集成emi 滤波器中电感 epc的分析与共模插入损耗的改善

《集成emi 滤波器中电感 epc的分析与共模插入损耗的改善》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、------------------------------------------------------------------------------------------------集成EMI滤波器中电感EPC的分析与共模插入损耗的改善中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会集成EMI滤波器中电感EPC的分析与共模插入损耗的改善1）温志伟2）伍晓峰3）徐德鸿4）YasuhiroOkuma5）KazuakiMino日本123）浙江大学电气学院，杭州1）Email：31002745）富士电机系

2、统株式会社，东京2）Email：3）Email：摘要：本文首先分析了一种集成EMI滤波器中寄生电容的分布及其对差、共模等效电路的影响；接着详细描述了绕组中电势的分布，并从电容储能角度推导出共模电路中EPC的计算公式；根据EPC的分析结果修正电感和共模电路的等效模型；最后通过EPC计算值和测量值的比较、电感的理论分析曲线和测试结果的对比、共模插入损耗曲线的分析证实了EPC对插入损耗的影响；文章最后给出了提高集成EMI滤波器共模插入损耗的方法。试验结果表明，—————————————————————————

3、—————————————------------------------------------------------------------------------------------------------共模插入损耗得到了实质性的改善。关键字：EPC，EMI滤波器，寄生电容，磁集成，共模插入损耗1．引言在图1所示的分立EMI[（ElectromagneticInterference）滤波器中[1]，为了能有效抑制EMI传导干扰，扼流圈必须在150K-30MHz的频率范围内保持其电感特性。实

4、际上，如图2（a）所示，在扼流圈中存在三种寄生电容——匝间电容Ca、线圈与磁芯间电容Cb、绕组与绕组间电容Cc。此时EMI滤波器的差、共模等效电路分别如图2（b）和2（c）所示[2]。这里，电感等效并联电容EPC（EquivalentParallelCapacitor）代表了匝间电容Ca和绕组与磁芯间电容Cb的效应，而等效并联电阻EPR（EquivalentParallelResistor）代表了绕组的损耗和磁芯损耗[3]。在差、共模等效电路中，电感和自身EPC产生并联谐振，谐振频率后，a、b点间的阻抗

5、随着频率的增加直线下降，呈现电容特性，使得高频插入损耗变差。图2（a）扼流圈寄生电容分布（b）滤波器差模等效电路（c）滤波器共模等效电路图3为EMI滤波器的一种多层集成结构，六层铜箔构成的电源线L、N交错并联，中间由介质材料绝缘[4]，绕组截面如图7所示。其集总参数模型如图1（b）所示，其中虚线框内的部分集成在同一个磁芯中。其差模电感和共模电感的集成原理和扼流圈类似，而电源线间并联的分布电容构成了差模电容Cx。集成结构中存在和扼流圈中———————————————————————————————————

6、———------------------------------------------------------------------------------------------------同样的分布电容的问题。（a）（a）（b）图1（a）EMI滤波器实际电路（b）等效电路（b）图3（a）集成绕组结构（b）集成滤波器2．集成结构中的分布电容如图4所示，集成结构中的分布电容主要有：同一匝内相邻电源线间电容C1、匝间电容C2、绕组与磁芯间电容C3、绕组间电容C4。C3和C4相对较小，可（a）（b）（

7、c）中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会忽略。对于差模电路，C1和C2构成差模电容Cx，能提高差模插入损耗特性。对于共模电路，因为共模噪声在两条电源线上的分布是相同的。故同一匝内，即使存在寄生电容C1，但由于C1上无压降和电流，C1相当于断路，对共模无影响；而图（7——————————————————————————————————————-------------------------------------------------------------------------------

8、-----------------）所示的匝间，电源线之间存在电压差，匝间电容C2构成了集成结构中电感EPC。而且集成结构绕组匝间有效面积远大于扼流圈匝间有效面积，这使其匝间寄生电容和EPC增大，对插入损耗的影响也就更大。图4集成结构中寄生电容分布3．共模电路中EPC的计算电感特性测试电路如图5所示，根据滤波器集成原理，测试电路的集总参数电路如图6（a）所示。在解耦后的图6（b）中共模电感LCM为10mH，差模电容Cx为0.1uF。当频率高