[发明专利]一种基于耦合电感双路变换器的电磁干扰抑制优化方法

权利要求书

1.一种基于耦合电感双路变换器的电磁干扰抑制优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：分析Boost PFC变换器的传导EMI路径，建立变换器的共模和差模干扰等效电路；

步骤二：将开关管漏源极电压v′_DS视为干扰源，计算v′_DS的波形表达式，采用短时傅里叶变换法分析变换器在不同工作模式下v′_DS的谐波幅值特性；两路开关管漏源极电压可通过电源等效变换得到一个等效噪声源v_DS；由于两路波形的相位差为一百八十度，则分析其中一路波形后通过移相得到另一路波形，将两路波形做时域叠加得到等效噪声源v_DS的波形；

步骤三：基于步骤一、步骤二，计算变换器在不同工作模式和不同耦合系数下的共模和差模干扰频谱；

步骤四：基于步骤三，设计EMI滤波器使得变换器在各工作模式下的传导EMI都能满足标准限值；

其中，共模和差模干扰电压传输增益为：

式中，C_CM表示共模电容的电容值，R_LN表示支路电感L_N的电阻值，C_X表示差模电容值，L表示差模电感值，α表示耦合系数；表示额定频率；

可得噪声源谐波幅值表达式为：

式中，k表示周期数，t表示初始时间，T_s表示周期函数的周期；

共模和差模干扰电压由噪声源谐波幅值和共、差模干扰电压传输增益求得，为：

式中，V_DS表示噪声源谐波幅值，其余各符号含义同上；

计算或测试得到原始变换器的传导EMI的频谱，如果得到的共模或差模干扰噪声超过标准规定的限值要求，则将共模和差模干扰频谱减去标准限值，得到EMI滤波器需要提供的衰减频谱；

确定EMI滤波器结构，然后将EMI滤波器衰减频谱的渐近线从低频至高频逐步逼近EMI滤波器需要提供的衰减频谱；

当两者在被测频率范围内某一频率处的共模和差模干扰值相交时，EMI滤波器恰好提供足够的衰减，此时的相交频率为该EMI滤波器设计的关键频率

根据关键频率处的共模和差模干扰值计算EMI滤波器所需的转折频率或

根据下式确定EMI滤波器的元件电容和电感参数：

式中，Limit表示限定电流值，slope表示峰值补偿值；

漏电流的表达式为：

I_g＝V_in·ω_line·C_y

式中，V_in表示电压输入值，ω_line表示输入电压的角频率，C_y表示共模电容值；

共模扼流圈的电感值表达式为：

式中，L_CM表示共模滤波电感值，表示共模EMI滤波器的转折频率，其余各符号含义同上；

差模滤波电感L_DM为两部分，一部分为共模电感的漏感L_leak，另一部分为额外加入的电感2L_D，且满足下述关系，即：

L_DM＝L_leak+2L_D

差模滤波电感和差模电容的关系式，即：

其中，电容C_x1和C_x2并联；式中，表示差模EMI滤波器的转折频率，C_DM表示差模电容值。

2.根据权利要求1所述的一种基于耦合电感双路变换器的电磁干扰抑制优化方法，其特征在于：所述变换器采用两路交错并联Boost PFC结构，减小输入输出电流脉动，等效增加变换器频率。

3.根据权利要求1所述的一种基于耦合电感双路变换器的电磁干扰抑制优化方法，其特征在于：为减小磁性元件的体积、提高变换器的功率密度、提高了动态响应性能，所述变换器采用反向耦合电感。