[发明专利]一种数字有源EMI滤波器的数字化错周期控制方法

说明书

本发明公开了一种数字有源EMI滤波器的数字化错周期控制方法，通过一个高通滤波器将150kHz以上的信号进行采集，然后经过ADC电路把模拟信号转换成离散的数字信号，通过DAEF控制器进行信号的时频域处理，将转换后的信号进行重构，重构后经过DAC电路，等到捕获器捕获到来自开关功率变换器下一周期的开关上升沿或下降沿信号时，通过EMI注入电路经过宽频带高增益放大器将信号放大，将上一周期重构好延迟的信号进行注入，达到EMI的抑制作用。本发明一种数字有源EMI滤波器的数字化错周期控制方法，不但解决了DAEF各个环节的延迟使得滤波效果降低的问题，而且提高了DAEF的滤波效果。

技术领域

本发明属于开关电源电磁兼容技术领域，具体涉及一种数字有源EMI滤波器的数字化错周期控制方法。

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。随着数字处理技术的进步，尤其是基于硬件描述语言编程和具有并行处理能力的FPGA广泛发展，运算速度成倍的提高，同时，模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)转换速度和精度也大幅提高，更加上数字处理器成本的不断降低，使得EMI滤波器的数字化可以实现，数字有源EMI滤波器(DAEF)的实际应用成为可能。

专利一种嵌入式数字有源EMI滤波器(专利号：ZL201420050342.X，申请日：2014.1.26，公告号：203788141，公告日：2014.8.20)，给出了数字有源EMI滤波器的形状结构。专利一种用于LED开关电源的数字有源EMI滤波器的方法(专利号：ZL201410036622.X，申请日：2014.1.26，公开号：103795238，公开日：2014.5.14)，提出了基于LED开关电源的数字有源EMI滤波器的设计方法。专利含解耦电路的数字有源EMI滤波系统及解耦电路的设计方法(专利号：ZL201510060605.4，申请日：2015.2.5，公开号：104702096，公开日：2015.6.10)，给出了解耦电路的设计方法和步骤。专利一种同时抑制共差模电磁干扰的数字有源滤波器(专利号：ZL201420250215.4，申请日：2014.5.14，公告号：203933015，公开日：2014.11.05)，给出了能抑制共差模干扰的数字有源EMI滤波器结构。在这些DAEF系统中，DAEF系统的各个环节中包括检测电路、AD转换电路、数字控制器、DA转换电路和EMI注入电路，都会产生延迟的问题，这些延迟必然会影响数字有源EMI滤波器的滤波效果，且这些影响程度会随着共模EMI频率升高而愈发严重。

目前的专利和一些数字有源EMI滤波器的文章重点都是在数字有源EMI滤波器的结构设计和控制系统的设计，其控制策略只是一个以-1为比例的控制环节，但是该控制方法根本没有办法解决DAEF系统中各个环节带来的延迟问题。目前的文献把解决延迟的问题简单归结于选择更高采样率的ADC、DAC及更高速的数字控制器。采用高采样率的ADC、DAC不仅使得DAEF的成本剧增，而且滤波效果也不见得能够得到保证。

如果有一种控制策略能够打破在同一开关周期进行EMI信号的检测与注入，也就是可以在开关周期时间尺度的前半段对信号进行高频采集，在后半段则基于频域信号处理法对所采集的信号进行处理，在频域中对EMI信号的幅值和相位进行预测重构，然后把数据由频域信号转化成时域离散信号，在下一周期的信号采集过程中输出以消除下一个周期产生的EMI信号，这样的控制在一个开关周期尺度内可有足够的时间完成系统的补偿策略。不但彻底解决了数字有源EMI滤波器的延迟问题，而且可以降低ADC与DAC的采样率，从而大幅度的降低数字有源EMI滤波器的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字有源EMI滤波器的数字化错周期控制方法，解决了现有技术中存在的数字有源EMI滤波器中各个环节的延迟使得EMI滤波器滤波效果降低的问题。