[實用新型]具有電磁干擾抑制結構的電能變換器

有效

• 申請號: 201520963593.1
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN205160366U
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 黃敏超
• 申請（專利權）人: 黃敏超
• 主分類號: H02M1/44
• 分類號: H02M1/44
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本實用新型涉及電磁干擾抑制電路，特別是一種具有電磁干擾抑制結構 的電能變換器。

背景技術

在開關電源、LED驅動器、LED燈具、逆變器、電池充電器、充電樁、 電源適配器、醫療電源、醫療設備、通訊電源和通訊設備等電能變換器中， 為抑制電能變換器中半導體開關器件高頻工作產生的電磁噪聲，通常會通過Y 電容，X電容、共模電感和差模電感等電磁噪聲濾波器件進行濾波，抑制其 對外界環境的電磁干擾影響，滿足相關的電磁兼容法規要求。

對于交流輸入的電能變換器，根據交流輸入方式可以分為：I類輸入和II 類輸入，其中I類輸入由交流輸入線和地線組成，II類輸入只由交流輸入線組 成。

a)I類電能變換器

I類電能變換器如圖1所示，由可以簡化成兩部分：I類EMI濾波器和功 率變換(PowerConverter)電路組成。I類電能變換器的交流輸入包括交流 輸入線和大地；EMI濾波器的左側3個輸入端1、2和3分別連接至交流輸入 線和大地；EMI濾波器右側的輸出端4、5和6分別連接至功率變換電路的輸 入端1、2和3；然后功率變換電路輸出端4和5連接負載，提供所需的電能。

在I類電能變換器中的I類EMI濾波器通常采用I類單級EMI濾波電路 單元，如圖2所示，或者I類多級串聯EMI濾波電路單元，如圖3所示。

I類單級EMI濾波電路單元典型結構如圖2所示，由3個輸入端口1，2 和3與3個輸出端口4，5，和6組成，輸入端口3與輸出端口6都連接至大 地線。I類單級EMI濾波電路單元包括電容CY1、CY2、CY3、CY4、CX1、 CX2、電感L1和電感L2，其中電感L1和電感L2可以單獨工作，也可以用 磁芯進行耦合，形成差模電感、共模電感或者差共模電感。上述器件CY1、 CY2、CY3、CY4、CX1、CX2、電感L1和電感L2都可以獨立工作，實現 EMI噪聲濾波功能。當上述器件獨立工作時，其它電容以開路的方式進行替 代，其它電感以短路線進行替代。

I類單級EMI濾波電路單元的輸入端1連接至電容CY1、電容CX1和電 感L1的連接點；I類單級EMI濾波電路單元的輸入端2連接至電容CY2、電 容CX1和電感L2的連接點；I類單級EMI濾波電路單元的輸入端3連接至 電容CY1和電容CY2的連接點，以及電容CY3和電容CY4的連接點和輸出 端口6；I類單級EMI濾波電路單元的輸出端4連接至電容CY3、電容CX2 和電感L1的連接點；I類單級EMI濾波電路單元的輸出端5連接至電容CY4、 電容CX2和電感L2的連接點。

圖2中所示的I類單級EMI濾波電路單元中虛線框中電容CY1、CY2、 CY3和CY4的形成的電路，用于提供后級功率變換電路電路中高頻噪聲源的 噪聲電流回路，以減小電能變換器中的噪聲源對外部的電磁干擾。

增大I類單級EMI濾波電路單元中的電容CY1、CY2、CY3和CY4容 量可以減小噪聲源對外部的電磁干擾，但會增加電能變換器對地的漏電流。 由于需要滿足安全規范中對漏電流大小的限制，因此上述I類單級EMI濾波 電路單元中對地電容CY1、CY2、CY3和CY4的容值大小就有限制，從而導 致上述電容CY1、CY2、CY3和CY4的容值不能無限制地增大，造成圖1 所示的I類電能變換器噪聲抑制困難，就需要再增加1級或多級的EMI濾波 器，導致產品體積增大，效率降低，成本增高。

圖3為I類多級串聯的EMI濾波電路單元，由圖2所示的I類單級EMI 濾波電路單元串聯而成，其中I類單級EMI濾波電路單元(1)的輸入端1、 2和3分別與交流輸入線和大地線(Earth)相連；I類單級EMI濾波電路單 元(1)的輸出端4、5和6分別于I類EMI濾波電路單元(2)的輸入端1、 2和3相連；I類單級EMI濾波電路單元(2)的輸出端4、5和6分別于后 續的I類EMI濾波電路單元(n)的輸入端1、2和3相連；后續I類單級EMI 濾波電路單元(n)的輸出端4、5和6再與后續的功率變換電路的輸入端1， 2和3相連。

與I類單級EMI濾波器一樣，I類多級串聯的EMI濾波電路單元存在更 多的對地電容，造成更大的漏電流，因此，其對地電容的電容量大小受到安 全法規中漏電流大小的限制，導致圖1所示的I類電能變換器噪聲抑制困難， 就需要再增加更多級的EMI濾波器，導致產品體積增大，效率降低，成本增 高。