Emi滤波器及应用其的开关电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力电子技术，更具体地说，涉及一种EMI滤波器及应用其的开关电源。
【背景技术】
[0002]开关电源是利用现代电力电子技术，控制功率开关管开通和关断的时间比率，以维持稳定输出电压的一种电源。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
[0003]开关电源由于其高效且多样的电能变换作用等诸多优点，已经在工业和民用领域广泛使用。然而，由于其使用功率开关器件以及开关电源本身产生的电磁干扰，导致开关电源内部的电磁环境越来越恶劣，同时对周围的电子设备及电源本身的正常工作造成了威胁。此外，开关电源高频化是其发展的必然方向，高频化使开关电源小型化，然而，开关电源在高频化的同时却也产生更加严重的电磁干扰。为了避免高频开关电流流入电网，造成谐波污染，一般开关电源中都采用无源CLC滤波器。
[0004]如图1所示，为采用无源EMI滤波的开关电源的电路示意图。开关电源包括整流电路1、无源EMI滤波器2以及直流变换器3。交流市电AC经整流电路I整流后，为后级的直流变换器3提供直流的工作电压。而连接在整流电路I和直流变换器3之间的无源EMI滤波器2用以将直流变换器3中产生的高频的开关纹波滤除，这样虽可以简单有效地防止高频谐波流入电网，造成谐波污染，但是无源EMI滤波器2至少需要两种无源器件，且电感的感值一般较高，使得电感的体积和尺寸都较大，这无疑对开关电源小型化的需求提出了挑战。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种主动式的EMI滤波器，以解决现有技术中，由于采用无源EMI滤波电路而导致开关电源体积较大，无法满足小型化需求的问题。
[0006]第一方面，提供一种EMI滤波器，应用于交流/直流开关电源中，所述开关电源包括整流电路、EMI滤波器以及直流变换器，所述EMI滤波器设置在整流电路和直流变换器之间，所述整流电路接收交流市电，且一输出端与地连接，其特征在于，所述EMI滤波器包括:
[0007]输入电容，并联连接在所述直流变换器的输入端；
[0008]晶体管，其第一端连接至所述输入电容的第二端，第二端连接至地；
[0009]控制电路，用于根据表征输入电压纹波信息的反馈电压和流过所述晶体管的电流，或者，根据所述表征输入电压纹波信息的反馈电压和所述晶体管第一端的电压，生成所述晶体管的控制信号，所述控制信号用于调整所述晶体管第一端的电压，以使得输入电流不含有开关频率的纹波。
[0010]优选地，所述控制电路包括:
[0011]第一电压采样电路，用于接收所述晶体管第一端的电压，生成第一电压采样信号；
[0012]第一参考信号生成电路，用于根据所述第一电压采样信号，生成电流参考信号；
[0013]第一控制信号生成电路，用于根据所述电流参考信号和流过所述晶体管的电流，生成所述晶体管的第一控制信号。
[0014]优选地，所述控制电路包括:
[0015]第二电压采样电路，用于接收所述输入电容第一端的电压和所述晶体管第一端的电压，生成第二电压采样信号；
[0016]第二参考信号生成电路，用于根据所述第二电压采样信号，生成电压参考信号；
[0017]第二控制信号生成电路，用于根据所述电压参考信号和所述晶体管第一端的电压，生成所述晶体管的第二控制信号。
[0018]优选地，所述第一电压采样电路包括:
[0019]微分电路，连接在所述晶体管的第一端和所述地之间，用于接收所述晶体管第一端的电压并将其进行微分运算，输出微分电压信号和微分电流信号；
[0020]过零检测电路，根据所述微分电压信号或者所述微分电流信号，生成过零检测信号；
[0021]采样保持电路，用于根据所述晶体管第一端的电压和所述过零检测信号，生成第一电压米样信号。
[0022]优选地，所述第一参考信号生成电路包括:
[0023]运算放大器，其同相输入端接收所述第一电压采样信号，反相输入端接收一基准电压；
[0024]补偿电路，连接在所述运算放大器的输出端和地之间，在其非接地的一端生成所述电流参考信号。
[0025]优选地，所述第二电压采样电路为一纹波电压采样电路，所述纹波采样电压电路接收所述输入电容第一端的电压和所述晶体管第一端的电压以获得所述输入电容两端的电压，所述纹波电压采样电路提取所述输入电容两端的电压的纹波电压，以生成所述第二电压米样信号。
[0026]优选地，所述第二参考信号生成电路包括:
[0027]叠加电路，用于用一直流偏置电压减去所述第二电压采样信号，以生成所述电压参考信号。
[0028]优选地，所述第二参考信号生成电路还包括:
[0029]直流偏置生成电路，用于根据所述第二电压采样信号，生成所述直流偏置电压。
[0030]第二方面，提供一种开关电源，包括:
[0031]上述的EMI滤波器。
[0032]本发明技术采用主动式的EMI滤波器，所述EMI滤波器由输入电容、晶体管和控制电路构成，控制电路生成的控制信号通过动态改变晶体管第一端的电压，来补偿开关电源的输入电容上的纹波，得到平滑的无开关频率纹波的输入电流。从而防止高频谐波流入电网，造成谐波污染，且本发明技术实现方法简单，利用半导体器件滤除开关频率的纹波，比无源器件大大节省了空间，更可以适用于全表面贴装器件的应用场合。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0034]图1为现有技术中一个开关电源的电路示意图；
[0035]图2为依据本发明第一实施例的开关电源的电路示意图；
[0036]图3为依据本发明第二实施例的开关电源中控制电路的电路示意图；
[0037]图4为依据本发明第二实施例的开关电源的工作波形图；
[0038]图5为依据本发明第三实施例的开关电源中控制电路的电路示意图。
【具体实施方式】
[0039]以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0040]此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0041]同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
[0042]除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0043]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0044]图2所示为依据本发明第一实施例的开关电源的电路示意图。
[0045]如图2所示，开关电源包括整流电路1、EMI滤波器4以及直流变换器3，EMI滤波器4设置在整流电路I和直流变换器3之间，整流电路I的第二输出端b与地连接，其接收交流电网