基于二端口網(wǎng)絡(luò)理論的開關(guān)電源直流EMI濾波器的設(shè)計(jì)

（3）

式中：

g=。

如果令z=，則可以求得相應(yīng)的參數(shù)如下：

g11=gz；g12=g21=z；g22=－L1sz。

下面分析此濾波器電壓傳遞函數(shù)的幅頻特性，濾波器的電壓傳遞函數(shù)為

G(s)==（4）

將參數(shù)g代入，應(yīng)用MATLAB做出其對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)的幅頻特性曲線

顯然，在低頻段輸出電壓的衰減較小，高頻段的濾波效果比較明顯。

由以上分析可以看出，由于此電路元件參數(shù)的選擇范圍較寬,因此較容易設(shè)計(jì)出滿足設(shè)計(jì)要求，且適用于工程實(shí)際的濾波器。作者已將此電路應(yīng)用到了為長(zhǎng)沙某公司所設(shè)計(jì)的開關(guān)電源中。

設(shè)計(jì)要求為：

1）輸入1000V的尖峰電壓,最大產(chǎn)生20A電流；

2）濾波器輸出電流從0～25A變化時(shí)，造成513V電壓波動(dòng)不超過2％。

據(jù)此設(shè)計(jì)要求可得到設(shè)計(jì)允許值為：

g11=20/1000=0.02；

g22=U/I=(513＊2％)/25=0.4。

最終選定的參數(shù)值為：

L1=500μH；L2=140μH；R0=0.3Ω；

C1=470μF；C2=40μF。

將這組參數(shù)值代入式(3)得到:

g=5；z=0.003；

g11=gz=0.015；g12=g21=0.003；g22=0.2。

加入此濾波器前后開關(guān)電源輸出電壓波形如下圖7所示。

(a) 未加濾波器電源輸出波形

(b) 加入濾波器后電源輸出波形

圖7 開關(guān)電源輸出波形

3 結(jié)語

本文應(yīng)用二端口網(wǎng)絡(luò)原理，對(duì)開關(guān)電源EMI濾波器的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了分析總結(jié)，得出了3條設(shè)計(jì)要求，它適合于任何濾波器的設(shè)計(jì)。從該設(shè)計(jì)要求出發(fā)，可以對(duì)現(xiàn)有的開關(guān)電源EMI濾波器性能進(jìn)行分析。本文給出了一個(gè)應(yīng)用該要求設(shè)計(jì)出的EMI濾波器，并用在了工程實(shí)際，運(yùn)行結(jié)果表明該原理理論性與實(shí)踐性均較好，具有通用性。