[发明专利]一种滤波器设计方法

权利要求书

1.一种滤波器设计方法，适用于新能源汽车电机控制器中的高压直流电源电磁干扰，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、基于新能源汽车电机控制器高压直流侧传导干扰测试结果，确定滤波器的目标插入损耗曲线；

步骤二、依据阻抗失配原则，根据电机驱动系统的直流侧噪声源阻抗特性，选取滤波器基本拓扑结构；

步骤三、根据选定的滤波器基本拓扑结构对应阶数，基于所述目标插入损耗曲线，确定滤波器的级数及相应的各级转折频率，具体包括：

在步骤一中所确定的目标插入损耗曲线上，以频率值为横轴、插入损耗dB值为纵轴，做一条斜率为20n/dec的直线，使其与目标插入损耗曲线相切，将该直线与横轴的交点频率记作f₀，相切点处的频率记为f_x，相切点处的目标插入损耗记为IL_x，则满足以下公式：

初步选定滤波器的第一级滤波电路转折频率f₁；

如果f₁f₀，则通过以下公式计算第二级滤波器的转折频率f₂：

如果f₁≤f₀，则在10f₀～100f₀范围内选取f₂；

如果10MHz-108MHz频段范围内的目标插入损耗幅值较高且f₂500kHz，则增加第三级滤波器电路，并在100kHz-1MHz频段内选取第三级滤波电路转折频率f₃；

步骤四、根据电机驱动系统额定电压、工作电流信息确定差模电感，并基于所确定的差模电感确定各级共模电容；

在所述步骤四中，确定滤波器的体积要求，由所述电流等级确定作为差模电感的空芯电感线径，根据滤波器的级数和体积要求确定每一级空芯电感L的线圈长度l、匝数N以及绕组截面直径D。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：作为差模电感的每一级空芯电感L的线圈长度l、匝数N以及绕组截面直径D，采用以下公式计算：

对于每一级电路中的共模电容，采用以下公式计算：

其中，f为该级转折频率。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：本发明的方法还包括：

步骤五、搭建滤波器样机，如果滤波器体积不能满足要求，则返回步骤三，重新选取滤波器级数及各级转折频率；

如果滤波器样机可以满足体积要求，则对使用了所设计滤波器的电机驱动系统的高压直流侧传导电压进行测试，如果其未满足标准限值要求，则返回步骤二，重新选取基本拓扑结构；如果满足标准限值要求，则设计完成。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤二中的滤波器基本拓扑结构，选取自LC、CL、CLC以及LCL四种基本拓扑结构中的任意一种。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述步骤二中，若选取LC或CL结构，则在所述步骤三中确定滤波器阶数n＝2；若选取CLC或LCL，则在所述步骤三中确定滤波器阶数n＝3。