EMI滤波器的设计

文章从建立EMI滤波器的共模、差模噪声源等效电路及电路模型入手,进而探讨了EMI滤波器的设计方法及其在实际应用的结构和结构参数的选择问题。

反激式变换器共模EMI抑制研究

分析了反激式变换器的噪声模型,根据原、副边的噪声回路特点,提出利用反激式变换器的辅助绕组改变变压器内的电位分布以调整其内部分布电容,从改变噪声通路阻抗的角度调整原、副边噪声平衡,实现共模噪声抑制。以一台50W反激式变换器为平台对分析结果进行了实验,实验结果验证了分析的正确性。

永磁交流伺服驱动系统共模EMI噪声的预测及抑制

永磁交流伺服驱动系统中高du/dt、di/dt在系统中寄生参数作用下感应出的电磁干扰,随着开关频率的不断提高,已逐渐影响到其在高精密场合下的可靠运行。电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)模型的研究,是电磁干扰分析、预测及其抑制的基础。本文研究出一种永磁交流伺服驱动系统共模EMI噪声的预估方案:针对典型系统中的智能功率模块(IPM)装置,通过分析开关管状态切换过程中IPM桥臂中点电位的跳变,等效出共模噪声源模型;在阐述共模干扰传播路径的基础上,利用不同方法提取了传播通道中所涉及的各主要部件(变流器、屏蔽线缆及永磁同步电机)的高频参数;在150k Hz^30MHz频段内,对其共模EMI噪声进行了实际测量,与仿真结果的对比验证了本文所建模型的正确性。根据样机实测EMI噪声,对于超出电磁兼容标准部分,提出了通过设计平面EMI滤波器滤除的方案,最终通过实验对该新型滤波器噪声抑制效果的有效性进行了验证。

传导性EMI噪声的模态软分离方法

对于传导性干扰的CM和DM的分离可以采用硬分离和软分离的方法,详细介绍了使用算法的软分离方法,并将软分离的单模态信号与测量信号比较,结果证明软分离的方法是成功的。

荧光灯电子镇流器的EMI滤波器设计

本文主要以基于恩智浦半桥驱动ICUBA2211设计的荧光灯电子镇流器为例,针对电路中存在的传导干扰,探讨了不同的滤波方法。通过在电路的电源入口处采取滤波技术对电路的EMI进行抑制,使电路的传导干扰的测试结果达到了国际的EMI标准限值。

基于补偿原理的逆变器EMI抑制方法研究

由于逆变器电源对输出接地电容的限制,对严重的共模电磁干扰难以用大容量的共模滤波器抑制共模噪声。文章介绍了一种新型的基于噪声电流补偿原理的电力电子装置无源干扰抑制技术,探讨了不同方案实现对共模噪声电流的补偿,并在一台DC/AC逆变器中进行了补偿测试。实验结果证实了该EMI抑制方法的有效性。

荧光灯电子镇流器的EMI滤波器设计

以基于恩智浦半桥驱动IC UBA2211设计的荧光灯电子镇流器为例,针对电路中存在的传导干扰,探讨了不同的滤波方法。在电路的电源入口处采取滤波技术可对电路的EMI进行有效抑制,测试结果表明电路的传导干扰达到了国际的EMC标准限值。

传导EMI的测试

在传导EMI(电磁干扰)中既存在共模电流也存在差模电流,要很好的分析传导EMI系统,就很有必要对共模干扰信号和差模干扰信号分离开来单独进行测试。这样,共模和差模噪声的分离就显得很重要了。

基于柔性多层金属箔的单相全集成EMI滤波器建模、分析与设计

在电力电子变换器高频化发展的驱动下,电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)问题更加凸显。因此,EMI滤波器成为了电力电子系统的重要组成部分,其优化设计对未来工业应用有着深远影响。文中以SiC-MOSFET单相逆变器为设计对象,研究一种基于UU型磁芯和柔性多层金属箔(flexible multi-layer foils,FMLFs)的EMI滤波器全集成设计方案。FMLFs由电气层、电介质层及绝缘层构成,通过合理设计FMLFs绕组结构及适当安排其端口接线方式,可将EMI滤波器的所有滤波元件集成在一个磁芯单元。以共模(common-mode,CM)滤波元件集成设计为基础,本研究根据不同的差模(differential-mode,DM)衰减需求依次设计3种EMI滤波器全集成结构——CM电感&电容型、CM电感&电容-DM电容型及CM电感&电容-DM电感&电容型。在Maxwell-ANSYS环境下,利用有限元仿真对所设计方案进行可行性分析。最后,通过实验测试验证该方案的可行性和有效性。

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。

应用于开关电源的有源共模EMI滤波器

在开关电源中,高速的开关造成了严重的共模噪声干扰。介绍了一种应用于开关电源的有源共模EMI滤波器。该有源滤波器基于电流检测、电流补偿的原理,以高速运放为核心。试验证明,该有源滤波器对共模噪声的抑制能力比无源器件高20dB。

