CN203933369U - 一种用于ac/ac开关变换器的共模电磁干扰滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种用于AC/AC开关变换器的共模电磁干扰滤波器，通过对电网侧EMI滤波电路和负载侧EMI滤波电路的协调控制，在公共接地电容的配合下，一方面将电力电子变换电路中产生的共模高频EMI信号相互抵消，另一方面利用较少的元器件为地电流提供了一个并联路径，能有效的阻止共模高频EMI信号注入电网，并能消除负载侧产生电压倍增的现象。该共模EMI滤波器和传统的EMI滤波器相比，性价比高，滤波效果更优。
Description
技术领域
本实用新型属于开关电源电磁兼容技术领域，具体涉及一种用于AC/AC开关变换器的共模电磁干扰滤波器。
背景技术
电力电子开关器件和脉宽调制技术(PWM)在交流/交流(AC/AC)开关变换器中得到了广泛的应用。开关器件的高频化使AC/AC开关变换器向小型化、轻便化的方向发展，但同时也产生了巨大的EMI注入电网。因此，国家制定了传导EMI发射标准，以阻止与电网相连的其他设备出现故障，标准规定AC/AC开关变换器产生的EMI必须限定在一定范围内。
在电力电子变换电路中，一般开关功率变换器的传导EMI是不对称的，共模EMI信号较大，其影响也较大，所以一般用共模无源EMI滤波器抑制共模EMI。传统的无源EMI滤波器分别安装在电网侧和负载侧，分别抑制EMI信号对电网和负载的干扰，其设计过程各自独立，无抑制效果方面的联系。这样的方法虽然对高频EMI起到了一定的抑制作用，但这两个滤波器不能够相互协调作用，所需元件数量较多，性价比较低。本实用新型设计了一种共用接地电容的共模EMI滤波器，可兼顾电网侧与负载侧的共模EMI同时抑制的效果。该EMI滤波器和传统的EMI滤波器相比，不仅阻止了电力电子变换电路中产生的高频EMI信号注入电网，防止了由于负载侧的高频EMI信号导致的负载电压倍增现象的发生，同时，对电网侧的EMI滤波电路和负载侧的EMI滤波电路进行协调控制，可将流入这两个滤波电路的共模高频EMI信号进行部分抵消。该无源共模EMI滤波器使用的元器件数量少，滤波效果好，性价比高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于AC/AC开关变换器的共模电磁干扰滤波器，解决了传统EMI滤波器不能通过协调控制来抑制AC/AC开关变换器产生的共模EMI及滤波性价比的问题。该共模EMI滤波器通过对电源侧滤波电路和负载侧滤波电路这两个滤波电路的协调控制，使得电力电子变换电路中产生的高频EMI信号在注入大地之前部分抵消，同时也防止了由于负载侧的高频EMI信号导致的负载电压倍增现象的发生，在减小滤波元件使用的同时，达到了很好的滤波效果。
本实用新型所采用的技术方案是，一种用于AC/AC开关变换器的共模电磁干扰滤波器，包括三相交流电网、网侧EMI滤波电路、三相整流电路、整流滤波电路、直流母线EMI滤波电路、三相逆变电路、负载侧EMI滤波电路、负载和公共接地电容；三相交流电网、网侧EMI滤波电路和三相整流电路通过三相配电线依次连接；网侧EMI滤波电路和公共接地电容通过5mm2的铜线进行搭接；三相整流电路、整流滤波电路、直流母线EMI滤波电路和三相逆变电路通过直流母线依次连接；直流母线EMI滤波电路和公共接地电容通过5mm2的铜线进行搭接；三相逆变电路、负载侧EMI滤波电路和负载通过三相配电线依次连接，负载侧EMI滤波电路和公共接地电容通过5mm2的铜线进行搭接。
本实用新型的特点还在于，
其中的网侧EMI滤波电路的中性点为E，负载侧EMI滤波电路的中性点为F，直流母线EMI滤波电路的中性点为P，三个中性点汇聚于M点，公共接地电容一端和M连接，另一端和大地连接。
其中的三相整流电路，采用三相桥式全控整流电路的拓扑结构。
其中的三相逆变电路，采用三相桥式全控逆变电路拓扑结构。
其中的负载为三相交流负载。
本实用新型的有益效果是，和传统的无源EMI滤波器相比，本实用新型提出的无源共模EMI滤波器通过对电网侧的共模EMI滤波电路和负载侧的共模EMI滤波电路的有效协调，使得电力电子变换电路中产生的高频EMI信号在注入大地之前部分抵消。本实用新型和传统的滤波方案相比所使用的滤波元件数量少，滤波效果好，性价比高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中，1.三相交流电网，2.网侧EMI滤波电路，3.三相整流电路，4.整流滤波电路，5.直流母线EMI滤波电路，6.三相逆变电路，7.负载侧EMI滤波电路，8.负载，9.公共接地电容。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型用于AC/AC开关变换器的共模电磁干扰滤波器的结构如图1所示，包括：三相交流电网1、网侧EMI滤波电路2、三相整流电路3、整流滤波电路4、直流母线EMI滤波电路5、三相逆变电路6、负载侧EMI滤波电路7、负载8和公共接地电容。三相交流电网1、网侧EMI滤波电路2和三相整流电路3通过三相配电线连接；网侧EMI滤波电路2和公共接地电容9通过5mm2的铜线进行搭接；三相整流电路3、整流滤波电路4、直流母线EMI滤波电路5和三相逆变电路6通过直流母线进行连接，该直流母线为铜排；直流母线EMI滤波电路5和公共接地电容9通过5mm2的铜线进行搭接；三相逆变电路6、负载侧EMI滤波电路7和负载8通过三相配电线连接，负载侧EMI滤波电路7和公共接地电容9通过5mm2的铜线进行搭接；公共接地电容9一端通过5mm2的铜线与M点连接，另一端通过5mm2的铜线与大地大面积搭接。
