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标题: 开关电源的输入输出滤波设计 [打印本页]

作者: ecnanjing 时间: 2004-5-28 11:07

你到ST或ONSEMI的网站上有关于滤波器设计的指导。

作者: mizhll 时间: 2004-5-28 16:53

没有找到啊，大哥能帮忙吗？
关键是要一些比较实用一点的。
谢啦

作者: ecnanjing 时间: 2004-5-28 17:06

http://www.st.com/stonline/prodpres/discrete/vipower/vipfm5.htm#p2

作者: mizhll 时间: 2004-5-31 09:41

先表示感谢，不过是个开关电源的设计软件啊？
我是要关于输入输出滤波器设计的方法！大侠是不是发错啦！

作者: ecnanjing 时间: 2004-5-31 11:24

在这个网页上有篇文章可供你参考：
http://www.emc-pro.com/ebook/ebookindex.htm

部分节录如下：

概述

军标461C在CE01发射（60Hz-20kHz）的频率范围内规定了电子设备产生谐波电流的极限值。这些发射是开关电源产生的电磁干扰的典型特征。计算机模型已经被用来研究军用电源配电系统上非线性负载的效应。可以用理想电流源并联适当负载阻抗来模拟非线性负载引起的谐波骚扰。电流源可以假定为谐波成分与测量值符合。谐波电压和电流可在电源配电系统中的不同点求得，总的谐波骚扰被估计为特殊线路接法时的质量因数。总谐波骚扰的预测值将与实际的船上测量值相近。

绪论

在过去几年中，人们已非常重视军用电源配电系统中非线性负载的效应。功率转换器，尤其是开关调节闸，将把谐波电流引入到电源配电系统中。谐波电流会带来许多问题，包括对其他电子系统的干扰，使电机和其他磁性元件增加功耗，二次谐波转矩可以导致额外的机械振动，增加的谐波成分将通过输入端与地间的电容流入到船体甲板上。这些谐波发射聚集在两个频率范围：60Hz-20kHz（CE01发射）和20kHz-50MHz（CE03发射）。CE01发射通常与整流器和输入平滑滤波器有关，CE03发射则与直流—直流变换器中使用的实际开关频率有关。因为许多工程技术人员，包括设计中的开关电源，如何处理电源配电系统中的这些设备所产生的电磁干扰是一个相当重要的问题。图1示意了实验室配电系统中的谐波骚扰情况。已经设计出最坏的计算机模型来估计典型的军用电源配电系统中的这种电磁干扰的影响。
测量几种常用电源以确定各种平滑滤波器的效果。典型的开关电源使用容性的平滑滤波器。这会因为滤波器的低成本、轻重量、小体积而产生相当好的波纹电流。不过，电容性平滑滤波器在较低的频率处会变得越来越不起作用，并且允许增加的谐波电平回送到源设备，因此通常不能通过CE01发射测试。图2是采用容性平滑滤波器的三相电源的频谱图。该频谱在一些点上（第13次谐波）比较得平坦，然后以1/n3的速度衰减。对其他几个电源测试的结果，发现衰减率在1/n—1/n3之间。
开关电源在20kHz—50MHz的范围内也呈现出传导发射的性质。设计人员一般选择开关频率在20kHz左右，因为低于20kHz的频率可以使设备产生电磁干扰而且很难滤除。40kHz以上的频率会引起额外的电磁干扰，但这比较容易滤掉。

图1. 实验室单相电源线上60Hz处的谐波骚扰

　

图2. BQQ-5型4B电源A相电源线的电流频谱

一些生产商正在生产100W的在200kHz工作的开关电源，但这个频率范围内电源的传导发射在很大程度上都依赖于生产商提供的滤波措施。在此问题上，不是对每种电源都提供一个详细的摸型，而是采用一般最坏情况下的开关摸型。可以假设：整流器和开关电路间的滤波器能够最优化地提供平滑滤波、电路可靠性和开关频率处必要的衰减作用。
因为此问题旨在研究输入电源线上开关调节闸的作用，仅对整流器，输入滤波器和直流—直流转换器予以讨论。包括各种整流器和滤波器级联的测量以及几种计算机模型的设计。关于这一点，对先进的和落后的模型都应予以探究。在测量和先进的建模方面，需要广泛了解电路元件的详细情况。尽管这种要求使先进的模型在EMI分析方面并无多大用处，但这种模型仍然足以提供对设备的进一步理解。在落后的模型中，非线性信号源被具有适量谐波成分的等效电流源取代。此方法用作EMI分析是理想的。因为熟悉开关电源的整体特性且能够轻易地计算出具体数据。因此，EMI模型可以构建出来，在具体电源中可以计算出非线性开关电源的有效作用，而不需要了解电路各元件的情况。

