2开关电源有源共模EMI滤波器 来源:http://www.tede.cn
2.1有源共模EMI滤波器基本原理 来源:http://tede.cn
有源EMI滤波技术的实质是对噪声信号进行实时补偿。这里提出的有源共模EMI滤波器(Active Common-mode Filter,简称ACMF)基本原理是先采样共模信号,然后通过反馈,动态输出一个与所采样的噪声电流(电压)大小相等、方向相反的补偿电流(电压),其实质是为共模电流提供一个极低阻抗的内部回路。图1示出其原理图。其中,Path1指共模噪声源S1通过分布电容CD流入地的共模电流路径,在无滤波器时共模噪声inoise将通过CP全部注入地。ACMF将产生一个补偿电流,为inoise提供低阻抗分流支路Path2,从而使其尽量沿Path2路径流过。理想时icomp=-inoise,可使流入地的共模电流为零,从而达到衰减共模电流的目的,以满足电磁干扰的标准。
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2.2 ACMF设计 来源:http://www.tede.cn
以一台反激式开关电源为对象,研究上述开关电源ACMF的设计与应用。图2a示出ACMF在开关电源系统中的连接。图中,用虚线连接于反激式电源变压器初次级地之间的共模滤波电容Cy具有较好滤波效果,但因受漏电流安规要求的限制,其值不能太大。在此拟用提出的ACMF取代Cy,以增强对共模干扰的滤波效果。图2b示出ACMF的具体电路。它由一个宽带高速运算放大器U为核心的器件构成。 来源:输配电设备网
由于ACMF网络处理共模干扰信号的特殊性,所以对电路中一些元器件的选择也存在一些特殊要求。ACMF电路中关键元器件的选取和设计如下:
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(1)运算放大器U的选择因为共模干扰的频谱范围较宽,所以要求处理它的运算放大器的频带宽,响应速度快,对输入电压中的共模电压有较高的抑制,并能输出较大的电流。这里选择单位增益可达 200MHz,输出电流为l00mA的高速电压反馈式运放LM7171,它的工作电压较宽,为5.5-36V。通常情况下,开关电源的高频变压器都会有一个辅助绕组给PWM/PFM控制芯片提供电源,这样运算放大器的工作电压可直接从该辅助绕组经整流后获得,如图2a中的#1,接至绕组后,就在#1与#2之间很方便地给运算放大器提供工作电源。
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