基于阻抗失配的EMI滤波器设计研究

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电力电子开关器件在高速通断时会产生大量的电磁干扰(EMI),严重时会对其他设备的正常工作造成干扰。由电感电容组成的无源EMI滤波器是抑制电磁干扰的主要手段,设计人员在设计滤波器时一般假设噪声源阻抗为50Ω,可能导致滤波器的实际性能与设计值不符。同时,无源滤波器的阻抗在设计完成后不能改变,当源阻抗和负载阻抗发生变化时,设计好的滤波器可能会不满足要求。本文从阻抗失配的角度分析了当噪声源阻抗不同时,同一个滤波器插损值会出现变化,说明源阻抗对滤波器的性能会产生影响。为了测量源阻抗,文中分析不同噪声源阻抗测量方法的优缺点,然后在实验中使用插损法和双电流探头法测量微型光伏逆变器的交流输出端的共模噪声源阻抗。对测量的结果进行比较,表明插损法操作简单,但双电流探头法测量的结果更精确。有源EMI滤波器具有体积小、低频插损高的优点,而且能够根据干扰的大小改变插损值,因此在一些场合中有源滤波器日益受到重视。与从补偿角度分析有源滤波器不同,本文从等效阻抗的角度进行分析,将有源EMI滤波器等效成无源器件,可以为滤波器设计改变阻抗失配提供参考。根据测得的共模噪声源阻抗,选择电流采样电压补偿型有源EMI滤波器进行实验,验证等效阻抗的分析,实验结果表明有源滤波器与等效大小的共模电容具有同样的插损曲线。实验表明噪声源阻抗不是简单的50Ω电阻,所以需要对噪声源阻抗进行测量,为滤波器的设计提供参考。有源EMI滤波器可以从等效阻抗角度分析,可以实现自动调节阻抗。
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