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。     

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     

变流器的磁场耦合对差模干扰影响的实验研究

研究了滤波器与主电路的杂散磁场耦合对功率变流器差模干扰的影响.以带有C-L滤波器的Boost PFC电路为研究对象,从整个滤波器、滤波器中的滤波电感、电容三方面分析了该电路的滤波器与主电路的近场耦合,进而通过改变滤波器与主电路的布局来测试不同情况下的电磁干扰(EMI).实验测试结果表明:滤波器与主电路的近场耦合对功率变流器的共模干扰影响不大,主要影响差模干扰,同时滤波电容与主电路的电感耦合主要影响差模干扰的高频段,而滤波器中共模扼流圈与主电路的电感耦合则主要影响差模干扰的低频段.     

一种快速准确计算共模扼流圈动态电感的方法

共模扼流圈是通信线或电源滤波的重要组成部分,其对共模干扰信号的抑制起关键作用。实际应用中,扼流圈内同时存在差模电流和共模电流,当差模电流较大时,不同数值的差模电流致使磁心不同程度的饱和,对应磁化曲线工作点进入非线性区,从而使得共模动态电感数值减小、扼流圈共模干扰抑制能力降低。为快速、准确计算非线性情况下动态电感以评估扼流圈干扰抑制能力,根据场量对称关系建立共模扼流圈简化模型,通过有限元方法计算并提取不同差模电流下线圈电流与磁链的关系,利用Simpson数值微分公式计算磁心不同饱和程度下共模扼流圈动态电感。结果表明:所建简化模型相对全模型计算速度提升4～5倍,同时相比传统向前差商法或中心差商法,其计算结果稳定性高、精度高。     

考虑电感频变特性的共模扼流圈全电路建模及参数提取

该文对共模扼流线圈电感的频变特性进行等效,采用全电路方法分析其对电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)滤波器性能的影响。首先,对共模扼流线圈端子间的宽频阻抗特性进行测量,提取基本的等效电路参数;根据锰锌铁氧体材料磁导率的频率特性和阻抗测量结果,采用幂函数对电感的频变特性进行描述,建立共模扼流线圈的全电路模型,并比较共模、差模端口传输特性。最后,结合EMI滤波器其余元器件的寄生参数,建立100k Hz～30MHz频段的等效电路模型,测试结果验证了此全电路等效模型的有效性,并讨论其在传导发射抑制中的应用。     

SQ扁线共模电感未能应用在变频冰箱的原因分析及解决方案提出

SQ扁线共模电感在电视等黑色家电上应用很普遍,这种电感有生产自动化程度高、一致性好、高频干扰抑制效果好等优点,但一直未用到变频冰箱产品上.当变频冰箱使用与常用的环形共模电感的外形尺寸和感值相当的SQ扁线共模电感时出现电感失效,致使骚扰电压低频段异常高,分析SQ扁线共模电感失效的原因是电感出现了饱和,由于SQ共模电感具有较小的磁芯截面积、较大的漏感,以及相较于电视等黑色家电,变频冰箱具有较大的峰值工作电流、较大的变频载波泄漏电流,所以SQ扁线共模电感在共模电流和差模电流共同作用下就容易出现饱和而失效.故提出用通过增大磁芯面积、减少绕线匝数的方法来减小磁芯中的磁密而避免磁芯出现饱和失效,使SQ扁线共模电感能够应用在变频冰箱产品上.     

