【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，尤其涉及一种抑制共模干扰的宽频emi滤波器。
技术介绍
1、宽禁带半导体器件碳化硅场效应管(silicon carbide metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor，sic mosfet)在开通和关断时，由于其较高的du/dt和di/dt，产生严重的电磁干扰(electromagnetic interference，emi)噪声。随着sicmosfet的广泛应用，功率变换器会产生传导emi，较高的emi可能导致保护电路的运行故障，以及系统电磁干扰超标。为了使待测电力电子设备满足相应的电磁兼容(electromagneticcompatibility，emc)标准，通常需要在主回路中添加emi滤波器来抑制系统的电磁干扰。
2、目前，emi滤波器主要分为无源emi滤波器、有源emi滤波器。无源滤波器(passiveemi filter,pef)由滤波电感和滤波电容两类元件组成，无源emi滤波器主要由电感和电容两类无源器件组成，并通过改变回路阻抗特性的方式实现干扰抑制。传统pef为了改善低频段滤波效果，往往需要增加电感值或电容值。有源滤波器(active emi filter,aef)主要采用以运放电路为核心的有源器件构成，并通过反向补偿的方式抑制干扰。有源元件受增益带宽积以及非线性元件的影响，其有效带宽往往较低，并且成本相较于无源emi滤波器也有较大提升。同时对于有源滤波器的采样方式，电流采样方式大多使用电流互感器(currenttransf
3、目前传统的有源滤波或无源滤波方法，无法在宽频范围内对共模干扰进行良好抑制，同时体积重量过大，不利于提升变换器的功率密度。
4、本专利针对传统emi滤波器无法在宽频范围内对共模干扰进行良好抑制以及体积重量过大等问题提出一种抑制共模干扰的宽频emi滤波器。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种抑制共模干扰的宽频emi滤波器，相比传统emi滤波器，具有更宽频率的emi干扰抑制效果，有效减小滤波器的体积与重量。
2、本专利技术为实现上述目的采用了如下的技术方案：
3、一种抑制共模干扰的宽频emi滤波器，该滤波器主要包括无源滤波电路、电压检测电路、高通滤波电路及电流补偿电路，无源滤波电路与电压检测电路相连，电压检测电路输入正极连接滤波电容正极，负极接地，检测并输出滤波电容所产生共模电压，电压检测电路的输出端与高通滤波电路输入端相连，通过电容隔离前后级电路，输出低频补偿电流，高通滤波电路的输出端与电流补偿电路输入端相连，将补偿电流注入系统。
4、进一步的，无源滤波电路通过共模电感及共模电容抑制共模干扰，构成lc网络，当传输的信号频率升高时，lc网络的输入即呈现高阻抗而输出呈现低阻抗，抑制高频共模emi噪声。无源滤波器插入损耗值areq与截止频率fl为：
5、
6、其中，lcm是无源滤波电路共模电感值，cy是无源滤波电路共模电容值，f是设定的频率。
7、进一步的，电压检测电路包括电压采样和采样保持电路，用于检测共模滤波电容上的噪声并将其缩小到运放的供电范围内，同时避免后面的电路对采样电路造成影响。运放跟随电路的输入电压vsense与共模噪声电压vcm之间的关系为：
8、
9、vsense＝nvcm
10、其中，r1为第一电阻值，r2为第二电阻值。
11、进一步的，高通滤波电路滤除共模电压中的直流分量，避免对低频电流的过大补偿，确保有源滤波器的稳定性和安全性，输出低频补偿电流，通带截止频率f和放大倍数a为：
12、
13、其中，r3为第三电阻值，r4为第四电阻值，c1为第一电容值，c3为第三电容值。
14、进一步的，电流补偿电路包括电流放大电路及电流注入电路，将低频补偿电流注入系统，抑制低频共模干扰。
15、本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
16、(1)本专利技术针对无源滤波电路低频衰减能力低导致低频抑制效果较差的问题以及有源滤波电路高频环路增益限制导致高频抑制效果较差的问题，采用级联的设计方法，首先通过前级无源滤波电路抑制高频共模干扰，然后采集共模电容上的共模电压传递给后级有源滤波电路，通过后级有源滤波电路对低频共模干扰进行抑制，具有更宽频率的抑制效果。
17、(2)本专利技术针对传统emi滤波器采用互感器对共模干扰进行采集，体积与重量相对较高的问题，通过前级无源滤波器的共模电容采集共模电压，更加准确，体积与重量更小。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种抑制共模干扰的宽频EMI滤波器，其特征在于，包括无源滤波电路、电压检测电路、高通滤波电路及电流补偿电路；所述EMI指电磁干扰；
2.根据权利要求1所述的一种抑制共模干扰的宽频EMI滤波器，其特征在于，所述无源滤波电路通过共模电感和共模电容构成LC网络抑制高频噪声，无源滤波器插入损耗值AReq与截止频率fL为：
3.根据权利要求1所述的一种抑制共模干扰的宽频EMI滤波器，其特征在于，所述电压检测电路包括电压采样和采样保持电路，用于检测共模滤波电容上的噪声，运放跟随电路的输入电压Vsense与共模噪声电压VCM之间的关系为：
4.根据权利要求1所述的一种抑制共模干扰的宽频EMI滤波器，其特征在于，所述高通滤波电路可以滤除直流分量，输出低频补偿电流，放大倍数A为：
5.根据权利要求1所述的一种抑制共模干扰的宽频EMI滤波器，其特征在于，所述电流补偿电路包括电流放大电路及电流注入电路，将低频补偿电流注入系统，抑制低频共模干扰。
【技术特征摘要】
1.一种抑制共模干扰的宽频emi滤波器，其特征在于，包括无源滤波电路、电压检测电路、高通滤波电路及电流补偿电路；所述emi指电磁干扰；
2.根据权利要求1所述的一种抑制共模干扰的宽频emi滤波器，其特征在于，所述无源滤波电路通过共模电感和共模电容构成lc网络抑制高频噪声，无源滤波器插入损耗值areq与截止频率fl为：
3.根据权利要求1所述的一种抑制共模干扰的宽频emi滤波器，其特征在于，所述电压检测电路包括电压采样...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦海鸿，童辰龙，朱梓悦，杨磊，朱家厅，黄玉平，黄荣霞，卜飞飞，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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