[发明专利]一种基于Boost电感的辅助绕组型共模传导电磁干扰反向抵消电路

权利要求书

1.一种基于Boost电感的辅助绕组型共模传导电磁干扰反向抵消电路，应用于Boost变换器，其特征在于：利用与Boost功率电感耦合的辅助绕组构建一个与变换器内部噪声源v_DS波形形状相同，幅值成比例的补偿电压源v_comp，经过两个补偿电容C_comp1与C_comp2注入母线，反向抵消电路中的共模传导电磁干扰；电路结构包括一个与功率电感耦合的辅助绕组L_aux和两个补偿电容C_comp1与C_comp2，其中，辅助绕组L_aux与Boost变换器的功率电感L相耦合，一端连接到Boost变换器的公共地，另一端连接到两个补偿电容C_comp1与C_comp2的公共连接端；连接到变换器公共地的一端与功率电感L连接到Boost变换器输入正母线的一端互为同名端；两个补偿电容C_comp1与C_comp2一端相互连接，另一端分别与Boost变换器的输入正负母线相连；所述基于Boost电感的辅助绕组型共模传导电磁干扰反向抵消电路在辅助绕组与功率电感绕组理想耦合的条件下，可完全抵消电路中的共模传导电磁干扰，在全频率范围内获得较好的衰减效果；所述电路在辅助绕组与功率电感绕组非理想耦合的条件下也可工作，可在10MHz以下的频率范围内获得较好的衰减效果。

2.根据权利要求1所述共模传导电磁干扰反向抵消电路的电路结构，其特征在于：所述两个补偿电容C_comp1与C_comp2的容值、型号、封装、规格等均完全相同，以构成对称的电路结构，即：

3.根据权利要求1所述共模传导电磁干扰反向抵消电路的电路结构，其特征在于：所述两个补偿电容C_comp1与C_comp2流过的补偿电流极小，选择封装较小的表贴式MLCC陶瓷电容，以减小体积，只需保证其耐压高于Boost变换器输入母线电压的一半即可。

4.根据权利要求1所述共模传导电磁干扰反向抵消电路的电路结构，其特征在于：所述辅助绕组L_aux与Boost变换器功率电感L相互耦合，用于感应出补偿电压v_comp，进而向母线注入补偿电流。由于补偿电流极小，辅助绕组的构建十分简单。对绕线型功率电感，辅助绕组可由线径较小的铜导线直接在功率电感的磁芯上绕制而成；对平面型功率电感，辅助绕组可在铜箔层增加细走线进行构建，几乎不增加体积。

5.根据权利要求1所述共模传导电磁干扰反向抵消电路的电路结构，其特征在于：所述辅助绕组L_aux与Boost变换器功率电感L的匝数比可随变换器的实际情况灵活调整，所述反向抵消电路在辅助绕组L_aux与功率电感L理想耦合的条件下抵消效果最好，若追求全频段范围内较好的衰减效果，选择匝数比为1：1，并将功率电感的粗导线与辅助绕组的细导线绞合后绕制，以获得较高的耦合系数；若要求电路简单，体积极小，并且元件参数灵敏度较低，则辅助绕组可仅选择一匝。

6.根据权利要求1所述共模传导电磁干扰反向抵消电路的电路结构，其特征在于：Boost功率电感与辅助绕组理想耦合时，所述两个补偿电容的容值C_comp1与C_comp2、Boost变换器跳点对地寄生电容的容值C_par、Boost变换器功率电感L的匝数n以及辅助绕组L_aux的匝数n_aux之间应满足关系：

此时，所述共模噪声反向抵消电路可完全抵消Boost变换器的共模传导电磁干扰，在全频段范围内获得较好的衰减效果。

7.根据权利要求1所述共模传导电磁干扰反向抵消电路的电路结构，其特征在于：Boost功率电感与辅助绕组非理想耦合时，所述两个补偿电容的容值C_comp1与C_comp2、Boost变换器跳点对地寄生电容的容值C_par、Boost变换器功率电感的自感L以及功率电感绕组和辅助绕组之间的互感M之间应满足关系：

此时，所述共模噪声反向抵消电路可在传导电磁干扰的低频范围内，通常150kHz-10MHz反向抵消Boost变换器的共模传导电磁干扰，但由于非理想耦合引入的漏感，构建的补偿电压存在振铃，为变换器引入一个极高频的谐振峰，该谐振峰可借助外部滤波器滤除，也可在注入支路添加阻尼电阻进行抑制，由于谐振频率极高，所需外部滤波器体积极小。