基于高导锰锌铁氧体磁芯的单相共差模磁集成电感器

通过对共模电感器及差模电感器工作原理、特点的分析,利用高导锰锌铁氧体材料制作了单相共差模磁集成电感器。结果表明,使用EI44/30/20高导锰锌铁氧体磁芯制作的单相共差模磁集成电感器,当气隙长度lg为6.7 mm、匝数为10匝时,共模电感量为690μH,差模电感量为28μH,饱和电流超过40 A。     

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。     

PWM电机驱动系统中共模电压和轴电压的抑制

为了抑制PWM驱动电机系统中的高频共模电压和轴电压.提出一种无源滤波器拓扑结构.通过对传导干扰传播途径的分析,设计滤波器拓扑结构及其参数.该滤波器包括了一个共模滤波器和一个差模滤波器,连接在PWM逆变器的输出侧及整流器的输入侧,共模滤波器分别消除逆变器输出侧与电机之间的共模电压及整流器交流侧的共模电压,差模滤波器消除三相线和线之间的高频差模电压及衰减电机终端出现的过电压.实验结果表明本文提出的方法有效地抑制了共模电压和轴电压,并且使系统的传导干扰发射在整个频段内均不超标,验证了所提出无源滤波器拓扑结构的正确性及参数选择的有效性.     

共模扼流圈饱和效应分析及动态电感计算

研究了差模电流激励下的共模扼流圈磁饱和效应.建立了共模扼流圈的有限元分析模型.共模扼流圈三维磁场分布的仿真计算结果显示,磁芯中差模电流激励的磁通并没有完全抵消,仍有少量漏磁存在.这些漏磁增加了磁芯的磁通密度,并导致磁芯部分饱和.为得到共模扼流圈在磁芯部分饱和情况下的共模电感值,借助有限元数值分析,给出了求取共模扼流圈动态电感的计算方法.最后设计了测量差模电流激励下共模扼流圈动态饱和电感的实验,仿真计算与实验测量结果吻合较好,表明所提出的共模扼流圈动态电感的计算方法是有效的.     

考虑触簧寄生参数的继电器电弧传导发射研究

提出了考虑触簧寄生电感、触簧之间以及触簧与外壳之间寄生电容的触簧组电磁兼容模型,在此基础上建立了电弧传导发射共模与差模仿真电路模型,给出了共模与差模干扰的传导路径.以一组银转换触点组为例,提取分布电感、电容参数,仿真了切断5A直流的阻性负载下电弧对外发射的共模与差模电压在0.01～10MHz的幅频谱,其差模干扰发射电平在某些频率点超出了国军标规定的发射限值,应用中需采取抑制手段.     

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。     

CLC型PWM逆变器端无源滤波器的设计

由于PWM逆变器输出电压中含有较多的高频分量,所以逆变器输出端必须加入低通滤波器来减小谐波含量.借鉴在PWM逆变器与电机之间插入共模变压器来消除逆变器输出端共模电压的方法,通过分析共模变压器带有漏感时的等效电路,提出了一种新型的CLC型逆变器端无源滤波器.利用共模变压器产生的漏感代替差模电感来抑制差模电压dv/dt,同...     

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。     

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.     

基于传输线变压器的传导干扰分离网络

电力电子设备产生的传导电磁干扰(EMI)问题日益突出。为了有效抑制EMI,首先必须准确判断EMI的性质,为此需要将共模/差模干扰分离。本文基于共模/差模干扰分离网络的基本原理,针对现有分离网络的缺陷,提出了一种基于传输线变压器(TLT)的新型分离网络,并深入分析了传输线变压器对分离网络性能的影响。研究表明,这种分离网络能在150kHz~30MHz频段内保证输入阻抗恒定为50Ω,并能有效实现共模/差模干扰分离。时域和频域测试的结果证明了所设计分离网络的有效性。     

集成EMI滤波器原理与设计

利用柔性多层带材,提出了一种Electromagnetic Interference(EMI)滤波器的集成结构。该结构单独设计了差模绕组,并将滤波器中所有无源元件都集成在同一磁心中。文章通过建立集成滤波器的分布模型,从差、共模电流分布和磁路的角度,分别阐述了差、共模电感的集成原理,并给出了计算公式和集成结构的设计要点。实验部分比较了在不同差模电感下,差模插入损耗特性和EMI测试结果。实验表明,集成滤波器比分立滤波器体积更小,高频特性改善显著。