开关电源EMI滤波器原理与设计研究

在开关电源中，EMI滤波器对共模和差模传导噪声的抑制起着显的作用。在研究滤波器原理的基础上，探讨了一种对共模、差模信号进行独立分析，分别建模的方法，最后基于此提出了一种EMI滤波器的设计程序。     

基于噪声仿真的EMI滤波器研究

提出一种依据仿真得到的开关电源噪声进行电磁干扰(EMI)滤波器设计的方法.针对Boost功率因数校正变换器,应用SABER软件仿真不同寄生参数下的噪声幅值,得到了影响共模噪声和差模噪声的主要因素:差模噪声主要是由功率器件的高频模型引起的,而共模噪声则与无源器件的高频模型以及MOSFET对地漏电容相关,且随着漏电容的增加而增加.在考虑功率器件的高频模型、MOSFET的对地漏电容以及无源器件的高频寄生参数等影响的情况下,采用噪声仿真的方法分离出变换器的共模噪声和差模噪声.在此基础上,应用插入电压增益的方法,计算出共模滤波器和差模滤波器的截止频率,设计了EMI滤波器.实验验证了仿真的准确性以及滤波器设计方法的正确性.     

一种实用的开关电源EMI滤波器的设计方法

根据CISPER EN550022标准提出了一种实用的开关电源EMI滤波器设计方法.它基于线上共模噪声和差模噪声原理,用一种特殊的分离器将电磁干扰噪声分离成共模噪声和差模噪声.传导发射是根据CISPER EN550022标准,通过线性阻抗稳定网络和接收机进行测试.通过分析噪声源的阻抗特性,确定了滤波器的结构.利用MathCAD进行仿真,根据CISPER EN550022标准实施实验,验证了该设计方法的可行性.     

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。     

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.     

兼有共模电压抑制作用的逆变器输出无源滤波器

提出了一种以差模电压滤波为主 ,兼有抑制共模电压作用的逆变器输出无源滤波器。该滤波器是在基本RLC滤波器基础上通过在滤波电感上增加附加绕组来实现的。其特点是将两种滤波作用有机结合。仿真及试验表明 ,在满足差模滤波要求的同时 ,可减小共模电压有效值约6 0 %。文中示出了该滤波器的基本结构及其差模和共模等效电路 ,分析了差模和共模电压转移函数 ,给出了滤波器参数的工程计算方法 ,列举了部分试验结果     

高频开关电源的EMI滤波器的研究

本文介绍了分离高频开关电源中噪声的方法,分析了共模和差模噪声中共模噪声占主要成份。在此基础上介绍了一种开关电源EMI滤波器的高频模型,并对这个滤波器模型的高频特性进行了分析。     

锂电池车载充电机输出纹波与噪声抑制技术研究

对锂电池车载充电机的输出纹波噪声进行了分析,设计了差模噪声和共模噪声抑制电路,对两级LC滤波电路和共模噪声抑制电路的参数进行了计算。样机实验结果表明,车载充电机输出纹波达到了技术要求,电磁干扰小。     

基于跑道形磁芯共差模电感在电源中的应用

计算机的开关电源需要使用共模电感来抑制共模的电磁干扰,同时需要考虑对差模的电磁干扰抑制,为了获得良好的干扰抑制效果,需要设置两级或两级以上滤波电路,这必然带来开关电源电路成本,降低电源的功率密度。提出一种采用纳米非晶跑道形磁芯共差模电感器,以常用500 W PC电源,只用一级共模滤波器就能满足电磁兼容(EMC)要求。     

一种新的传导型共模/差模EMI分离测试网络

传统的传导型电磁干扰（EMI）噪声的测试多为混合测试或分时分离测试，由于共模和差模EMI噪声没有完全分离或不为同～时刻的值，因此其测试结果不够精确。本论文针对传导型共模、差模EMI噪声产生机制的不同，给出了一种可同时测量共模／差模噪声的分离测试网络，该分离测试网络基于一种简单的测试等效电路。本文给出了该分离测试网络的电路原理及仿真结果。仿真结果表明该分离测试网络的分离测试效果良好。     

