[发明专利]无级可控抑制能力的开关电源EMI滤波器及其设计方法

说明书

本发明公开了一种无级可控抑制能力的开关电源EMI滤波器，包括接入设备的三条输入线，分别为L线、N线和PE线，L线和N线之间设有三绕组集成式可变共、差模电感，三绕组集成式可变共、差模电感的两端分别设有差模电容C_x1和差模电容C_x2，三绕组集成式可变共、差模电感上还连接有三绕组集成式可变共、差模电感调节电路，N线和PE线之间设有共模电容C_y1，L线和PE线之间设有共模电容C_y2，共模电容C_y1和共模电容C_y2分别为N线和L线对地的寄生共模电容；本发明还公开了上述滤波器的设计方法，通过嵌入的可调电位器可调共模、差模阻抗的精细提升，可实现对共模、差模干扰抑制能力调节的目的。

技术领域

本发明属于开关电源电磁兼容技术领域，涉及一种无级可控抑制能力的开关电源EMI滤波器，本发明还涉及上述滤波器的设计方法。

背景技术

开关电源技术现如今已经运用在各个功率变换的场合，随着开关电源体积的大幅减小、功率等级的提升、开关频率的提升，其电磁干扰变化不仅幅值变大，而且变得更加复杂，频带变化范围更加宽广。传统的无源EMI滤波器因为有各自独立的差模电感和共模电感共同串接在电路中，所以体积大、功耗大是其致命的缺陷，再加上其参数不可以调节，抑制能力固定，不能普遍适应不同功率、不同工作模态的开关电源对于电磁干扰的抑制。基于此，本发明提出一种无级可控抑制能力的开关电源EMI滤波器及设计方法,该滤波器采用三绕组集成式可变共、差模电感代替了原来的各自独立的差模电感和共模扼流圈，通过嵌入的可调电位器实现了共模、差模阻抗的提升，不仅可以通过调节共差模、差模电感，达到调节电磁干扰抑制能力的目的，而且可以大大减小滤波器的体积和功耗。该发明还提供了无级可控抑制能力的开关电源EMI滤波器的设计方法以及有源与无源器件的选型方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种无级可控抑制能力的开关电源EMI滤波器，通过嵌入的可调电位器可调共模、差模阻抗的精细提升，可实现对共模、差模干扰抑制能力调节的目的。

本发明的另一目的是提供一种无级可控抑制能力的开关电源EMI滤波器的设计方法。

本发明采用的技术方案是，无级可控抑制能力的开关电源EMI滤波器，包括接入设备的三条输入线，分别为L线、N线和PE线，L线和N线之间设有三绕组集成式可变共、差模电感，三绕组集成式可变共、差模电感的两端分别设有差模电容C_x1和差模电容C_x2，三绕组集成式可变共、差模电感上还连接有三绕组集成式可变共、差模电感调节电路，N线和PE线之间设有共模电容C_y1，L线和PE线之间设有共模电容C_y2，共模电容C_y1和共模电容C_y2分别为N线和L线对地的寄生共模电容；

三绕组集成式可变共、差模电感包括三绕组集成式可变共、差模电感线圈磁芯，三绕组集成式可变共、差模电感线圈磁芯上分别绕制有三绕组集成式可变共、差模电感主绕组L_c1、三绕组集成式可变共、差模电感主绕组L_c2及三绕组集成式可变共、差模电感辅助绕组电感L_c3，三绕组集成式可变共、差模电感辅助绕组电感L_c3与三绕组集成式可变共、差模电感调节电路连接；

三绕组集成式可变共、差模电感调节电路包括运算放大器，运算放大器的负端和输出端之间的回路上连接有可调电位器R₂，可调电位器电阻R₁与三绕组集成式可变共、差模电感辅助绕组电感L_c3一端连接，三绕组集成式可变共、差模电感辅助绕组电感L_c3的另一端与运算放大器的正端连接，运算放大器的正端和输出端之间的回路上连接有基础电感L_o，运算放大器通过辅助开关电源供电。