一种功率变换装置包括：功率变换器，包括储能磁性元件；滤波器，包括电感元件和二端口网络，二端口网络连接在储能磁性元件与电感元件之间，其中储能磁性元件与电感元件之间发生耦合形成的互感与二端口网络形成串联谐振。一种改善滤波器性能的方法包括：提供一储能磁性元件设置于一功率变换器中；提供一滤波器包括一电感元件及一二端口网络，二端口网络连接在储能磁性元件与电感元件之间；确定需要提高滤波器插入损耗的频率；调节储能磁性元件与电感元件之间的耦合方式，使得储能磁性元件与电感元件形成的互感与二端口网络形成串联谐振。调节串联谐振的谐振频率为滤波器的需要提高插入损耗的频率的85%~115%。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种功率变换装置包括：功率变换器，包括储能磁性元件；滤波器，包括电感元件和二端口网络，二端口网络连接在储能磁性元件与电感元件之间，其中储能磁性元件与电感元件之间发生耦合形成的互感与二端口网络形成串联谐振。一种改善滤波器性能的方法包括：提供一储能磁性元件设置于一功率变换器中；提供一滤波器包括一电感元件及一二端口网络，二端口网络连接在储能磁性元件与电感元件之间；确定需要提高滤波器插入损耗的频率；调节储能磁性元件与电感元件之间的耦合方式，使得储能磁性元件与电感元件形成的互感与二端口网络形成串联谐振。调节串联谐振的谐振频率为滤波器的需要提高插入损耗的频率的85%~115%。【专利说明】改善滤波器性能的方法及功率变换装置
本申请涉及改善滤波器性能的方法及功率变换装置。
技术介绍
功率变换器中开关元件的开关动作产生的谐波电压和电流会对输入造成电磁干扰，因此，通常需要在功率变换器与输入之间加入电磁干扰(EMI)滤波器以减少功率变换器对输入的电磁干扰。随着功率变换器的功率密度的增加，功率变换器的体积的缩小，以及各设备或各元器件之间距离的减小，使得功率变换器中的储能磁性元件(如变压器、感性元件)会对EMI滤波器造成干扰，使EMI滤波器不能正常工作或降低EMI滤波器的性能和滤波效果。在现有技术中，为了降低功率变换器中储能磁性元件对EMI滤波器造成的干扰，或者为了增强EMI滤波器的性能和效果，通常的做法都是简单地通过增大EMI滤波器中的电感或电容值，来进一步提高EMI滤波器对电磁干扰的插入损耗(通常EMI滤波器的滤波性能或对电磁干扰的抑制能力用插入损耗来衡量)，以减弱功率变换器中储能磁性元件的干扰所带来的影响，但是，现有技术的这种做法存在如下技术问题:1、会使EMI滤波器的体积和成本增加。2、对特定频率的强电磁干扰进行滤波的针对性不强。
技术实现思路
为了解决上述技术问题之一，本申请提供了一种功率变换装置，包括:功率变换器，所述功率变换器包括储能磁 性元件；以及滤波器，所述滤波器包括电感元件和二端口网络，所述二端口网络连接在所述储能磁性元件与所述电感元件之间，其中所述储能磁性元件与所述电感元件之间发生耦合形成的互感与所述二端口网络形成串联谐振，所述串联谐振的谐振频率为所述滤波器的需要提高插入损耗的频率的859^115%。所述二端口网络的等效并联支路呈容性，调节所述储能磁性元件与所述电感元件之间为负耦合。所述二端口网络的等效并联支路呈感性，调节所述储能磁性元件与所述电感元件之间为正耦合。所述二端口网络至少包含一电容，并且调节所述电容来调节所述串联谐振的谐振频率。调节所述互感来调节所述串联谐振的谐振频率。调节所述电感元件和/或所述储能磁性元件的值来调节所述互感。调节所述电感元件与所述储能磁性元件之间的耦合系数来调节所述互感。所述滤波器为差模滤波器，调节所述电感元件与所述储能磁性元件之间的相对位置，来调节所述耦合系数。所述滤波器为差模滤波器，在所述电感元件与所述储能磁性元件之间设置导磁材料，来调节所述耦合系数。所述滤波器为差模滤波器，在所述电感元件上设置与所述电感元件一体形成的导磁材料，来调节所述耦合系数。所述滤波器为差模滤波器，在所述储能磁性元件上设置与所述储能磁性元件一体形成的导磁材料，来调节所述耦合系数。所述滤波器为共模滤波器，所述储能磁性元件提供共模磁路。所述滤波器的需要提高插入损耗的频率点的频率为所述功率变换器的开关频率的整数倍。所述储能磁性元件为电感元件或变压器。所述二端口网络为一电容。 