[实用新型]具有电磁干扰抑制结构的电能变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电磁干扰抑制电路，特别是一种具有电磁干扰抑制结构 的电能变换器。

背景技术

在开关电源、LED驱动器、LED灯具、逆变器、电池充电器、充电桩、 电源适配器、医疗电源、医疗设备、通讯电源和通讯设备等电能变换器中， 为抑制电能变换器中半导体开关器件高频工作产生的电磁噪声，通常会通过Y 电容，X电容、共模电感和差模电感等电磁噪声滤波器件进行滤波，抑制其 对外界环境的电磁干扰影响，满足相关的电磁兼容法规要求。

对于交流输入的电能变换器，根据交流输入方式可以分为：I类输入和II 类输入，其中I类输入由交流输入线和地线组成，II类输入只由交流输入线组 成。

a)I类电能变换器

I类电能变换器如图1所示，由可以简化成两部分：I类EMI滤波器和功 率变换(PowerConverter)电路组成。I类电能变换器的交流输入包括交流 输入线和大地；EMI滤波器的左侧3个输入端1、2和3分别连接至交流输入 线和大地；EMI滤波器右侧的输出端4、5和6分别连接至功率变换电路的输 入端1、2和3；然后功率变换电路输出端4和5连接负载，提供所需的电能。

在I类电能变换器中的I类EMI滤波器通常采用I类单级EMI滤波电路 单元，如图2所示，或者I类多级串联EMI滤波电路单元，如图3所示。

I类单级EMI滤波电路单元典型结构如图2所示，由3个输入端口1，2 和3与3个输出端口4，5，和6组成，输入端口3与输出端口6都连接至大 地线。I类单级EMI滤波电路单元包括电容CY1、CY2、CY3、CY4、CX1、 CX2、电感L1和电感L2，其中电感L1和电感L2可以单独工作，也可以用 磁芯进行耦合，形成差模电感、共模电感或者差共模电感。上述器件CY1、 CY2、CY3、CY4、CX1、CX2、电感L1和电感L2都可以独立工作，实现 EMI噪声滤波功能。当上述器件独立工作时，其它电容以开路的方式进行替 代，其它电感以短路线进行替代。

I类单级EMI滤波电路单元的输入端1连接至电容CY1、电容CX1和电 感L1的连接点；I类单级EMI滤波电路单元的输入端2连接至电容CY2、电 容CX1和电感L2的连接点；I类单级EMI滤波电路单元的输入端3连接至 电容CY1和电容CY2的连接点，以及电容CY3和电容CY4的连接点和输出 端口6；I类单级EMI滤波电路单元的输出端4连接至电容CY3、电容CX2 和电感L1的连接点；I类单级EMI滤波电路单元的输出端5连接至电容CY4、 电容CX2和电感L2的连接点。

图2中所示的I类单级EMI滤波电路单元中虚线框中电容CY1、CY2、 CY3和CY4的形成的电路，用于提供后级功率变换电路电路中高频噪声源的 噪声电流回路，以减小电能变换器中的噪声源对外部的电磁干扰。

增大I类单级EMI滤波电路单元中的电容CY1、CY2、CY3和CY4容 量可以减小噪声源对外部的电磁干扰，但会增加电能变换器对地的漏电流。 由于需要满足安全规范中对漏电流大小的限制，因此上述I类单级EMI滤波 电路单元中对地电容CY1、CY2、CY3和CY4的容值大小就有限制，从而导 致上述电容CY1、CY2、CY3和CY4的容值不能无限制地增大，造成图1 所示的I类电能变换器噪声抑制困难，就需要再增加1级或多级的EMI滤波 器，导致产品体积增大，效率降低，成本增高。

图3为I类多级串联的EMI滤波电路单元，由图2所示的I类单级EMI 滤波电路单元串联而成，其中I类单级EMI滤波电路单元(1)的输入端1、 2和3分别与交流输入线和大地线(Earth)相连；I类单级EMI滤波电路单 元(1)的输出端4、5和6分别于I类EMI滤波电路单元(2)的输入端1、 2和3相连；I类单级EMI滤波电路单元(2)的输出端4、5和6分别于后 续的I类EMI滤波电路单元(n)的输入端1、2和3相连；后续I类单级EMI 滤波电路单元(n)的输出端4、5和6再与后续的功率变换电路的输入端1， 2和3相连。

与I类单级EMI滤波器一样，I类多级串联的EMI滤波电路单元存在更 多的对地电容，造成更大的漏电流，因此，其对地电容的电容量大小受到安 全法规中漏电流大小的限制，导致图1所示的I类电能变换器噪声抑制困难， 就需要再增加更多级的EMI滤波器，导致产品体积增大，效率降低，成本增 高。