反激变换器共模传导EMI噪声抑制的研究

对反激式变换器的原、副边共模传导EMI噪声特点进行了分析,总结了共模传导噪声模型并详细介绍了干扰源、传输通道对共模传导噪声的影响。建模分析了变压器绕组分布电容与共模传导等效电容之间的关系,针对原、副边共模噪声的特点,提出通过调整变压器绕组层间距离来控制共模传导路径阻抗特性的新方法,实现原、副边共模电流的抵消,从而更好地抑制共模传导噪声。并以一台40W的反激式电源为实验平台,用实验方法验证了该方案的可行性。

永磁同步电机共模EMI模型的参数化研究

提出了一种电机共模EMI模型的建模方法。通过测量电机的端口差共模阻抗,利用每种阻抗在不同串并联谐振频率处的值确定模型中的R,L,C参数,该方法在确定电机共模EMI模型的参数时,简便实用。所建模型可用于永磁交流伺服驱动系统共模EMI噪声的仿真预测。

PWM逆变器共模传导电磁干扰的预测

在PWM逆变器系统中,IGBT的高速开关动作会产生很高的dv/dt、di/dt,导致严重的电磁干扰。对PWM逆变器共模传导电磁干扰的机理进行研究,得出了共模传导干扰源和传播途径。通过与buck变换器进行对比,提出了一种用于研究PWM逆变器共模传导干扰的等效电路,利用实验测得等效电路中无源器件的参数及对等效电路的电压源进行傅立叶变换,在10KHz-30MHz频段进行了频域分析,计算的共模传导干扰频谱与实验结果进行对比基本一致,证明文中提出的共模传导干扰等效电路模型及其分析的正确性。

三相逆变器共模传导电磁干扰的建模与分析

为了预测进而抑制三相逆变器的共模传导电磁干扰(EMI),需要研究其建模和分析方法。本文首先通过对三相逆变器各个开关管的开关状态的分析,得到了三相逆变器共模传导EMI干扰源的简便表示方法,进而提出一种由共模传导EMI干扰源和传播通道模型构成的等效电路模型。通过实验测量和电磁场数值计算,获得等效电路中的各个高频参数。对其共模传导EMI进行仿真和实测1,50kHz～30MHz频段的仿真与实测频谱基本吻合,说明采用本文方法建立的共模等效电路模型是可行的。该方法可作为计算评估三相逆变器共模传导EMI的一种可行方案。

磁性元件分布电容对交错PFC共模噪声的影响分析

两路交错PFC是中、大功率开关电源前级的常用拓扑。本文从共模EMI噪声源和噪声路径两方面对共模噪声产生的机理进行了分析,详细说明了磁性元件的杂散分布电容对共模噪声的影响。针对交错PFC的共模噪声特点,提出了改善其共模EMI噪声的措施,并在一台600W的样机上进行了实验,实验验证了理论分析的结果。

整流—逆变系统共模电磁干扰分析

在整流—逆变系统中,功率开关器件的高频动作会产生巨大的dv/dt,di/dt,形成严重的电磁干扰(EMI)。为了预测进而抑制系统的共模传导电磁干扰,需要研究其建模和分析方法。通过与单相逆变器共模干扰模型进行对比、分析共模电磁干扰源和传播途径,构建了用于研究整流—逆变系统共模电磁干扰的等效电路。在10 k Hz^30 MHz频段,对整流器、逆变器以及系统的共模干扰进行了仿真和测试,预测结果与实测结果对比基本一致,证明了提出的共模电磁干扰等效电路模型及其分析方法的正确性。

基于MTLs弱耦合串扰模型的开关电源传导发射

由于串扰耦合效应的影响,开关电源输入输出线距离较近时,输入线和输出线传导噪声高频段相互耦合明显,不利于EMI滤波器的设计。针对输入线和输出线同侧的开关电源,基于多导体传输线(MTLs)理论和弱耦合串扰模型,分析了共模噪声电流传播途径,建立了开关电源输入输出线串扰模型,并给出单位长度参数。仿真和实验结果表明,输出线传导噪声的变化能够影响输入线的测试结果。针对输入输出线传导发射,提出了相应的改善措施。

电动汽车共模电流抑制方法的研究

针对电动汽车中沿电缆和底盘传导的共模电流是电动汽车产生电磁干扰的重要原因,分析了共模电流传导回路的阻抗特性,分析结果表明,在研究频率范围内(1～30MHz),共模回路存在串联谐振和并联谐振,分别导致共模电流出现极大值和极小值。为了抑制共模电流,基于互感原理开发了一种有源共模电感,与传统电感相比,有源电感具有较大的电感量和较好的高频特性,有源电感在电缆的适当位置可以产生最佳的共模电流抑制效果。

有限地平面上差分对共模噪声的分析

共模噪声是高速数字电路产生电磁干扰的主要原因,而共模电感又是共模噪声大小的决定因素。以多层板的微带线为模型,推导出在偏离地平面中心以及跨越不连续地平面的情况下,PCB上差分对共模电感的定量表达式,并对其共模噪声的特性进行了详细讨论。其结论可以帮助设计人员理解共模噪声产生机制,并针对具体电路走线定量分析,提前准确发现设计中潜在的问题。