一种带有阻抗失配网络的emi滤波器网络的制作方法
【技术领域】
[OOOU本发明属于电子技术领域，尤其是设及一种带有阻抗失配网络的Effl滤波器网络 设计方法。
【背景技术】
[0002] 随着电力电子变换器工作频率的提高，功率变换器的传导电磁干扰问题的严重性 愈发凸显。为了防止功率变换器与其他设备之间的相互干扰，功率变换器在投放市场之前， 必须通过相关的电磁兼容（EMC)标准测试。Effl滤波器是抑制传导噪声的重要手段之一， 尤其是高性能的Effl滤波器的采用，对电力电子设备的干扰问题具有重要的理论及工程意 义。但该类Effl滤波器往往受噪声源阻抗和负载阻抗不匹配影响，导致其工作效果不佳。 故如何消除或减小源、负载阻抗不匹配对Effl滤波器工作性能的影响是一个值得思考的问 题。
【发明内容】
[0003] 发明目的；为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种带有阻抗失配网络 的Effl滤波器网络设计方法，利用噪声源和负载阻抗不匹配所产生的反射损耗对Effl噪声 进行有效抑制，从而有效的改善Effl滤波器的工作性能。
[0004] 技术方案；为实现上述目的，本发明采用的技术方案为；
[0005] 一种带有阻抗失配网络的Effl滤波器网络，包括失配网络和Effl滤波器两部分， Effl滤波器主要由电感L与电容C构成，失配网络包括L型失配网络和C型失配网络两种， L型失配网络主要由电阻Rp和电感LP并联构成，C型失配网络主要由电阻RS和电容CS串 联构成；
[0006] L型失配网络与EMI滤波器的高阻抗端串联，C型失配网络与EMI滤波器的低阻抗 端并联，即；当Effl滤波器为高负载阻抗与低源阻抗时，则在Effl滤波器的负载端串联L型 失配网络，在Effl滤波器的源端并联C型失配网络；当Effl滤波器为低负载阻抗与高源阻抗 时，则在Effl滤波器的负载端并联C型失配网络，在Effl滤波器的源端串联L型失配网络； 当Effl滤波器为高负载阻抗与高源阻抗时，则分别在Effl滤波器的负载端和源端串联L型 失配网络；当Effl滤波器为低负载阻抗与低源阻抗时，则分别在Effl滤波器的负载端和源端 并联C型失配网络；
[0007] 该EMI滤波器网络对EMI噪声的衰减分为EMI滤波器自身所带的插入损耗与EMI 滤波器接入失配网络后的反射损耗两部分。
[0008]Effl滤波器接入失配网络后的反射损耗是指在Effl滤波器端口阻抗完全匹配时， 设备接入EMI滤波器前与接入EMI滤波器后流经噪声负载的电流比值，它与EMI滤波器上 的损耗无关，仅与端口阻抗失配程度有关。由此分析可知，当Effl滤波器参数已定且自身插 入损耗不能满足噪声抑制需求时，可通过接入合适的失配网络获得较大的反射损耗，达到 改善EMI滤波器工作性能的目的。
[0009] 所述Effl滤波器的设计参数包括转折频率f，转折频率f包括共模转折频率f。和 差模转折频率fd;本案提供的转折频率f的选择方案为；测试噪声源在未接入滤波器网 络时的EMI噪声，将测得的EMI噪声与EMI标准规定的干扰限值进行对比，计算EMI滤波器 在各频段所需实现的噪声衰减曲线（测得的Effl噪声减去Effl标准规定的干扰限值后再加 上裕量，一般裕量为6地），一般在转折频率之后的衰减斜率一般为40地/dec,故可用40地/ dec斜率的直线向右平移，当直线与噪声衰减曲线相切时，直线与X轴的交点即为转折频率 f。
[0010] 一般来说，所述EMI滤波器为单级EMI滤波器，其设计方案如下：
[0011]
【主权项】
