双磁芯差共模电感集成EMI滤波器研究

摘要

为了满足电力电子设备的EMC要求，要使用输入滤波器来改善电力电子设备的EMI性能。分析了国内外研究EMI滤波器的技术现状，论述了集成EMI滤波器的研究情况，从减小体积和提高功率密度的角度提出了双磁芯集成EMI滤波器。提出了差模电感单绕，共模电感双绕的双磁芯集成EMI滤波器与利用局部磁芯增大差模电感的双磁芯集成EMI滤波器两种集成结构。
　　(1)利用磁路分析方法分别对每一种双磁芯差共模电感集成EMI滤波器进行了集成原理分析，并分析了磁芯磁阻不平衡对差模电感单绕共模电感双绕的双磁芯集成EMI滤波器影响。
　　(2)利用二端口网络分析理论对每一种双磁芯差共模电感集成EMI滤波器进行了高频建模，建立了集成差共模电感的二端口等效电路，并利用电磁场有限元计算和实验测试方法提取了电磁参数，推导得到了插入损耗计算公式，并给出了计算曲线和仿真曲线，并通过实验测试获得了插入损耗的测量曲线。
　　(3)研究了两种双磁芯集成差共模电感EMI滤波器平面化结构，给出了平面化的磁芯结构方案和绕组结构方案，给出了绕组的绕制方法。
　　通过分析，获得了磁芯磁阻不平衡对差模电感单绕共模电感双绕的双磁芯集成EMI滤波器影响的实用结论。通过对计算、仿真与实验测试插入损耗曲线的对比，验证了理论分析的正确性和等效电路的准确性。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 EMI滤波器的研究现状

1．2．1 EMI滤波器的集成技术

1．2．2 EMI滤波器参数提取与建模

1．3 研究意义

1．4 主要研究内容

1．5 本章小结

2 EMI滤波器的高频建模理论和参数提取方法

2．1 实际电感器件的高频建模

2．1．1 单个电感的高频模型

2．1．2 耦合电感的高频模型

2．2 电容的高频建模

2．3 滤波电感寄生参数的提取

2．3．1 有限元法参数提取

2．3．2 利用实验方法进行参数提取

2．4 EMI滤波器的插入损耗

2．5 本章小结

3 差模电感单绕共模电感双绕的双磁芯集成EMI滤波器

3．1 差共模电感集成原理

3．1．1 共模电感集成

3．1．2 差模电感集成

3．2 差共模电感分析

3．3 磁路不平衡对差共模电感的影响

3．4 集成EMI滤波器建模与插入损耗

3．4．1 高频模型

3．4．2 插入损耗计算

3．5 集成EMI滤波器参数计算与提取

3．6 仿真与实验

3．7 本章小结

4 利用局部磁芯增大差模电感的双磁芯集成EMI滤波器

4．1 差共模电感双磁芯集成结构

4．1．1 磁芯等效分割与共模电感

4．1．2 差模电感集成

4．2 差共模电感集成分析

4．2．1 差模电感分析

4．2．2 共模电感分析

4．3 集成EMI滤波器建模与插入损耗

4．3．1 高频模型

4．3．2 插入损耗

4．4 仿真与实验

4．5 本章小结

5 双磁芯差共模集成EMl滤波器平面化研究

5．1 电感寄生电容对EMI滤波器的影响

5．2 差模电感单绕共模电感双绕的双磁芯集成EMI滤波器平面化实现

5．2．1 共模电感绕组

5．2．2 差模电感绕组

5．2．3 差共模电感磁路分析及绕向问题

5．3 利用局部磁芯增大差模电感的双磁芯集成EMI滤波器平面化实现

5．4 本章小结

结论

参考文献

作者简历

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