开关电源输入滤波器的阻抗匹配

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1、开关电源输入滤波器的阻抗匹配低压电器(2006№12)研究与分析开关电源输入滤波器3的阻抗匹配张逸成,韦华,朱学军,姚勇涛,沈玉琢(同济大学电气工程系,上海200331)摘要:在设计和选用电源滤波器的过程中系统工程师发现,加了滤波器以后作用不大,甚至会发生某些频段的噪声变大。造成该现象的主要原因之一是电源滤波器第一作者:张逸成(19512),男,教授,的输出阻抗和开关电源输入阻抗之间相互匹配。分析了滤波器输出阻抗和开关电源输入阻抗匹配的原因,并给出了开关电源输入阻抗值的测量方法。博士生导师,从事关键词:电

2、源滤波器;阻抗匹配;开关电源;插入损耗电动汽车电子电器中图分类号:TN713文献标识码:A文章编号:100125531(2006)1220003204及EMC的研究。StudyonImpedanceMatchofSwitchingPowerSupplyFilterZHANGYi2cheng,WEIHua,ZHUXue2jun,YAOYong2tao,SHENYu2zhuo(DepartmentofElectricalEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200331,C

3、hina)Abstract:Duringprocessofdesignandselectionofpowersupplyfilter,systemengineersfindthatsometime,theaddingofpowersupplyfilterhavenoproperrole,butevenmakemorenoiseatsomecriticalfrequencysection.Oneofthemainreasonsisthattheinputimpedanceoftheswitchingpowe

4、rsupplymatcheswiththeoutputimpe2danceofthepowersupplyfilter.Andthereasonofabovementionedmatchingwasanalyzed,whilethemeasuringmethodoftheinputimpedancevalueoftheswitchingpowersupplywasgivenout.Keywords:powersupplyfilter;impedancematching;switchingpowersupp

5、ly;insertionloss抗对电源滤波器性能的影响,以及确定负载端阻0引言抗值范围的方法。现代控制系统广泛使用商用开关电源模块供1阻抗极大不匹配原理电。这些电源模块通常在标准规定的负载条件下能够通过电磁发射测试,而在实际工况下却往往电源滤波器最主要的性能参数就是插入损不能通过测试。这时需要在电源模块输入端加上耗,插入损耗又分为共模和差模插入损耗。插入电源滤波器来减少噪声发射。损耗越大,表明该滤波器对干扰的抑制能力越强。电源滤波器的性能很大程度上取决于其端阻插入损耗定义为抗,即电源端差模、共模阻抗和负

6、载端差模、共模U1Lin=20log(1)阻抗。大多数厂商提供的滤波器性能指标是在电U2源端50Ω、负载端50Ω的情况下测出来的。而式中Lin———插入损耗(dB)开关电源的阻抗值随频率变化而变化,实际值和U1———无电源滤波器时负载端的电压50Ω相去甚远。特别在高频时,受电路中杂散参U2———加上电源滤波器之后负载端的电压数的影响,阻抗值变化很大。电源滤波器的设计要求对干扰信号的插入损本文主要针对电源滤波器的负载端阻抗(即耗尽可能大。根据信号传输理论,滤波器输入端开关电源的输入阻抗)进行分析,研究负载端

7、阻与电源端的端接、滤波器输出端与负载端的端接3基金项目:国家高技术研究发展计划(863)基金资助项目(2005AA501060)—3—低压电器(2006№12)开关电源输入滤波器的阻抗匹配应遵循阻抗极大不匹配原则。因此,滤波器设计路等效为一个差模电容Cdm;共模/差模电路只衰时应遵循:①源内阻是高阻(低阻)的,滤波器输减共模/差模噪声。入阻抗就应该是低阻(高阻);②负载是高阻(低2.1共模阻抗对插入损耗的影响阻)的,则滤波器输出阻抗就应该是低阻(高阻)。设Ucm1为不加共模电感时在LISN输出端的噪声电压

8、有两个传播途径:①从系统电源经噪声电压测量值;Ucm2为加上共模电感时LISN输电源滤波器到开关电源。电源滤波器输入源端的出端的噪声电压测量值。根据图1可得阻抗通常为25～100Ω。而且在做EMC传导测RLISNcmZScm试时,滤波器输入端要端接线路阻抗稳定网络Ucm1=IScm(2)RLISNcm+ZScm(LISN),将其阻抗稳定在50Ω来模拟实际运行RLISNcmZScm工况。因此,只要做到电源滤波器的输入阻抗与Ucm