网侧EMI滤波电路2的中性点为E，负载侧EMI滤波电路7的中性点为F，直流母线EMI滤波电路5的中性点为P，三个中性点汇聚于M点，公共接地电容9一端和M连接，另一端和大地连接。三相交流电网1提供380V/50Hz三相交流电。网侧EMI滤波电路2由电感组L1、L2和电容组C1组成，该EMI滤波电路的实质为低通滤波器的组合，通过调整电感、电容参数可以设置低通滤波器的截止频率，该网侧EMI滤波电路2与公共接地电容9相配合，为电力电子开关器件在每条电源线上产生的共模高频EMI信号提供一个低阻抗接地路径，避免了电力电子变换电路中产生的共模高频EMI信号注入电网。此外，该网侧EMI滤波电路2的中性点E和负载侧EMI滤波电路7的中性点F相接，通过协调控制，在M点处抵消PWM整流电路与PWM逆变电路产生的部分EMI信号。三相整流电路3，采用三相桥式全控整流电路的拓扑结构，电路的开关管采用高开关频率的电力电子器件，可以将三相交流电网中输入的三相交流电转变成直流电。整流滤波电路4，由C3和C4两个电容构成，该滤波电路采用电容滤波的方法抑制整流后的脉动直流电的幅度，使输出的电压趋于平稳。直流母线EMI滤波电路5，由Cy1、Cy2组成，该滤波电路的中性点P和M点相连，与公共接地电容9的配合作用，可以抑制AC/AC变换器在直流母线上产生的共模电压，将共模高频电磁干扰信号导入大地。三相逆变电路6，采用三相桥式全控逆变电路拓扑，电路的开关管采用高开关频率的电力电子器件，可以将直流母线上的直流电转变成三相交流电。负载侧EMI滤波电路7，由于三相逆变电路6中高频电力电子器件的开通和关断会产生高的didt和dudt，这个didt和dudt会产生较大的EMI，会导致交流负载侧的电压倍增，如电机负载。因此，需要在三相逆变电路和负载侧安装一个共模EMI滤波电路，该滤波电路由Lf和Cf构成，通过调整电感、电容参数可以滤除高频差模EMI信号，防止负载侧由于高频EMI信号产生的电压倍增现象的发生；该负载侧EMI滤波电路7与公共接地电容C2相配合，为电力电子开关器件在负载侧产生的共模高频EMI信号提供一个低阻抗路径，避免了电力电子变换电路中产生的高频EMI信号对负载的冲击；此外，负载侧EMI滤波电路7的中性点F和网侧EMI滤波电路2的中性点E相接，通过协调控制，使得电力电子变换电路中产生的高频EMI信号在注入大地之前部分抵消。负载8，为三相交流负载，常见的为三相交流电机。公共接地电容9，该电容的目的是为了将电网侧EMI滤波电路2的中性点E和负载侧EMI滤波电路7的中性点F和直流母线EMI滤波电路5的中性点P的共模高频EMI信号引入大地。
Claims (5)
1.一种用于AC/AC开关变换器的共模电磁干扰滤波器，其特征在于，包括三相交流电网(1)、网侧EMI滤波电路(2)、三相整流电路(3)、整流滤波电路(4)、直流母线EMI滤波电路(5)、三相逆变电路(6)、负载侧EMI滤波电路(7)、负载(8)和公共接地电容(9)；所述的三相交流电网(1)、网侧EMI滤波电路(2)和三相整流电路(3)通过三相配电线依次连接；网侧EMI滤波电路(2)和公共接地电容(9)通过5mm2的铜线进行搭接；三相整流电路(3)、整流滤波电路(4)、直流母线EMI滤波电路(5)和三相逆变电路(6)通过直流母线依次连接；直流母线EMI滤波电路(5)和公共接地电容(9)通过5mm2的铜线进行搭接；三相逆变电路(6)、负载侧EMI滤波电路(7)和负载(8)通过三相配电线依次连接，负载侧EMI滤波电路(7)和公共接地电容(9)通过5mm2的铜线进行搭接。
2.根据权利要求1所述的用于AC/AC开关变换器的共模电磁干扰滤波器，其特征在于，所述的网侧EMI滤波电路(2)的中性点为E，负载侧EMI滤波电路(7)的中性点为F，直流母线EMI滤波电路(5)的中性点为P，三个中性点汇聚于M点，公共接地电容(9)一端和M连接，另一端和大地连接。
3.根据权利要求1所述的用于AC/AC开关变换器的共模电磁干扰滤波器，其特征在于，所述的三相整流电路(3)，采用三相桥式全控整流电路的拓扑结构。
4.根据权利要求1所述的用于AC/AC开关变换器的共模电磁干扰滤波器，其特征在于，所述的三相逆变电路(6)，采用三相桥式全控逆变电路拓扑结构。
5.根据权利要求1所述的用于AC/AC开关变换器的共模电磁干扰滤波器，其特征在于，所述的负载(8)为三相交流负载。
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| CN110855217A (zh) * | 2018-08-01 | 2020-02-28 | 联合汽车电子有限公司 | 变速箱控制器的电机控制电路及其优化方法 |
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