[发明专利]一种非接触式谐振自耗型EMI滤波器及其设计方法

说明书

本发明公开了一种非接触式谐振自耗型EMI滤波器，包括套接在开关电源供电线路L上的高频磁环，高频磁环上缠绕有磁环感应线圈L_g，磁环感应线圈L_g上连接有谐振元件组。本发明还公开了一种非接触式谐振自耗型EMI滤波器的设计方法，本发明通过高频磁环采用无源非接触的方式，把电磁干扰从电源线传感到高频磁环感应线圈上进行多频谐振式抑制，不仅大幅度减小了EMI滤波器的体积，更可以对特定窄带电磁干扰频谱进行有选择性、有针对性的抑制，使得电磁干扰能量自耗在高频磁环感应线圈的多频谐振无源电路中。

技术领域

本发明属于开关电源电磁干扰技术领域，涉及一种非接触式谐振自耗型EMI滤波器，本发明还涉及上述滤波器的设计方法。

背景技术

开关电源具有重量轻、体积小、效率高的优势，更加上其采用数字化控制使得电源控制更加灵活、指标参数更加精准，现如今开关电源广泛应用于各行各业的电能变换场合。但是，开关电源的高频工作模式、高功率密度趋向使得其电磁干扰也越来越大，尤其是传导电磁干扰，其干扰不仅能量变大，而且频谱越来越宽，高频干扰增加，危害越来越严重。加装EMI滤波器是抑制这种电磁干扰的通用方法，传统的无源EMI滤波器串接在开关电源的供电线路中，通过串联电感对电磁干扰形成高阻抗的阻挡作用，通过并联电容对电磁干扰形成低阻抗的分流作用，这种滤波电路需要实际对接在开关电源的供电线路上，所以体积大、功耗大。另外，这种滤波是由电感和电容形成低通滤波器的模式实现滤波，所以，对电磁干扰的频谱选择性差，对于特别大的特定窄带电磁干扰频谱滤波能力明显不足。基于此，本发明提出一种非接触式谐振自耗型EMI滤波器及其设计方法，该EMI滤波器通过高频磁环采用无源非接触的方式，把电磁干扰从电源线传感到高频磁环感应线圈上进行多频谐振式抑制，不仅大幅度减小了EMI滤波器的体积，更可以对窄带电磁干扰频谱进行选择性的抑制，使得电磁干扰能量自耗在高频磁环感应线圈的多频谐振无源电路中。

发明内容

本发明的目的是提供一种非接触式谐振自耗型EMI滤波器，该EMI滤波器通过高频磁环采用无源非接触的方式，把电磁干扰从电源线传感到高频磁环感应线圈上进行多频谐振式抑制，不仅大幅度减小了EMI滤波器的体积，更可以对特定窄带电磁干扰频谱进行有选择性、有针对性的抑制，使得电磁干扰能量自耗在高频磁环感应线圈的多频谐振无源电路中。

本发明的另一目的是提供一种非接触式谐振自耗型EMI滤波器的设计方法。

本发明采用的技术方案是，一种非接触式谐振自耗型EMI滤波器，包括套接在开关电源供电线路L上的高频磁环，高频磁环上缠绕有磁环感应线圈L_g，磁环感应线圈L_g上连接有谐振元件组。

本发明第一种技术方案的特点还在于，

谐振元件组包括N组谐振支路，每组谐振支路均包括依次连接的多频谐振支路电感L_i、多频谐振支路电容C_i、多频谐振支路接入功耗电阻R_i，多频谐振支路电感L_i和多频谐振支路接入功耗电阻R_i分别连接在磁环感应线圈L_g的两端；i＝1,2,……,N。

本发明采用的另一技术方案是，一种非接触式谐振自耗型EMI滤波器的设计方法，具体包括如下步骤：

步骤1，被滤波开关电源的功率谱密度图的获取；

步骤2，确定功率谱密度中的波峰数n、每个波峰点的电磁干扰功率值P_i和相应频率值f_i；

步骤3，获取被滤波开关电源的电磁干扰电流谱密度；

步骤4，确定电磁干扰电流谱密度图中每个波峰点的电磁干扰电流幅值I_i；

步骤5，确定磁环感应线圈上的多频谐振支路数N；