开关电源中混合型共模EMI滤波器的研究

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随着开关电源产品的日益增多,电磁兼容设计成为开关电源开发过程中一个至关重要的环节,相关的电磁兼容标准也成为开关电源类产品必须满足的性能指标。开关电源是严重的电磁干扰源,很多情况下需对其安装EMI滤波器。传统的滤波器设计方法主要利用分立的共模电感、差模电感、X和Y电容等构成单级或多级无源滤波器,这不仅导致了无源滤波器的体积和重量大的问题,同时也增大了损耗。此外,由于无源器件存在分布电容和引线电感等参数,也大大衰减了高频滤波效果。  本文在分析传统无源滤波器的基础上,针对无源滤波器的缺点,设计了一种有源共模EMI滤波器,很好地抑制了共模传导噪声。本文的研究内容主要包括:  对开关电源中传导EMI问题进行了分析,介绍了共模、差模传导干扰产生的原因及其传播途径,并对无源抑制技术及其局限性进行了详细的分析。  通过讨论开关电源中干扰源内阻抗、被保护电路阻抗和有源EMI滤波器类型结构三者对有源滤波器插入损耗的影响,确定了选择有源EMI滤波器基本类型的方法。  详细介绍了用于DC/DC模块的有源共模EMI滤波器的设计方法。最后采用有源与无源组成的混合型EMI滤波器,使传导发射测试结果满足EN55022ClassA测试标准,验证了该设计的可行性。  本文通过仿真和实验结果表明,所设计的有源共模EMI滤波器在规定的传导干扰频率范围内取得了良好的滤波效果,对于有源EMI滤波器的应用推广具有一定的参考价值。
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