CN103036419A

CN103036419A - 一种共模电流抑制电路

Info

Publication number: CN103036419A
Application number: CN2012104974066A
Authority: CN
Inventors: 魏秀梅
Original assignee: YUYAO YIWEI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: YUYAO YIWEI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明公开了一种共模电流抑制电路，其中互补对称第一场效应管Q1和第二场效应管Q2组成的推挽电路构成并联补偿电路，由共模变压器绕组3上感应出共模电流，经过采样电阻R变换成相应的共模电压以便于智能控制单元MCU进行处理，控制由第一场效应管Q1和第二场效应管Q2所组成的推挽补偿电路产生与共模电流源大小相等方向相反的补偿电流，再经过第三电容C1和第四电容C2反馈到电路中达到抑制共模电流的目的。本发明减小了硬件电路体积，灵活性好，滤波能力强。

Description

一种共模电流抑制电路

技术领域

本发明属于EMC(Electromagnetic Compatibility)电磁兼容领域，具体涉及一种共模电流抑制电路。

技术背景

随着电子、电气、通信、计算机技术的迅速发展，电磁兼容性在工业、科研、民用和军事领域的重要意义愈来愈引起人们的高度重视。其中传导和辐射电磁干扰可能导致与附近的或共用电源的其它电子设备之间产生严重的电磁干扰问题，甚至可能影响人体健康。因此各种国际和国内的电磁兼容标准和规范相继强制执行，使得EMI成为一个急待解决的问题。其中共模EMI在总的EMI中通常占据主导地位。共模EMI源自变换器电路中高dv/dt部位(即存在由器件开关导致的跃变电压的部位)，通过相线、对地寄生电容和地构成共模电流的流通回路。此外，共模电流所流经的回路面积远比差模大，因此共模电流同时还是高频辐射干扰的主要成因。

现有技术中主要通过无源滤波电路滤除共模电磁干扰，图1所示的电路就是现有的共模滤波电路，通常称为EMI滤波器，EMI滤波器主要依靠电容，电感等无源器件进行滤波，其体积大，成本高，而且其滤波性能不仅依赖于滤波器本身，而且依赖于噪声源和噪声负载阻抗，EMI滤波器要想充分发挥性能，阻抗必须很好的匹配。对于电力电子装置来说，EMI滤波器的噪声源就是装置本身，噪声源阻抗随着开关拓扑变化而变化。噪声负载是电网，阻抗条件也在不停地发生变化。因而当EMI滤波器用于实际装置时，衰减情况难以确定，甚至在某些频率点还会产生负作用，其滤波能力有限。而且滤波器一旦接入电路便无法修改，灵活性差。

发明内容

本发明就是为了克服上面的不足，提出了一种共模电流抑制电路，利用软件控制方法减小了硬件电路体积，灵活性好，滤波能力强。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种共模电流抑制电路，包括共模变压器L，采样电阻R，智能控制单元MCU，第一场效应管Q1，第二场效应管Q2，第一电容Cy1，第二电容Cy2，第三电容C1，第四电容C2，第五电容C0，输入正端Vin+，输入负端Vin-，输出正端Vout+，输出负端Vout-和直流稳压电压源VC。第一电容Cy1一端接输入正端Vin+和共模变压器L同名端，另一端接地，第二电容Cy2一端接输入负端Vin-和共模变压器L同名端，另一端接地，采样电阻R接共模变压器L一绕组两端，第一场效应管Q1栅极接第二场效应管Q2栅极并接入智能控制单元MCU，第一场效应管Q1源极接第二场效应管Q2源极并接入智能控制单元MCU，第五电容C0一端接第一场效应管Q1源极，另一端接地，直流稳压电压源VC正极接第一场效应管Q1漏极，直流稳压电压源VC负极接第二场效应管Q2漏极，第三电容C1一端接输出正端Vout+，另一端接直流稳压电压源VC正极，第四电容C2一端接输出负端Vout-，另一端接第二场效应管Q2漏极。

电路工作时，由共模变压器绕组3上感应出共模电流，经过采样电阻R变换成相应的共模电压以便于智能控制单元MCU进行处理，控制由第一场效应管Q1和第二场效应管Q2所组成的推挽补偿电路产生与共模电流源大小相等方向相反的补偿电流，再经过第三电容C1和第四电容C2反馈到电路中达到抑制共模电流的目的。

其中，所述的一共模变压器L共有3个绕组，绕组1，绕组2，绕组3.

其中，所述的共模变压器L绕组1，绕组2接入电路中，其中绕组1一端1A接输入正端Vin+另一端1B接输出正端Vout+，绕组2一端2A接输入负端Vin-另一端2B接输出负端Vout-，绕组3一端3A接采样电阻R一端，绕组3另一端3B接采样电阻R另一端。采样电阻R感应出共模电流，经过变换成相应的共模电压以便于智能控制单元MCU进行处理。

其中，所述的共模变压器绕组1的1A端和绕组的2A端以及绕组3的3A端是同名端。

其中，所述的第一场效应管Q1是PNP结构，第二场效应管Q2是NPN结构，且第一场效应管Q1和第二场效应管Q2开关性能一致组成推挽补偿电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1，利用软件控制方法可以节省硬件电路，减小电路体积，便于集成。

2，利用软件控制方法可以使控制更加方便，电路灵活性强，便于修改。

3，电路结构简单成本低，经济实惠。

4，电路抑制共模电流能力更强。

附图说明

图1是现有共模滤波电路的电路原理图；

图2是本发明共模电流抑制电路实施例示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照附图2，本发明共模电流抑制电路实施例示意图。

