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。     

基于噪声源阻抗提取的LED驱动电源EMI滤波器设计

EMI滤波器是开关电源满足电磁兼容标准的关键手段。本文基于噪声源阻抗提取对EMI滤波器进行设计。首先推导了滤波器插入损耗与噪声源阻抗的数学关系式,并给出滤波器结构的选取准则;然后基于插入损耗法提取了噪声源阻抗的最大值与最小值,并根据提取的噪声源阻抗的幅值范围分别设计了CL型共模滤波器和π型差模滤波器;最后将CL型共模滤波器与常用的LC型共模滤波器的滤波效果进行对比,验证了基于噪声源阻抗设计滤波器的必要性,并将依据噪声源阻抗设计的共模和差模滤波器加入实验样机中进行测试。实验结果表明,基于噪声源阻抗设计的EMI滤波器针对性强,同时能够大幅减少EMI滤波器设计过程的时间成本。     

基于插入无源二端口网络的噪声源阻抗提取方法研究

为了使电磁干扰（EMI）滤波器设计达到预期的插入损耗（IL），实现良好噪声抑制效果，需要考虑噪声源阻抗的影响。电压插入损耗法仅能获得噪声源阻抗幅值的范围，且无法求解相位。针对上述问题，在不增加实验设备的前提下，提出基于插入无源二端口网络的噪声源阻抗提取方法。该方法通过在被测设备（EUT）与线性阻抗稳定网络（LISN）之间插入3个不同的无源二端口网络，建立关于噪声源阻抗实部和虚部的二元二次方程组，再结合EMI测试频段范围内实验测量的有效频点噪声电流，以实现噪声源阻抗幅值和相位的精确计算。以一台工业照明LED驱动电源为测试对象，对该方法的有效性和适用性进行了验证。实验结果表明，相较于电压插入损耗法，所提方法能够准确地提取全频段（9kHz～30MHz）噪声源阻抗幅值的精确值，并且能够得到噪声源阻抗相位，从而可以预测EMI噪声电流，为设计性能优良的EMI滤波器提供精确理论基础。     

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。     

基于插入损耗的噪声源阻抗修正计算方法

为了使EMI滤波器能够实现有效的插入损耗,需要考虑噪声源阻抗的频谱特性。电压插入损耗法是最简单的测试噪声源阻抗的方法。本文分析了传统的电压插入损耗法在实现过程中采用的假设条件,部分假设在数学上并不严格成立,相应的简化近似计算可能导致较大误差;甚至有些计算结果会与假设条件矛盾,进而导致计算结果无效。在不改变传统插入损耗法的测试方案的前提下,对噪声源阻抗的计算方法进行修正,推导了源阻抗幅值的精确解析表达式,进而确定源阻抗幅值的最大值和最小值。解析计算结果经过数学验证成立。在此基础上,以电动汽车用DC-DC变换器为测试对象,实现了源阻抗幅值的测试和计算,验证了该方法的有效性和适用性。通过该测试和设计实例的分析可以发现,改进的电压插入损耗法可以获得更精确的噪声源阻抗,避免滤波器的过设计,便于滤波元件的设计和选型,并为滤波器体积、重量等的优化提供帮助。     

一种简单的通信电源EMI滤波器的分析与设计

介绍一种简单新颖的通信电源EMI滤波器设计方法。通过测试EMI噪声源的最大和最小差模源阻抗和共模源阻抗,计算出差模和共模噪声源的大小,并以此为依据设计EMI滤波器。该方法无需考虑电源的拓扑结构和控制算法,改善了传统滤波器过于复杂和基于理想化模型的设计方法。最后通过对800W样机实验验证了所介绍的滤波器设计方法的正确性和可行性。     

基于开路阻抗参数的EMI电源滤波器插入损耗研究

提出了利用开路阻抗参数矩阵分析EMI电源滤波器插入损耗的方法。分析共模、差模等效电路的阻抗参数和插入损耗的关系,通过Matlab绘出不同于50Ω测试系统时的插入损耗曲线,并用试验验证了方法的有效性。     

EMI滤波器阻抗失配与EMI信号的有效抑制

为了使EMI滤波器的传导EMI信号在其内部得到最大衰减,依据EMI滤波器应具有双向抑制性的基础上,分析了阻抗失配对插入损耗和反射损耗的影响,给出了理想EMI滤波器的确定原则,以及为减小阻抗失配给插入损耗带来的影响,提出了实际设计和选用EMI滤波器时应遵循的最大失配原则。试验结果表明,这一原则对减小阻抗失配给插入损耗带来的影响非常有效。     

基于双阻抗校准和麦夸尔特法的阻抗提取

为了有效降低电子设备产生的传导电磁干扰噪声,需要设计合适的电磁干扰滤波器,而噪声抑制效果与噪声源阻抗的精度有关。插入损耗法和电流探头法等传统方法虽能初步得到噪声源阻抗,但测试电路耦合电容和测试过程中存在的近似及约束条件会严重影响测试结果,亦无法得到噪声源阻抗的幅值和相位。针对上述问题,该文提出了基于双阻抗校准和麦夸尔特法的噪声源阻抗提取方法,分别利用2个电流探头和2个标准阻抗获取被测噪声源阻抗的幅值和相位,再利用麦夸尔特算法提取全频段(9 kHz~30 MHz)噪声源阻抗的频率特性,并确定其电阻、电容和电感参数。实验结果表明,采用文中方法能够较大提高噪声源阻抗的提取精度,从而为EMI滤波器的设计提供理论依据。     