作者: ecnanjing 时间: 2004-5-31 11:30

在这个网页上还有篇文章可供你参考：
http://www.emc-pro.com/ebook/ebookindex.htm

部分节录如下：

电路设计人员如何确定在哪种场合该选用哪种滤波器呢？本文旨在帮助他们作出这种决定。

　　滤波器的选择看似神秘，但实质上并非如此。不过在很多场合，即使竭尽全力采取以下所述方法来选择，也还是需要实验多个滤波器后才能挑出最合适的一只。
　　那么，为什么要煞费苦心去正确的选择滤波器呢？按这里提供的准则来进行滤波器的筛选，至少可满足滤波器的正确尺寸和类型的要求，因此，试用滤波器仅仅是用一只滤波器替换另一只滤波器，同时检查传导及辐射发射，看哪只滤波器具有最佳的费效比。
　　如果在设计过程中没有足够的耐心去选择滤波器，墨菲法则（好象所有的物理、医疗和财政方面的公式都是从这里派生出来的）表明：最终证明是最合适的滤波器会与产品的其它要求完全不兼容。要么滤波器太大或太重而不能安装在铸塑模机壳内，需要一笔昂贵的重新制造模具的费用，要么需要一种不易实现的安装方法，要么由于滤波器的泄漏电流，将使推向市场的产品存在安全隐患问题。确实，如果没有仔细选择正确型号及类型的滤波器，那么按照墨菲法则，挑选合适的滤波器将增加研发和生产费用，同时也会推迟产品的上市时间。

　滤波器有关指标的计算
　　通过将产品的发射频谱与相关的电磁兼容标准比较，可以估算用滤波器控制发射所需要的衰减量。对于抗扰性控制，可以通过比较外部电噪声（通常取自有关的电磁兼容抗扰度标准）与产品电子线路的敏感性以及干扰期间希望达到的性能等级来估算一个粗略值。
　　当明确知道一个产品实际的发射或敏感性能时，就可采取精确的计算而不去进行估测。不过，如果不是在一个可控的50Ω阻抗环境中工作，在购买滤波器时，厂家提供的产品指标是靠不住的。

　阻抗问题
　　滤波器的工作原理是在射频电磁波的传输路径上形成很大的特性阻抗不连续，将射频电磁波中的大部分能量反射回源处。大多数滤波器的性能是在源和负载阻抗均为50的条件下测得的，这使我们直接联想到极为重要的一点，这就是滤波器的性能在实际情况下不可能达到最佳。
　　考察一个典型的电源线滤波器，它安装在交流电源线与作为电子产品直流电源的交-直流变换器之间。白天，交流电源的阻抗在2～2kΩ间变化，取决于与它连接的负载以及所关心的频率。连接到电子设备的电源线的特征阻抗大约在150Ω，当整流器在电源波形的尖峰附近导通时，相当于短路，而在其它时间，相当于开路。
　　滤波器参数是在50Ω的源和负载阻抗的测试环境下获得的，因为大多数射频测试设备采用50Ω的源、负载及电缆。这种方法获得的滤波器性能参数是最优化的，同时也是最具有误导性的。
　　因为滤波器由电感和电容组成的，因此这是一个谐振电路。其性能和谐振主要取决于源端及负载端的阻抗。事实上，一只价格昂贵且50/50性能优秀的滤波器可能在实际中的性能还不如一只价格较低且50/50性能较差的滤波器好。

作者: mizhll 时间: 2004-6-7 10:20

谢了！先去看看。

作者: mizhll 时间: 2004-6-7 10:33 标题: 开关电源的输入输出滤波设计

关于开关电源性能，自然要谈到抗干扰。对于新手来说，怎么选择电感电容的参数呢？如：输入的抗emi，输出的lc滤波。望各位老手给新手们指点一下！
先谢了！[em27]

作者: mizhll 时间: 2004-6-7 10:33

不过好像说的不是很通俗哦，都是些针对性的原理知识。呵呵，没有太多的实际数据哦。
忘版主帮忙啊、、、、

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