考虑频变特性的共模电感宽频段阻抗建模方法

共模电感由绕组和磁芯组成,锰锌铁氧体可以作为共模电感的磁芯,其高频参数的频变特性使共模电感的阻抗特性在150 kHz~30 MHz内呈非线性。针对传统共模电感集总电路模型与实测阻抗特性存在较大偏差,难以准确预测共模电感在高频段阻抗特性的问题,分析磁芯材料参数与绕组绕制方式对共模电感高频阻抗特性的影响;从共模电感分布电容特性的角度阐述磁性材料参数与绕组结构对分布电容大小的作用机理;提出考虑磁芯相关频变参数的共模电感宽频段阻抗仿真建模方法,结合阻抗测试验证所提方法的有效性。

集成隔离30 kV全固态层叠Blumlein脉冲发生器

层叠Blumlein脉冲发生器具有灵活紧凑的优点,但由于开关隔离问题没有得到广泛运用。设计了一种集成隔离全固态层叠Blumlein脉冲发生器,利用4绕组共模电感为脉冲形成网络充电、驱动供电和高电压隔离的器件,解决了半导体开关应用于层叠Blumlein脉冲发生器的问题。首先介绍了隔离的原理,设计了包含共模电感和同步光触发隔离组件,以及基于IGBT开关阵列的Blumlein脉冲形成网络,分析了层叠Blumlein脉冲发生器的充放电过程;其次,对设计的Blumlein脉冲形成网络与层叠Blumlein脉冲发生器进行电路仿真;搭建了8级层叠Blumlein脉冲发生器,在匹配负载上实验得到电压30.0 kV、电流604 A、脉宽237 ns的方波脉冲。

匝数不对称的环形共模电感特性分析

共模电感会产生磁场泄漏,其漏感可以被用作差模感量。分别对匝数对称共模电感与匝数不对称共模电感进行磁路建模,发现匝数不对称共模电感在磁芯磁材的截止频率前可以进一步增加其差模感量。提出一种差共模电感集成方案,将两个匝数不对称的共模电感串联堆叠,同时保持L、N线路之间的阻抗平衡。有限元仿真表明,所提方案能够显著增加共模电感的差模阻抗,并降低磁场泄漏。实物测试中,所提方案的阻抗为传统方案的1.5~8倍。插入损耗测试结果显示,在100 kHz~10 MHz范围内,所提方案相比传统方案能够增加8~20 dB的插入损耗,验证了所提方案能够明显改善EMI滤波器的滤波效果。

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。

基于开关电源的三相电磁干扰滤波器

为了抑制三相开关电源注入电网的电磁干扰(EMI),提出了三相EMI滤波器的设计方法。构建了三相共模、差模滤波器的理想等效电路,并分析了高频对理想等效电路的影响;确定了基于参数矩阵的插入损耗表达式,并在理想和高频情况下,分别推导出共模、差模滤波器的参数矩阵。根据电网侧负载阻抗和开关电源侧源阻抗的特性,分析了插入损耗与频率的关系;由于高导软磁铁氧体具有旋磁频率极限和非线性磁滞回线,分析了二者对共模电感的抑制作用和共模插入损耗的影响。根据相关标准及抑制效果要求,确定三相EMI滤波器的参数。实验结果表明:插入三相EMI滤波器后,开关电源的噪声峰值得到约21 d B的抑制。

一种新型的EMI集成滤波器

在总结国内外集成滤波器发展的基础上,推出了一种新型的EMI集成滤波器,该滤波器利用两个不同特性的磁芯将共模电感和差模电感集成在一起.新的集成滤波器方案有3个特点:1)在制造、安装工艺上非常方便;2)差模电感的调节方式灵活;3)降低了由于差模电感和共模电感的集成而带来的相互影响.

一种调整共模噪声源阻抗并优化EMI滤波器性能的方法

提出一种调整变换器共模噪声源阻抗的方法。通过在对称式Boost变换器的耦合电感上加入平衡绕组,并在平衡绕组的末端加入平衡阻抗实现。对比不同噪声源阻抗下变换器的电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)频谱,实验结果验证了该方法的有效性。文中所涉及的端口网络均采用散射参数(S参数)来描述,变换器的寄生电容通过有限元仿真得到。基于测得的S参数和寄生电容的仿真结果,建立平衡阻抗和EMI滤波器共模插入损耗之间的关系,并对平衡阻抗的取值进行预测。论文提出的方法可扩大噪声源端的阻抗失配,同时增大EMI滤波器的共模插入损耗。本方法的优势在于即使EMI滤波器的元件布局及其参数是固定,其性能仍可以通过调整平衡阻抗进行优化。因此,有效减少了传统EMI滤波器的重复设计过程,同时也避免了EMI滤波器的过设计问题。

高磁导率低失真软磁铁氧体材料TH10i的典型应用

TH10i是TDG新开发的高频高磁导率低失真软磁铁氧体材料,具有截止频率高和磁滞常数小的特点。其典型应用是高频共模电感和ADSL变压器。

片式电感及其应用

在这篇文章里要介绍片式电感,尤其是要介绍片式共模电感,因为后者是抑制共模电磁干扰最有用的一种器件。为了满足在各种情况下的不同需求,这里有两种片式共模电感,一种是叠层的,另一种是线绕的。在这篇文章里还要介绍这两种电感的特性和应用例。