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。     

正激式变换器输入端共模噪声的研究

噪声源的研究对噪声控制是十分重要的，掌握噪声特征是噪声控制方法比较以及滤波器设计的基础，本文以电路理论为基础，建立了单端正激式变换器由功率MOSFET的漏极与接地散热器之间寄生电容所引起的输入端共模噪声分析模型，借助于PSPICE仿真工具，分析了硬开关和软开关情况下所产生的共模噪声，本文的工作将有助于开关电源电磁干扰诊断和滤波器的设计。     

基于电流噪声源模型的EMI滤波器设计

在阐述了三相变流器电磁干扰特点的基础上,提出了一种新的EMI滤波器的设计方法。分析了三相变流器的共模、差模干扰回路,建立了插入滤波器后三相共模、差模等效模型。考虑了阻抗失配条件下对滤波器设计的影响,根据测得传导干扰所需衰减量,确定滤波元件参数选取。该方法以电流源为噪声模型,绕过了源阻抗估算这一难点,简化了设计难度,仿真结果表明了该设计方法的有效性和实用性。     

差共模噪声相互转化机理及在平面EMI滤波器设计中的应用

EMI滤波器是抑制传导干扰的重要元件。论文对差、共模混合噪声电路在"阻抗失配"的基础上,可以分离为两部分独立的等效通道。对两个通道各自加载差模和共模噪声,求解电路网络,在负载端可以得到差、共模干扰噪声。由此,可以得到由于支路阻抗的不对称而引起的差、共模噪声之间的相互转化。基于环形结构的平面EMI滤波器是本课题组提出的一种新型结构,但是仍然存在对应支路阻抗不对称问题引起噪声相互转化的问题。为此,本文提出一种单面完全覆金属的"感容"集成模块(LC单元),与双面均为螺旋型LC单元进行比较表明,所提出的模块具有良好对称性,能更好地抑制平面滤波器差、共模噪声之间的相互转化。     

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.     

开关电源输出噪声

开关电源的输出噪音主要有两种:差模噪音和共模噪音。差模噪音主要是由输出部分的开关管导致的。典型的是由开关二极管产生。通常加入LCR滤波电路或在二极管上串联饱和磁珠能有效抑制查模噪音。     

开关电源传导干扰的诊断

诊断开关电源传导干扰的主要性质,分别测量共模干扰和差模干扰,是正确设计电源ＥＭＩ滤波器的第一步。介绍了共模干扰和差模干扰测量的三种方法,并讨论、比较了三种方法各自的优缺点。     

基于一种有源EMI共模技术的研究

为了探讨共模电流辐射,找到抑制电子系统（产品）设计中共模电流电磁辐射原因;本研究从阐明共模电流的含义出发,采用一种开关电源的有源EMI共模滤波器方案,用以一个AC/DC半桥变换器半桥电路来实现这种方案,对整机做了EMI传导性能、电磁辐射测试。分析与仿真实验结果也验证了有源滤波器的使用对开关电源的共模传导干扰抑制的有效性。该研究对电子产品的开发、抑制电子系统（产品）设计中共模电流电磁辐射有一定的借鉴作用。     

高频开关电源有源EMI滤波器应用研究

以反激式开关电源为研究平台,详细分析了开关电源中电磁干扰的问题,尤其是共模传导电磁干扰。重点研究基于运算放大器的有源共模传导EMI的抑制方法,并比较采用有源共模EMI滤波器和不采用有源共模EMI滤波器的实验原理及EMI水平。实验证明了该有源EMI滤波器工作稳定,滤波效果良好。     

基于有限元分析的共模扼流圈漏感计算研究

共模扼流圈是EMI滤波器中重要的磁元件,其漏感能够作为差模电感衰减差模噪声,但当漏感较小时,无法满足差模噪声的衰减要求,漏感太大容易造成磁心的饱和,故共模扼流圈的漏感是一个需要优化的参数,应对其漏感值进行预测计算。本文基于有限元分析,对不同尺寸、不同绕组夹角的共模扼流圈的漏感进行3-D仿真,基于漏感的仿真结果与尺寸、绕组夹角间的关系,推导一种计算共模扼流圈漏感的数学模型。通过对样品测量,结果验证了数学模型的正确性。