径并建立了差模传导干扰的频域等效电路,在10 kHz~30 MHz频率范围内分析了实验测得的相关器件参数。结果表明计算得到的差模传导干扰频谱和实测频谱一致,证明提出的差模传导干扰频域等效电路及其分析的正确性。研究阻性和感性负载变化下的差模传导干扰所得结论在实测和计算下基本一致。     

电源线EMI滤波器内部杂散电磁耦合及其作用

电源线EMI滤波器的高频衰减性能常受到滤波器内部和外部杂散电磁场的影响,导致滤波器的高频插入损耗远低于预计值.本文对一个L-C-L共模型EMI滤波器内部的杂散电磁耦合及其作用进行了理论分析和实验识别,确定了各元器件、互连回路间杂散耦合的电磁性质,研究了各耦合作用的大小.针对主要的杂散耦合效应,提出了相应的改善措施.本文对滤波器内元器件寄生参数的作用也进行了分析和对比.     

计及等效负载变化的消弧逆变器性能分析与设计

分析了消弧逆变器等效负载的性质,结果表明：等效负载是有源负载,等效源具有较大的幅值和较宽的变化范围;随过渡电阻和故障距离的变化,等效负载阻抗可呈现阻性、阻感性和阻容性。这一结果表明逆变器需要在负载性质改变和等效电源扰动的情况下,仍能稳定跟踪包含多频次的给定电流。对抗扰性和跟踪性要求的提高,增加了设计难度。鉴于此,提出了消弧逆变器输出滤波器和控制器的设计方法。输出滤波器采用滤波电容分流法进行设计,保证了逆变器能输出包含多频次的电流。采用电容串联电阻来抑制阻感负载情况下带来的谐振失稳问题,并给出了串联电阻的计算方法。控制器采用了定带宽设计法,带宽选定在幅频特性重合段。控制器参数设计准则为：保证阻容负载情况下传函幅频特性低频段具有较高增益。采用PSCAD/EMTDC仿真验证了结论的正确性和所提设计方法的可行性。     

串联混合型有源电力滤波器对三相负载谐波源补偿特性的研究

在分析几种常用负载谐波源特性的基础上，推导出了在谐波环境下三相通用负载、星形和三角形联结负载谐波源的阻抗计算公式、序阻抗和序导纳矩阵。建立了串联混合型有源电力滤波器模型，并研究了该滤波器对星形联结和三角形联结负载谐波源的补偿特性。串联混合型有源电力滤波器适合补偿星形联结和三角形联结负载谐波源，也适合补偿电容性和电感性谐波源。实验结果验证了该结论的正确性。     

EMC元件高频特性的研究

电力、电子设备产生的电磁干扰往往会超过可接受的水平,所以要利用滤波电路来降低它们所产生的EMI。这些滤波电路由串联扼流圈和并联电容器构成低通滤波器,文章对EMI滤波元件的高频特性进行分析,给出了电容、电感、电阻等的高频特性、等效电路以及仿真曲线。得出的结论体现出与工频下不同的特性,对滤波设计有重要的指导意义。