差模电磁噪声注入网络及有源电磁干扰滤波器制造技术

本发明专利技术涉及一种差模电磁噪声注入网络及有源电磁干扰滤波器，该差模电磁噪声注入网络包括注入件和差模回路；其中，所述注入件至少具有第一注入端、第二注入端和差模电磁噪声分量输入端；所述差模电磁噪声分量输入端用于输入差模电磁噪声分量，所述第一注入端和所述第二注入端与所述差模回路中串联的任意两点一一对应连接，用于注入所述差模电磁噪声分量。

Differential mode electromagnetic noise injection network and active electromagnetic interference filter

The present invention relates to a differential mode electromagnetic noise injection network and an active electromagnetic interference filter. The differential mode electromagnetic noise injection network comprises an injection part and a differential mode circuit, wherein the injection part has at least a first injection end, a second injection end and a differential mode electromagnetic noise component input end, and the differential mode electromagnetic noise component input end. For input differential mode electromagnetic noise components, the first injection terminal and the second injection terminal are connected one-to-one with any two points in series with the differential mode circuit for injection of the differential mode electromagnetic noise component.

【技术实现步骤摘要】
差模电磁噪声注入网络及有源电磁干扰滤波器
本专利技术涉及滤波
，尤其是涉及一种差模电磁噪声注入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，通过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。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，如图7所示。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
本专利技术的目的在于提供一种差模电磁噪声注入网络，该差模电磁噪声注入网络能够使经过处理后的差模电磁噪声通过差模回路返回到用电设备中的差模噪声源，使用电设备的电磁噪声能够少量甚至不进入供电系统中。本专利技术提供一种差模电磁噪声注入网络，该差模电磁噪声注入网络包括注入件和差模回路；其中，所述注入件至少具有第一注入端、第二注入端和差模电磁噪声分量输入端；所述差模电磁噪声分量输入端用于输入差模电磁噪声分量，所述第一注入端和所述第二注入端与所述差模回路中串联的任意两点一一对应连接，用于注入所述差模电磁噪声分量。进一步地，所述注入件为晶体管或绕组差模电感。进一步地，所述注入件为半导体晶体管；所述半导体晶体管的第一电极为所述第一注入端，所述半导体晶体管的第二电极为所述第二注入端，所述半导体晶体管的控制极为所述差模电磁噪声分量输入端。进一步地，所述绕组差模电感包括第一绕组和第二绕组；其中，所述第一绕组的一端为所述差模电磁噪声分量输入端，所述第一绕组的另一端接地；所述第二绕组的一端为所述第一注入端，所述第二绕组的另一端为所述第二注入端。进一步地，所述注入件为双绕组差模电感，所述双绕组差模电感的所述第一绕组和所述第二绕组分别为原边绕组和副边绕组；其中，所述原边绕组的一端为所述差模电磁噪声分量输入端，所述原边绕组的另一端接地；所述副边绕组的一端为所述第一注入端，所述副边绕组的另一端为所述第二注入端。进一步地，所述注入件为三绕组差模电感，所述三绕组差模电感的三绕组分别为所述第一绕组和两个所述第二绕组；所述第一绕组为原边绕组，两个所述第二绕组分别为副边绕组NS1和副边绕组NS2，所述副边绕组NS1和副边绕组NS2相对且极性相反；其中，所述原边绕组的一端为所述差模电磁噪声分量输入端，所述原边绕组的另一端接地；所述副边绕组NS1和所述副边本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差模电磁噪声注入网络，其特征在于，包括注入件和差模回路；其中，所述注入件至少具有第一注入端、第二注入端和差模电磁噪声分量输入端；所述差模电磁噪声分量输入端用于输入差模电磁噪声分量，所述第一注入端和所述第二注入端与所述差模回路中串联的任意两点一一对应连接，用于注入所述差模电磁噪声分量。

【技术特征摘要】
1.一种差模电磁噪声注入网络，其特征在于，包括注入件和差模回路；其中，所述注入件至少具有第一注入端、第二注入端和差模电磁噪声分量输入端；所述差模电磁噪声分量输入端用于输入差模电磁噪声分量，所述第一注入端和所述第二注入端与所述差模回路中串联的任意两点一一对应连接，用于注入所述差模电磁噪声分量。2.根据权利要求1所述的差模电磁噪声注入网络，其特征在于，所述注入件为晶体管或绕组差模电感。3.根据权利要求2所述的差模电磁噪声注入网络，其特征在于，所述注入件为半导体晶体管；所述半导体晶体管的第一电极为所述第一注入端，所述半导体晶体管的第二电极为所述第二注入端，所述半导体晶体管的控制极为所述差模电磁噪声分量输入端。4.根据权利要求2所述的差模电磁噪声注入网络，其特征在于，所述绕组差模电感包括第一绕组和第二绕组；其中，所述第一绕组的一端为所述差模电磁噪声分量输入端，所述第一绕组的另一端接地；所述第二绕组的一端为所述第一注入端，所述第二绕组的另一端为所述第二注入端。5.根据权利要求4所述的差模电磁噪声注入网络，其特征在于，所述注入件为双绕组差模电感，所述双绕组差模电感的所述第一绕组和所述第二绕组分别为原边绕组和副边绕组；其中，所述原边绕组的一端为所述差模电磁噪声分量输入端，所述原边绕组的另一端接地；所述副边绕组的一端为所述第一注入端，所述副边绕组的另一端为所述第二注入端。6.根据权利要求4所述的差模电磁噪声注入网络，其特征在于，所述注入件为三绕组差模电感，所述三绕组差模电感的三绕组分别为所述第一绕组和两个所述第二绕组；所述第一绕组为原边绕组，两个所述第二绕组分别为副边绕组NS1和副边绕组NS2，所述副边绕组NS1和副边绕组NS2相对且极性相反；其中，所述原边绕组的一端为所述差模电磁噪声分量输入端，所述原边绕组的另一端接地；所述副边绕组NS1和所述副边绕组NS2的第一端均为所述第一注入端，所述副边绕组NS1和所述副边绕组NS1的第二端均为所述第二注入端。7.根据权利要求1所述的差模电磁噪声注入网络，其特征在于，设定用电设备包括火线、零线、整流桥和电容；其中，所述火线和所述零线均与所述整流桥连接，所述电容连接...

【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：发明
国别省市：上海,31