如图2一种共模电流抑制电路，包括共模变压器L，采样电阻R，智能控制单元MCU，第一场效应管Q1，第二场效应管Q2，第一电容Cy1，第二电容Cy2，第三电容C1，第四电容C2，第五电容C0，输入正端Vin+，输入负端Vin-，输出正端Vout+，输出负端Vout-和直流稳压电压源VC。其特征是第一电容Cy1一端接输入正端Vin+和共模变压器L同名端，另一端接地，第二电容Cy2一端接输入负端Vin-和共模变压器L同名端，另一端接地，采样电阻R接共模变压器L一绕组两端，第一场效应管Q1栅极接第二场效应管Q2栅极并接入智能控制单元MCU，第一场效应管Q1源极接第二场效应管Q2源极并接入智能控制单元MCU，第五电容C0一端接第一场效应管Q1源极，另一端接地，直流稳压电压源V C正极接第一场效应管Q1漏极，直流稳压电压源VC负极接第二场效应管Q2漏极，第三电容C1一端接输出正端Vout+，另一端接直流稳压电压源VC正极，第四电容C2一端接输出负端Vout-，另一端接第二场效应管Q2漏极.共模变压器L共有3个绕组，绕组1，绕组2，绕组3.共模变压器L绕组1，绕组2接入电路中，其中绕组1一端1A接输入正端Vin+另一端1B接输出正端Vout+，绕组2一端2A接输入负端Vin-另一端2B接输出负端Vout-，绕组3一端3A接采样电阻R一端，绕组3另一端3B接采样电阻R另一端。由共模变压器绕组3上感应出共模电流，经过采样电阻R变换成相应的共模电压以便于智能控制单元MCU进行处理，控制由第一场效应管Q1和第二场效应管Q 2所组成的推挽补偿电路产生与共模电流源大小相等方向相反的补偿电流，再经过第三电容C1和第四电容C2反馈到电路中达到抑制共模电流的目的。

参数设计与器件选择：

1.外加直流稳压电压VC提供补偿电路注入电流的能量，电压应大于等于8V。

2.考虑到补偿电路工作时耦合电容C1，C2与输出电容C0的串联阻抗能够承受直流母线电压，为此耦合电容C1和C2须选用高压高频电容。

3.输出电容Co都应选用高压高频电容。

4.共模变压器就是在共模电感的基础上增加了一个绕组且在绕组上并联了一个检测电阻R，电阻上形成的高频电压信号与共模电流成比例关系。所以需根据共模电流的大小以及高频电压的要求设计变压器的匝数比。尽量减少共模变压器初级绕组的杂散电容，防止高频电流直接通过杂散电容流过变压器。另外，共模变压器初级绕组能够承受逆变器负载电流。

5.驱动电路设计：并联补偿电路是由互补对称Q1和Q2MOSFET构成的推挽电路，为使补偿电路产生所需要的共模补偿电流，就要给推挽电路提供合适的PWM驱动信号。当上管导通下管关断时要能提供足够高的正电压，当上管关断下管开通时，要能提供足够高的负电压。因此要求驱动电路能够提供±10V的驱动电压。

Claims

1.一种共模电流抑制电路，包括共模变压器(L)，采样电阻(R)，智能控制单元(MCU)，第一场效应管(Q1)，第二场效应管(Q2)，第一电容(Cy1)，第二电容(Cy2)，第三电容(C1)，第四电容(C2)，第五电容(C0)，输入正端(Vin+)，输入负端(Vin-)，输出正端(Vout+)，输出负端(Vout-)和直流稳压电压源(VC)；其特征是：第一电容(Cy1)一端接输入正端(Vin+)和共模变压器(L)同名端，另一端接地，第二电容(Cy2)一端接输入负端(Vin-)和共模变压器(L)同名端，另一端接地，采样电阻(R)接共模变压器(L)一绕组两端，第一场效应管(Q1)栅极接第二场效应管(Q2)栅极并接入智能控制单元MCU，第一场效应管(Q1)源极接第二场效应管(Q2)源极并接入智能控制单元MCU，第五电容(C0)一端接第一场效应管(Q1)源极，另一端接地，直流稳压电压源(VC)正极接第一场效应管(Q1)漏极，直流稳压电压源(VC)负极接第二场效应管(Q2)漏极，第三电容(C1)一端接输出正端(Vout+)，另一端接直流稳压电压源(VC)正极，第四电容(C2)一端接输出负端(Vout-)，另一端接第二场效应管(Q2)漏极。

2.根据权利要求1所述的共模电流抑制电路，其特征在于：所述的一共模变压器(L)共有3个绕组，绕组1，绕组2，绕组3。

3.根据权利要求2所述的共模电流抑制电路，其特征在于：所述的共模变压器L绕组1，绕组2接入电路中，其中绕组1一端1A接输入正端Vin+另一端1B接输出正端(Vout+)，绕组2一端2A接输入负端(Vin-)另一端2B接输出负端(Vout-)，绕组3一端3A接采样电阻(R)一端，绕组3另一端3B接采样电阻(R)另一端；采样电阻(R)感应出共模电流，经过变换成相应的共模电压以便于智能控制单元(MCU)进行处理。

4.根据权利要求3所述的共模电流抑制电路，其特征在于：所述的共模变压器绕组1的1A端和绕组的2A端以及绕组3的3A端是同名端。

5.根据权利要求1或4所述的共模电流抑制电路，其特征在于：所述的第一场效应管(Q1)是PNP结构，第二场效应管(Q2)是NPN结构，且第一场效应管(Q1)和第二场效应管(Q2)开关性能一致组成推挽补偿电路。