共模电磁噪声提取网络及有源电磁干扰滤波器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种共模电磁噪声提取网络及有源电磁干扰滤波器，该共模电磁噪声提取网络包括连接在供电系统与用电设备之间的输入线缆，以及电磁噪声采样器和共模电磁噪声提取器；所述电磁噪声采样器设置在所述输入线缆与所述共模电磁噪声提取器之间，用于对所述输入线缆的差共模电磁噪声进行采样并将所采样的差共模电磁噪声输出至所述共模电磁噪声提取器；所述共模电磁噪声提取器用于提取并输出所述电磁噪声采样器所采样的差共模电磁噪声中的共模电磁噪声。

【技术实现步骤摘要】
共模电磁噪声提取网络及有源电磁干扰滤波器
本技术涉及滤波
，尤其是涉及一种共模电磁噪声提取网络及有源电磁干扰滤波器。
技术介绍
图1是用电设备与供电系统的连接示意图，如图1所示，随着用电设备越来越普及，用电设备产生的高频电磁噪声不仅会影响周边的电子设备，而且会影响供电系统。因此，1996年欧盟推行电磁兼容(简称“EMC”)法规要求，强制要求利用公共电网的电子设备必须满足相关EMC法规限值要求。其中，供电系统可以是交流供电系统，也可以是直流供电系统。图2为现有无源EMI滤波器的应用示意图，如图2所示，为满足EMC法规中的电磁干扰(简称“EMI”)，几乎所有的用电设备都会采用由无源器件构成无源EMI滤波器，串接于用电设备和供电系统之间，以抑制用电设备中的电磁噪声，满足EMI法规限制的要求，避免影响供电系统。图3为现有共模EMI滤波器的示意图，如图3所示，无源EMI滤波器的典型结构是由共模EMI滤波器和差模EMI滤波器组成，其中共模EMI滤波器由共模电感Lcm和CY电容组成。图4为现有差模EMI滤波器的示意图，如图4所示，差模EMI滤波器由差模电感Ldm和CX电容组成。虽然，无源EMI滤波器可以抑制电磁噪声，满足EMI法规限制的要求，避免影响周边电子设备和供电电网，但是，它的串接会导致很多问题：其一，损耗严重：在抑制微弱的uA级电磁噪声时，需要同时承受用电设备的负载电流，从而导致额外的损耗和发热，降低用电设备的能效和可靠性；其二，体积庞大：为承受用电设备负载电流，必然会导致共模电感和差模电感体积增大，甚至超过用电设备功能性电路的体积，变得本末倒置；其三，成本增加：为满足不同频段的电磁噪声抑制的需要，通常需要采用不同磁材的共模电感来抑制不同频段的电磁噪声，这样必然导致多级滤波架构，最终导致无源EMI滤波器成本增加，体积进一步增大，同时也导致更多的损耗和发热；其四，近场耦合：由于无源器件体积大和杂散参数的影响，高频段出现电磁噪声近场耦合和谐振，造成滤波效果达不到设计预期。图5为现有有源EMI滤波器的概念示意图，如图5所示，为解决上述传统的无源EMI滤波器的缺陷，有源EMI滤波器的概念结构被提出，有源EMI滤波器会采集后级用电设备产生的电磁噪声电流或电压信号，后经增益放大后实现闭环反馈，以达到噪声抑制的目的。经检索国内外专利数据库，有源EMI滤波器已有两项相关专利。该两项专利都采用在常规的共模电感上加第3个耦合绕组来提取流经共模电感的共模电磁噪声，经过增益放大处理后，通过电容注入到包括大地或者外壳组成的共模回路，来实现共模噪声的抑制。但是，由于共模电感的3个绕组不能达到完全耦合，总是会存在3%~5%左右的漏感，从而在耦合到共模电磁噪声的同时，也耦合到部分的差模电磁噪声，混杂在共模电磁噪声中一起被放大处理，注入到共模回路中，最后导致由于混入差模电磁噪声引起的新共模电磁噪声，从而达不到预期的共模电磁噪声的抑制效果。其中一件专利中，还另外提出有源差模EMI滤波器，其中通过采样串接在直流母线上的电感电压信号来获取差模电磁噪声，再经放大处理后，控制MOSFET晶体管的阻抗来实现抑制差模噪声的目的。然而，在供电的直流母线上会包含差模电磁噪声，也同时包含共模电磁噪声，因此，从电感获取的电磁噪声中不仅包括差模电磁噪声，也包括共模电磁噪声。这样混杂共模电磁噪声的差模电磁噪声一起经放大处理后，通过MOSFET晶体管的阻抗变化，注入到差模回路中，最后导致由于混入共模电磁噪声引起新的差模电磁噪声，最后达不到预期的差模噪声抑制效果。图6为现有标准传导干扰的测试设置图，如图6所示，依据CISP16-1-2的传导干扰的标准测试设置图，其中利用标准的线性阻抗匹配网络（简称LISN）串接于供电电网系统和用电设备之间来提取被测设备的传导干扰噪声。传导干扰测试中，接收机检测到的电磁噪声是通过线性阻抗匹配网络（简称LISN）耦合提取的。在供电电网系统的输入线缆中会流过差模电流IDM和共模电流ICM。差模电流在输入线缆中是方向相反，经被测的用电设备中的差模电磁噪声源后返回到供电电网系统，而共模电流在输入线缆中是同向流动，经过被测的用电设备中共模电磁噪声源经大地返回到LISN，再被接收机经LISN耦合提取。