本申请还提供了一种改善滤波器性能的方法，所述方法包括以下步骤:提供一储能磁性元件，所述储能磁性元件设置于一功率变换器中；提供一滤波器，所述滤波器包括一电感元件及一二端口网络,所述二端口网络连接在所述储能磁性元件与所述电感元件之间；确定需要提高滤波器插入损耗的频率；以及调节所述储能磁性元件与所述电感元件之间的耦合方式，使得所述储能磁性元件与所述电感元件形成的互感与所述二端口网络形成串联谐振，其中调节所述串联谐振的谐振频率为所述滤波器的需要提高插入损耗的频率的859^115%。当所述二端口网络的等效并联支路呈容性时，调节所述储能磁性元件与所述电感元件之间为负耦合，当所述二端口网络的等效并联支路呈感性时，调节所述储能磁性元件与所述电感元件之间为正耦合。调节所述二端口网络中的至少一电容来调节所述谐振频率。调节所述互感来调节所述谐振频率。调节所述电感元件和/或所述储能磁性元件的值来调节所述互感。调节所述电感元件与所述储能磁性元件之间的耦合系数来调节所述互感。所述滤波器为共模滤波器，所述储能磁性元件提供共模磁路。所述滤波器的需要提高插入损耗的频率点的频率为所述功率变换器的开关频率的整数倍。所述储能磁性元件为电感元件或变压器。所述二端口网络为一电容。根据本申请的改善滤波器性能的方法及功率变换装置，能够降低功率变换器中储能磁性元件对EMI滤波器造成的干扰，增强了 EMI滤波器的性能和效果，进一步提高了 EMI滤波器对特定频率的插入损耗，从而避免为了提高特定频率插入损耗而使EMI滤波器体积和成本的增加。【专利附图】【附图说明】下面将参照所附附图来描述本申请的实施例，其中:图1A示例性示出了根据本申请的一个带有EMI差模滤波器和功率变换器的功率变换装置的实施例的电路图；图1B示例性示出了根据本申请的一个带有EMI共模滤波器和功率变换器的功率变换装置的实施例的电路图；图2A示例性示出了一个三角型结构的二端口网络等效成一个星型结构的二端口网络的原理图；图2B示例性示出了由多个三角型结构组合的二端口网络等效成一个星型结构的二端口网络的原理图；图3示例性示出了两个电感之间存由多个三角型结构组合的二端口网络时的等效星型结构的原理图；图4A示例性示出了根据本申请的一个带有2Xm阶EMI差模滤波器和反激式变换器(Flyback)的功率变换装置的实施例的电路图；图4B示例性示出了根据本申请的一个带有2X (n-l)+l阶EMI差模滤波器和反激式变换器的功率变换装置的实施例的电路图；图4C示例性示出了根据本申请的一个带有2Xm阶EMI差模滤波器和Boost升压电路(一种开关式功率变换电路)的功率变换装置的实施例的电路图；图4D示例性示出了根据本申请的一个带有2X (n-D+l阶EMI差模滤波器和Boost升压电路的功率变换装置的实施例的电路图；图5A示例性示出了根据本申请的一个带有二阶EMI差模滤波器和反激式变换器的功率变换装置的实施例的电路图；图5B示出了将图5A中反激式变换器21的变压器3的初级线圈Lp与EMI差模滤波器15的HMI滤波电感L11之间的互感解耦后的等效电路图；图6示例性示出了 CISPR22 Class A (国际无线电干扰特别委员会A类测试)标准线和根据本申请的一个实施例中的原始噪声的曲线图；图7A示例性示出了根据本申请的一个带有二阶EMI差模滤波器和Boost升压电路的功率变换装置的实施例的电路图；图7B示出了将图7A中EMI差模滤波器16的滤波电感L21与Boost升压电路的功率因数校正电感Lpfc之间的互感解耦后的等效电路图；图8示例性示出了根据本申请的功率变换装置中的储能磁性元件与EMI差模滤波器中的电感L本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率变换装置，包括：功率变换器，所述功率变换器包括储能磁性元件；以及滤波器，所述滤波器包括电感元件和二端口网络，所述二端口网络连接在所述储能磁性元件与所述电感元件之间，其中所述储能磁性元件与所述电感元件之间发生耦合形成的互感与所述二端口网络形成串联谐振，所述串联谐振的谐振频率为所述滤波器的需要提高插入损耗的频率的85%~115%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴睿，谢毅聪，周敏，刘腾，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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