[实用新型]一种嵌入式数字有源EMI滤波器

说明书

技术领域

本实用新型属于开关电源电磁兼容技术领域，具体涉及一种嵌入式数字有源EMI滤波器。 

背景技术

开关电源以其低损耗、高效率、电路简洁等显著优点受到人们的青睐，近年来随着LED技术的不断创新和发展，对LED驱动器的需求与日俱增。开关电源式LED驱动器现已成为具有发展前景和影响力的一项高新技术产品。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化、轻便化，但高频化会产生电磁干扰，若干扰较大会对电网产生EMI污染，使得与其相连的其他设备出现故障。一般国家对接入电网的LED电源设有EMC标准，涉及到EMI的限值，对于我国LED开关电源应符合我国EMC标准GB17743-2007。 

无源模拟EMI滤波器被广泛应用于功率转换器中来减少电磁干扰，但是一方面由于无源模拟EMI滤波器体积较大，另一方面滤波器的成本和功耗随LED开关电源额定功率变化，使无源模拟EMI滤波器的应用受到限制；模拟有源EMI滤波器能够准确抑制电磁干扰，但抑制效果受制于放大器的高频性能及高增益参数的实现；内部EMI滤波抑制技术一般不具有普遍性和实用性。因此本实用新型针对以上问题，提出一种嵌入LED开关电源的数字有源EMI滤波器。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种嵌入式数字有源EMI滤波器，解决了传统EMI滤波器随功率变大而体积、成本和功耗变大的问题。 

本实用新型采用的技术方案是，一种嵌入式数字有源EMI滤波器，包括依次连接的市网电源、数字有源EMI滤波辅助电路、AC/DC不控整流桥、高频DC/DC变换器、输出电压和电流检测电路和LED负载；数字有源EMI滤波辅助电路、高频DC/DC变换器、输出电压和电流检测电路还分别与控制器相连接。 

本实用新型的特点还在于， 

其中的市网电源为220V/50Hz的单相交流电源。 

其中的数字有源EMI辅助电路是由共模EMI信号提取电路、射频电感L_RF和EMI信号注入电路三部分组成，EMI信号提取电路是由电阻R_S和电容C_S构成的高通滤波器，接在LED电源线和地电位之间，电阻R_S对地两端之间提取共模传导EMI信号；EMI信号注入电路是由电阻R_inj和电容C_inj构成的低通滤波器，把经控制器处理的模拟输出EMI信号注入到LED开关电源的输入侧；射频电感L_RF接在提取点和注入点之间，来降低提取点和注入点的耦合性。 

其中的AC/DC不控整流桥是二极管整流电路。 

其中的高频DC/DC变换器由全桥高频逆变电路、高频变压器和同步整流电路三部分组成。 

其中的输出电压电流检测电路，采用霍尔传感器检测输出电流大小，采用串联电阻分压的方法检测输出电压的大小。 

其中的控制器选取FPGA+DSP数字信号处理器。 

其中的LED负载为中大功率LED恒流负载。 

本实用新型的有益效果是，和传统的滤波器相比，在EMI抑制和稳定性方面可以实现一个相同或更好的性能的条件下，由于嵌入式的数字有源滤波器省去了大体积的无源滤波元件，可以大幅减小滤波器体积，且功率越大，减小体积比例越大；该实用新型同时具有滤波器的体积不随功率而变化的特性。该实用新型有效利用开关电源的数字控制器，仅增加了一个RF电感及几个高频电阻、电容，却省去了需要流经功率电流的无源模拟EMI滤波器，功率转换器效率可至少提高10％，总体上至少可节省成本15％。 

附图说明

图1是本实用新型嵌入式数字有源EMI滤波器的结构示意图； 

图2是本实用新型嵌入式数字有源EMI滤波器的控制实现框图。 

图中，1.控制器，2.市网电源，3.数字有源EMI辅助电路，4.AC/DC不控整流桥，5.高频DC/DC变换器，6.输出电压和电流检测电路，7.LED负载，8.EMI提取电路传递函数，9.离散系统，10.EMI注入电路传递函数，11.解耦电路传递函数，12.离散化传递函数，13.维纳滤波传递函数，14.有源EMI滤波器校正器传递函数。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。