EMI滤波器与PFC电路的功能集成

论文摘要

当今,随着科学技术和经济的发展,任何一门学科的研究领域正不断的深入到生活的一切领域当中。如今,高效低耗等要求都随着发展越来越多的提及和深化。在电力电子领域当中,各种变换电路,包括AC-DC,DC-AC,AC-AC, DC-DC,运用的领域相当广泛,而且这些变换的运用技术也日渐成熟。当然随之需要考虑的问题也接踵而来,例如变换电路的功率因数,电磁兼容性等等。功率因数涉及到电力品质,功率因数低下,势必意味着电路效率低,并且会严重污染电网。所以功率因数校正电路就相应运用起来,功率因数校正电路可以做到功率因数基本为一,因此可以很大程度上的降低由于电流的各次谐波造成的问题。另外一方面,这些变换电路往往需要开关器件做为它的变换工具,这些开关器件基本总是工作在高频的情况,由于高频的开关动作,会引起电磁干扰（EMI）的问题,也就是通常所说的噪声问题。这些噪声通过导线或者其它电力电子器件耦合途径传导到用电设备,对噪声比较敏感的用电设备会有比较严重的影响,例如开关的误动作等等。因此,很多国家和地区都对电磁干扰作出了相应的规定。工程上比较容易做到抑制噪声的方法是降低噪声的有效传递路径和对实际电路器件和线路的合理布局。同时对电磁干扰随之深入的研究,分离噪声为共模噪声和差模噪声并对它们的大小分别进行测量已经可以做到。由此,滤波器其容量大小的设计都变得有的放矢起来,再对设计流程加以规范,并通过实验验证,可以比较理想的滤除噪声。但是当将功率因数校正电路和滤波器电路二者结合的时候,由于元器件之间高频的耦合现象,又会出现新的交互现象。会影响功率因数,或者降低滤波能力,这些都需要考量。本论文针对功率因数校正电路和滤波器电路在同时能够满足滤波标准和功率因数要求以及THD指标的前提下进行了功能集成的研究。并最终通过实验验证这种集成方法的可行性。由此,为所有需要运用到PFC电路的电力电子装置,提供一种差模滤波器电路的设计思路。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 课题的构想
• 1.4 本文大纲
• 2. 功率因数校正电路概述
• 2.1 直流变换电路简介
• 2.2 功率因数校正电路（PFC）
• 2.3 PFC电路的仿真
• 2.4 本章小结
• 3 PFC电路的噪声分析
• 3.1 噪声产生的原因和种类
• 3.2 噪声的测量
• 3.3 PFC电路噪声分析
• 3.3.1 共模噪声的分析
• 3.3.2 差模噪声的分析
• 3.4 PFC电路噪声测量的展示
• 3.5 本章小结
• 4 PFC电路与EMI滤波器功能集成设计
• 4.1 滤波器的设计
• 4.1.1 滤波器设计步骤
• 4.1.2 插入损耗的定义和计算
• 4.2 实验电路参数的计算
• 4.2.1 输出电容的计算
• 4.2.2 开关器件的选择和二极管的选择
• 4.2.3 磁芯的选择
• 4.2.4 PFC电路未加滤波器噪声值测量
• 4.2.5 滤波器参数的计算
• 4.3 功能集成电路的仿真
• 4.4 本章小结
• 5 实验电路与波形
• 5.1 实验电路及波形
• 5.2 本章小结
• 6 结论与展望
• 7 附录（一）器件的遴选
• 7.1 简介
• 7.2 MOSFET的特性
• 7.2.1 MOSFET的结构及分类
• 7.2.2 MOSFET的特性
• 7.2.3 功率MOSFET的瞬态损耗的定性分析
• 7.3 器件特性展示
• 7.4 本章小结
• 参考文献
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文
• 致谢