燃料电池轿车DC/DC变换器控制电路的EMI滤波器设计

在电磁兼容设计时,电源线上的传导干扰主要通过EMI滤波器进行抑制。本文介绍了电源EMI滤波器的基本结构、插入损耗,着重讨论了在电磁兼容测试情况下EMI滤波器插入损耗的计算方法。结合车载零部件传导发射的电磁兼容标准计算所需的插入损耗,通过选择分立元器件构造滤波器,最后通过电磁兼容测试验证了设计方法的正确性。     

基于高通滤波测试的逆变器端口共模干扰建模

逆变器中功率器件的高速开关动作会引起严重的电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)问题,通常使用EMI滤波器抑制电磁干扰。由于噪声源阻抗和负载阻抗对EMI滤波器的滤波效果有较大影响,为了准确提取逆变器的噪声源阻抗和负载阻抗,文中研究基于高通滤波测试的逆变器端口共模干扰建模方法。发展基于时域波形分析的高通滤波电路设计方法,有效获取高频段电磁噪声频谱的幅值信息和相位信息。建立逆变器输入侧的端口共模干扰等效模型,并提出一种共模源阻抗的求解方法,计算过程中不对噪声源的相位进行约束。通过测试端口共模电压和共模电流,采用优化算法提取逆变器输入侧的共模源阻抗和共模负载阻抗。最后通过实验验证所建立的逆变器端口共模干扰模型。     

基于散射参数法的EMI滤波器电磁噪声抑制效果预测

EMI滤波器是抑制传导噪声的重要手段之一,尤其是高性能的EMI滤波器的应用,对电力电子设备的干扰具有很好的抑制作用。基于传输线理论得到并联传输线的共模及差模参数,通过推导和测试得到噪声源阻抗、负载阻抗及其等效结构,求解得到基于阻抗法的插入损耗(IL)。但是,在高频条件下,EMI滤波器及传输线不仅存在自寄生参数,还存在互寄生参数,这些互寄生参数很难通过阻抗法来等效。本文在传输线等效共模与差模参数频率特性的基础上,根据传输线理论得到噪声源阻抗及负载阻抗;以共模滤波器为例,基于阻抗法预测滤波器对噪声的衰减能力,并与实际测试值进行比较。然而,由于阻抗法不能很好地预测高频条件下的噪声衰减,本文以波的"入射与反射"为核心,进一步提出一种利用S参数来预测阻抗不匹配条件下噪声衰减的方法,研究表明,散射参数法由于考虑了元件间的互寄生参数,具有更好的高频性能。     

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。     

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。     

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.     

用于开关电源的EMI滤波器设计

给出了用转移矩阵【A】参数法分析电源EMI滤波器插入损耗的具体方法,介绍了电源EMI滤波器的几种基本结构。通过分析LISN网络和EMI噪声的特性,分别对共差模等效电路进行分析与设计。结合所要通过的EMC标准计算所需的插入损耗,选择合适的元器件构造电源EMI滤波器,最后通过试验验证了设计方法的正确性。     

EMI滤波器性能影响因素的仿真研究

为了解EMI滤波器性能的影响因素及其具体影响,以滤波器的插入损耗为研究对象,建立了电容和电感的高频等效电路模型,研究了滤波器电容和电感的分布参数、源端和负载端阻抗及滤波器级数对插入损耗的影响,结果表明:电容和电感的分布参数降低了滤波器的整体滤波效果,电容的分布电感主要影响电容支路谐振点之后的高频段部分的滤波性能,电感的分布电容值的改变没有明显改变插入损耗的值;滤波器源端匹配低阻抗时滤波性能较好,滤波器负载端匹配高阻抗时滤波性能较好;滤波器级数每增加一级,插入损耗值增加量约为一个单级时的值,但谐振点没有改变.本文的结论对于EMI滤波器的设计有一定参考价值.     

空调电源EMI滤波器谐振分析及优化

为解决滤波器的低频谐振问题，提高空调产品的电磁兼容性，分析了空调外机电源EMI滤波器谐振产生机理，提出滤波器优化方法。基于阻抗测量和曲线拟合提取了高频寄生参数，搭建了电源EMI滤波器全电路模型，并通过实验验证了模型的准确性。基于模型和谐振机理分析提出了滤波器谐振优化方法和差模插入损耗优化方法，经仿真和实验验证了优化方法的有效性。     

基于双电流探头和四种状态测试的EMI噪声源阻抗提取方法

基于双电流探头,设置被测噪声源为短路导线、标准电阻、电感、标准电容四种状态,利用散射参数原理分别其传输参数和反射参数,从而提取到被测噪声源的高频阻抗。以商用开关电源为测试对象,实现了源阻抗幅值和相位的测试和计算,验证了该方法的有效性。本文设计的四种状态测试方法,基本涵盖了所有的阻抗描述情况,克服了测试过程中存在的近似和理想化的约束条件,测量的精度提高,为电磁干扰滤波器的设计提供了准确的参考依据。     

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.