高频开关电源有源EMI滤波器应用研究.pdf

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1、高频开关电源有源EMI滤波器应用研究电电工电气工电气(2009No.4)产品与应用高频开关电源有源EMI滤波器应用研究宋福根(福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350108)摘要：以反激式开关电源为研究平台，详细分析了开关电源中电磁干扰的问题，尤其是共模传导电磁干扰。重点研究基于运算放大器的有源共模传导EMI的抑制方法，并比较采用有源共模EMI滤波器和不采用有源共模EMI滤波器的实验原理及EMI水平。实验证明了该有源EMI滤波器工作稳定，滤波效果良好。关键词：高频开关电源；电磁干扰；有源共模EMI滤波器+中图分类号：TM643；TN713.8文献标识码：A文章编号：1007

2、-3175(2009)04-0031-03ResearchandApplicationofActiveCommon-ModeEMIFilterinHigh-FrequencySwitchingPowerSupplySONGFu-gen（CollegeofElectricalEngineeringandAutomation,FuzhouUniversity,Fuzhou350108,China）Abstract:Ontheresearchplatformofflybackswitchingpowersupply,problemsofEMI,especiallytheproblemo

3、fcommon-modecon-ductedEMIintheswitchingpowersupplywereanalyzedindetail.Thekeyresearchwasthesuppressionmethodofactivecommon-modeconductedEMIbasedontheoperationalamplifier.ThecomparisonofexperimentalprincipleandEMIlevelbetweenthesystemwithanac-tivecommon-modeEMIfilterandthesystemwithoutanactivec

4、ommon-modeEMIfilterwasmade.Theexperimentverifiesthatthisactivecommon-modeEMIfilterisstableandworkswell.Keywords:high-frequencyswitchingpowersupply;EMI;activecommon-modeEMIfilter开关电源由于其高质量、高效和多样的电能变1有源共模EMI滤波器的基本原理换作用等诸多优点，目前已广泛应用于工业和民用[1-2]领域。然而由于使用功率开关器件以及开关电源本有源EMI滤波技术的原理框图如图1所示，身产生的电磁干扰，导致开关电

5、源内部的电磁环境其中，loop1表示不采用滤波器时的共模电流路径，越来越恶劣，同时对周围的电子设备及电源本身的此时共模电流i1将通过分布电容Cp全部注入地。正常工作造成了威胁。此外，开关电源高频化是其而采用有源共模EMI滤波器ACEF(ActiveCommon-发展的方向，高频化使开关电源小型化，然而，开modeEMIFilter)将产生一个反向的补偿电流，为关电源在高频化的同时却产生更加严重的电磁干i1提供低阻抗分流支路loop2，理想情况下i3=i1，扰，由于体积、功耗等问题，传统的无源EMI滤波可使流入地的共模电流i2为零，从而达到衰减共器在很多时候已不能满足滤波技术的需

6、要，有源模电流的目的，满足电磁干扰标准和要求。采用的EMI滤波器由于其在体积、功耗、重量方面的明显ACEF其基本原理为先采样共模信号，然后通过反优势和易于集成的优点，很适合当前对开关电源等馈，动态地输出一个与所采样的噪声电流相反的补电力电子装置发展的需要，必将成为发展的趋势，偿电流，其实质是为共模电流提供一个极低阻抗的[3]有源EMI抑制技术将为解决开关电源的EMI问题提内部回路，是一个对噪声信号进行实时补偿的过供了新思路。程。U1为参考电压输入量，S1为开关管Q1产生的脉冲波环节。基金项目：福建省教育厅B类项目(JB07004)作者简介：宋福根(1982-)，男，助教，硕士，

7、研究方向为电力系统无功优化和谐波治理、电气设备EMC和EMI。31电电工电气工电气(2009No.4)高频开关电源有源EMI滤波器应用研究US1出一个反方向的动态补偿电流，从而使共模电流在1C1loop2i1loop1ACEF网络内部循环，从而大大减少了流入地的共检测补偿模电流，达到衰减甚至消去共模电流目的[4-5]。ii23受控电流源ACEFCp图1ACEF原理框图3ACEF实验波形2ACEF设计为了证明上述设计的ACEF滤波效果，下面将对本次所设计的开关电源运用在ACEF电路上进行实2.