[实用新型]一种有源EMI滤波电路

说明书

本实用新型公开了一种有源EMI滤波电路，包括连接在外部电源和用电设备之间的功率变换模块，以及控制模块，还包括DAEF模块、供电模块；其中所述供电模块向所述DAEF模块供电；所述DAEF模块包括串接在供电模块与保护地PE之间的功率开关和噪声抵消电容；所述控制模块向功率变换模块发出PWM控制信号、并且向DAEF模块发出PWM控制信号以对功率变换模块产生的噪声进行补偿；本实用新型使用少量的元器件，通过合理的控制，抵消部分EMI噪声，有效减小无源EMI滤波器的体积，提升功率密度,体积减小为现有无源EMI滤波器体积的1/2，成本降低为现有成本的2/3。

技术领域

本实用新型涉及功率变换模块功率变换器，更具体的说涉及功率变换模块中的有源EMI滤波器。

背景技术

功率变换模块功率变换器大量使用有源功率器件，产生了大量电磁噪声，电磁噪声在功率变换系统和保护地之间传递，形成功率变换器的EMI。其中，差模(DM)噪声在功率路径之间传递，共模(CM)噪声在电源系统和保护地之间传递。

常规应用中，功率变换模块功率变换器采用无源EMI滤波器，包含了共模(CM)滤波器和差模(DM)滤波器，用以衰减共模噪声和差模噪声。共模滤波器设计中，由于共模滤波电容受到安规漏电流的限制，一般取值很小，为nF数量级。因此，为了达到良好的共模滤波效果，需要增大共模电感的感量，共模电感的感量一般取值很大，达到mH数量级。同时，共模电感每个绕组串联在功率电路中，每个绕组需要承载全部的交流输入电流，随着功率变换模块功率的增加，共模电感的体积将会变得很庞大。在11kW及更大功率的功率变换模块典型应用中，相比传统的6.6kW功率变换模块，电流等级将会变大至2-4倍，对应的共模电感体积也基本需要相应倍数的提升。

同时，新一代宽禁带功率器件(SiC、GaN等)的大规模应用，相比传统的Si 材料功率器件，功率变换电路的开关工作频率大幅度提升，对应的功率变换电路磁件体积大幅度降低。

综合以上两项车载功率变换模块的最新发展趋势，在11kW及更大功率的功率变换模块典型应用中，EMI滤波器的体积将会占到整体功率变换模块体积的 1/3，甚至会占到1/2。因此，必须及时减小功率变换模块中的EMI滤波电路体积，从而有效减小功率变换模块的整体体积，提升功率密度。

因此，如何设计一种有源EMI滤波器，通过合理的控制，抵消部分EMI噪声，有效减小无源EMI滤波器的体积，提升功率密度是业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提出一种有源EMI滤波器。

本实用新型采用的技术方案是设计一种有源EMI滤波电路，包括连接在外部电源和用电设备之间的功率变换模块，以及控制模块，还包括DAEF模块、供电模块；其中所述供电模块向所述DAEF模块供电；所述DAEF模块包括串接在供电模块与保护地PE之间的功率开关和噪声抵消电容；所述控制模块向功率变换模块发出PWM控制信号、并且向DAEF模块发出PWM控制信号以对功率变换模块产生的噪声进行补偿。

所述控制模块在功率变换模块PWM控制信号的基础上提前或滞后时序差τ发出DAEF模块PWM控制信号，以对功率变换模块产生的噪声进行补偿；所述控制模块向供电模块提供设定电压V_ref，供电模块根据设定电压V_ref调整输出电压。

所述功率变换模块可以包括多个桥臂组，每个桥臂组由上桥臂和下桥臂构成；还包括与桥臂组数量相等的DAEF模块，所述控制模块分别控制每个DAEF 模块，各DAEF模块利用其噪声抵消电容对相应的桥臂组的噪声进行抵消。

所述功率变换模块也可以包括多个桥臂组，每个桥臂组由上桥臂和下桥臂构成；所述DAEF模块用噪声抵消电容对各桥臂组的噪声进行抵消。

所述外部电源与功率变换模块之间串接无源EMI滤波器。