1. 一种带有阻抗失配网络的EMI滤波器网络，其特征在于：包括失配网络和EMI滤波 器两部分，EMI滤波器主要由电感L与电容C构成，失配网络包括L型失配网络和C型失配 网络两种，L型失配网络主要由电阻RP和电感LP并联构成，C型失配网络主要由电阻1和 电容Cs串联构成； L型失配网络与EMI滤波器的高阻抗端串联，C型失配网络与EMI滤波器的低阻抗端并 联，即：当EMI滤波器为高负载阻抗与低源阻抗时，则在EMI滤波器的负载端串联L型失配 网络，在EMI滤波器的源端并联C型失配网络；当EMI滤波器为低负载阻抗与高源阻抗时， 则在EMI滤波器的负载端并联C型失配网络，在EMI滤波器的源端串联L型失配网络；当 EMI滤波器为高负载阻抗与高源阻抗时，则分别在EMI滤波器的负载端和源端串联L型失配 网络；当EMI滤波器为低负载阻抗与低源阻抗时，则分别在EMI滤波器的负载端和源端并联 C型失配网络； 该EMI滤波器网络对EMI噪声的衰减分为EMI滤波器自身所带的插入损耗与EMI滤波 器接入失配网络后的反射损耗两部分。
2. 根据权利要求1所述的带有阻抗失配网络的EMI滤波器网络，其特征在于：所述EMI 滤波器的设计参数包括转折频率f，转折频率f?包括共模转折频率f。和差模转折频率fd;转 折频率f的选择方案为：测试噪声源在未接入EMI滤波器网络时的EMI噪声，将测得的EMI 噪声与EMI标准规定的干扰限值进行对比，计算EMI滤波器在各频段所需实现的噪声衰减 曲线，用40dB/dec斜率的直线向右平移，当直线与噪声衰减曲线相切时，直线与X轴的交点 即为转折频率f。
3. 根据权利要求1或2所述的带有阻抗失配网络的EMI滤波器网络，其特征在于：所 述EMI滤波器为单级EMI滤波器，其设计方案如下：
其中，f。表示共模转折频率，L^表示共模电感，CY表示共模电容，fd表示差模转折频率，LDM表不差模电感，C廣不差模电容。
4. 根据权利要求1或2所述的带有阻抗失配网络的EMI滤波器网络，其特征在于：所 述失配网络的设计满足如下约束条件： ①C型失配网络的设计满足如下约束条件：
其中，表示EMI滤波器工作频率范围下限处的角频率值，e。表示EMI滤波器接入C型失配网络端口处的失配比； ②L型失配网络的设计满足如下约束条件：
其中，表示EMI滤波器工作频率范围下限处的角频率值，eP表示EMI滤波器接入L型失配网络端口处的失配比； ③C型失配网络的阻抗应尽可能大而L型失配网络的阻抗值应尽可能小，S卩：CS的阻抗 值要远大于Rs值，LP的阻抗值则要远小于RP:
wfLp?RP 其中，表示工作电流的角频率值； ④ 在EMI滤波器不工作的频段失配网络不起作用，而在EMI滤波器工作的频段失配网 络起到调节阻抗的作用，即：在EMI滤波器工作频率范围下限频率4时，(^的阻抗值要小于 Rs，LP的阻抗则要大于RP:
其中，表不EMI'滤汲器工作频率范围下限处的角频率值。
【专利摘要】本发明公开了一种带有阻抗失配网络的EMI滤波器网络设计方法，包括失配网络和EMI滤波器两部分，EMI滤波器由电感L与电容C构成，失配网络包括L型失配网络和C型失配网络两种，L型失配网络由电阻RP和电感LP并联构成，C型失配网络由电阻RS和电容CS串联构成；L型失配网络与EMI滤波器的高阻抗端串联，C型失配网络与EMI滤波器的低阻抗端并联；该EMI滤波器网络对EMI噪声的衰减分为EMI滤波器自身所带的插入损耗与EMI滤波器接入失配网络后的反射损耗两部分。噪声源高频阻抗与接入失配网络后的滤波器输入端口高频阻抗将处于严重失配状态，对EMI信号产生较大的反射损耗，有效阻断了来自源端的EMI信号传入其他电子设备中。
【IPC分类】H02M1-44
【公开号】CN104811030
【申请号】CN201510189468
【发明人】王世山, 宋峥, 张昭, 毛新华, 吴迪
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月20日