尽管图5所示的现有有源EMI滤波器的示意图既适用于抑制共模电磁噪声，也适用于差模电磁噪声抑制，但是共模电磁噪声和差模电磁噪声的传播路径不同，差模电磁噪声只会通过差模回路传播，而共模电磁噪声只会通过共模路径传播，然而，会在输入线缆上和用电设备内部产生交叠，而且共模电磁噪声的另外一半传播路径是经过大地被电磁干扰测试的接收机检测到，因此，将用电设备中差共模噪声进行完全隔离提取和分别注入是实现差共模电磁噪声的抑制十分关键。图6为现有标准传导干扰的测试设置图，如图6所示，输入线缆1上流动的电磁噪声电流I输入1会包括1/2的共模电磁噪声电流ICM和差模电磁噪声电流IDM，而在另一根返回的输入线缆2上流动的电磁噪声电流I输入2会包括同向的共模电磁噪声电流ICM和反向的差模电磁噪声电流IDM。输入线缆1和2中同向的1/2共模电磁噪声电流ICM会通过被测用电设备中的共模电磁噪声源101经传导测试中接大地的金属板返回到接受机中，从而共模电磁噪声电流ICM被接收机检测到。被测用电设备中的差模电磁噪声源100产生差模电磁电流在输入线缆1和2中反向流动，经LISN耦合后，被接收机检测到。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种共模电磁噪声提取网络，包括该共模电磁噪声提取网络的有源电磁干扰滤波器能够使用电设备的共模电磁噪声少量甚至不进入供电系统中，使得周边环境和供电电网不受用电设备的电磁噪声的影响，同时也能使用电设备满足EMI法规限值的要求。本技术提供一种共模电磁噪声提取网络，该共模电磁噪声提取网络包括连接在供电系统与用电设备之间的输入线缆，以及电磁噪声采样器和共模电磁噪声提取器；所述电磁噪声采样器设置在所述输入线缆与所述共模电磁噪声提取器之间，用于对所述输入线缆的差共模电磁噪声进行采样并将所采样的差共模电磁噪声输出至所述共模电磁噪声提取器；所述共模电磁噪声提取器用于提取并输出所述电磁噪声采样器所采样的差共模电磁噪声中的共模电磁噪声。进一步地，所述输入线缆包括并联的第一输入线缆和第二输入线缆；所述电磁噪声采样器包括第一采样器和第二采样器；其中，所述第一采样器设置在所述第一输入线缆上，所述第一采样器与所述共模电磁噪声提取器连接；所述第二采样器设置在所述第二输入线缆上，所述第二采样器与所述共模电磁噪声提取器连接。进一步地，所述输入线缆包括并联的第一输入线缆和第二输入线缆；所述电磁噪声采样器包括电感，所述电感包括两个原边绕组和两个副边采样绕组；其中，两个所述原边绕组与两个所述副边采样绕组一一对应耦合；其中一个所述原边绕组串接在所述第一输入线缆与用电设备之间，另一个所述原边绕组串接在所述第二输入线缆与用电设备之间；两个所述副边采样绕组的两个第一端均与地连接，两个所述副边采样绕组的两个第二端均用于输出对应输入线缆的差共模电磁噪声。进一步地，所述输入线缆包括并联的第一输入线缆和第二输入线缆；所述共模电磁噪声提取器为双绕组电感；其中，所述两个绕组的极性相反，所述共本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共模电磁噪声提取网络，其特征在于，包括连接在供电系统与用电设备之间的输入线缆，以及电磁噪声采样器和共模电磁噪声提取器；所述电磁噪声采样器设置在所述输入线缆与所述共模电磁噪声提取器之间，用于对所述输入线缆的差共模电磁噪声进行采样并将所采样的差共模电磁噪声输出至所述共模电磁噪声提取器；所述共模电磁噪声提取器用于提取并输出所述电磁噪声采样器所采样的差共模电磁噪声中的共模电磁噪声。

【技术特征摘要】
1.一种共模电磁噪声提取网络，其特征在于，包括连接在供电系统与用电设备之间的输入线缆，以及电磁噪声采样器和共模电磁噪声提取器；所述电磁噪声采样器设置在所述输入线缆与所述共模电磁噪声提取器之间，用于对所述输入线缆的差共模电磁噪声进行采样并将所采样的差共模电磁噪声输出至所述共模电磁噪声提取器；所述共模电磁噪声提取器用于提取并输出所述电磁噪声采样器所采样的差共模电磁噪声中的共模电磁噪声。2.根据权利要求1所述的共模电磁噪声提取网络，其特征在于，所述输入线缆包括并联的第一输入线缆和第二输入线缆；所述电磁噪声采样器包括第一采样器和第二采样器；其中，所述第一采样器设置在所述第一输入线缆上，所述第一采样器与所述共模电磁噪声提取器连接；所述第二采样器设置在所述第二输入线缆上，所述第二采样器与所述共模电磁噪声提取器连接。3.根据权利要求1所述的共模电磁噪声提取网络，其特征在于，所述输入线缆包括并联的第一输入线缆和第二输入线缆；所述电磁噪声采样器包括电感，所述电感包括两个原边绕组和两个副边采样绕组；其中，两个所述原边绕组与两个所述副边采样绕组一一对应耦合；其中一个所述原边绕组串接在所述第一输入线缆与用电设备之间，另一个所述原边绕组串接在所述第二输入线缆与用电设备之间；两个所述副边采样绕组的两个第一端均与地连接，两个所述副边采样绕组的两个第二端均用于输出对应输入线缆的差共...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄敏超，
申请(专利权)人：敏业信息科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31