基于环形LC单元的新型连接方式及其在平面EMI滤波器中的应用

LC单元是指"感容"集成的模块,是组成EMI滤波器的重要元件之一。理想情况下,LC单元由双面螺旋线构成。基于环形LC单元的不同连接方式,提出了一种新型结构———完成共模电感和差模电容的集成。本文建立了LC单元的等效模型,并在此基础上分析了该结构在差、共模电流作用下的参数模型。实验和理论研究表明,所提出的模块能有效增大共模电感值。

基于特征值灵敏度的共模-差模电压控制SIDO Buck变换器稳定性分析

针对单电感双输出(SIDO)Buck变换器控制参数设计困难的问题,对共模-差模电压控制SIDO Buck变换器的稳定性进行深入分析。建立了变换器的状态空间平均模型,结合雅克比矩阵和劳斯-赫尔维茨判据得到了共模-差模电压控制器控制参数的稳定范围。指出支路a比例系数(k_(pa_))具有稳定下界,积分系数(k_(ia))具有稳定上界和下界;同时支路b比例系数(k_(pb))和积分系数(k_(ib))均具有稳定的上界和下界。通过对控制器参数的特征值灵敏度进行研究,发现增大k_(pa)、减小k_(ia)、减小k_(pb)以及减小k_(ib)有利于提高系统的稳定性。实验结果验证了理论分析的正确性。

基于合成扼流圈的开关电源EMI滤波器设计

为改善传统EMI滤波器的滤波性能,分析并采用了合成扼流圈来替代传统分立扼流圈,并根据滤波器阻抗失配原理,通过分析LISN网络与噪声源的阻抗特性,分别对共差模等效电路进行分析与设计,提出了基于合成扼流圈的开关电源EMI滤波器设计方法。试验结果证明,此方法是有效的,并已成功地应用在燃料电池轿车用DC/DC变换器的控制电路板设计中。

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。

电源滤波器设计与使用原则分析

城市轨道交通控制系统和电源系统所处的电磁环境非常恶劣 ,为减少由于电磁干扰引起的车载设备误动作 ,保证人身安全 ,必须针对其电源以及传输线加装滤波器。从电源滤波器的基本概念、参数选取以及安装原则等几个方面对设计和使用电源滤波器进行了分析 ,所得结论对其它滤波器的设计和使用也有相应的指导意义。

共模-差模电压型控制连续导电模式单电感双输出Boost变换器交叉影响特性分析

该文以单电感双输出(SIDO)Boost变换器为研究对象,详细分析电感电流工作于连续导电模式(CCM)的共模-差模电压型(CMV-DMV)控制SIDO Boost变换器的工作原理。采用时间平均等效电路建模方法,推导主电路的控制-输出、输出阻抗、交叉影响阻抗等传递函数。在此基础上,建立CMV-DMV控制CCM SIDO Boost变换器的闭环小信号模型,并利用Bode图从频域的角度分析变换器两条输出支路在不同输出电压等级下的交叉影响特性。研究结果表明,在两路输出电压不等时,CMV-DMV控制CCM SIDO Boost变换器的高压输出支路对低压输出支路的交叉影响较小;在两路输出电压相等时,先导通输出支路对后导通输出支路的交叉影响较大。实验结果验证了理论分析的正确性。

应用网口变压器解决辐射发射问题

介绍网口变压器的基本原理、变压器中各器件的功能,给出了一些网口EMC设计的注意事项,并针对网口RE问题,提出了一些可以用在端口处的解决方案。

基于HFSS的共模电感器仿真分析与设计

基于共模电感器阻抗特性设计基础理论,以一款双线并绕结构的共模电感器为实例,采用HFSS对共模电感器的阻抗、电感量和磁场分布进行建模与仿真分析,研究中柱结构、绕线匝数和组装气隙对共模电感器的影响。实测结果证明了仿真结果的准确性和可行性。成功实现了一款阻抗值为90(1±25%)?的绕线共模电感器设计开发,大大缩短了开发周期,节省研发成本。

单相光伏并网逆变器共模电压抑制的分析

光伏并网发电技术已经得到了广泛的研究和应用,在缓解能源紧张方面发挥了重要作用。如何提高并网逆变器(VSI)整机效率和抑制共模电压是其中两项重要技术。在全面分析了可以降低开关损耗的单极性SPWM调制算法基础上,对比分析了两种典型的具有共模电压抑制能力单相并网VSI的性能,即交流阻断型与电感内置型,包括电路拓扑、调制算法、共模电压特征、器件损耗等方面,并探讨了HERIC型单相并网逆变器的四象限工作原理。仿真结果与实验结果支持了理论分析。

使用开关电源的产品的电磁干扰抑制对策实例

本文简要介绍了开关电源产生电磁干扰的机理以及滤波的原理,并结合实例论述了一种较为实用的开关电源电磁干扰抑制方法。

连续导电模式下单电感多输出变换器的分析与设计

介绍了共模峰值电流型控制输入半桥(主级环路),差模电压型控制输出半桥(次级环路)的BUCK型SIDO(Single Inductor Dual Output)变换器的工作原理。利用开关元件平均法,建立了BUCK型SIDO功率级的小信号模型。并根据峰值电流控制模式、电压型控制模式的工作原理,建立了SIDO控制环路的小信号模型,最终得到连续导通模式下整个系统的小信号模型。在0.18μm CMOS工艺下完成了SIDO变换器的电路设计,利用Spectre中的PAC(PeriodicAC)分析对所建的小信号模型进行了验证,并对SIDO变换器的性能进行了仿真验证。