直流電機伺服驅動開關電源的EMI濾波器設計

引言直流電機專用伺服驅動電源，已不僅僅是傳統意義上的開關電源，它筆直參與了直流電機的控制工作，其特有的微機接口控制和上電時序控制功能尤其適合直流電機驅動系統，相對傳統的通用型大功率電源有著分明的的技術優點，其多功能的技術特點，符合電機驅動電源系統的發展方向。然而，隨著電子設計、計算機與家用電器的大量涌現和廣泛普及，電網噪聲干擾日益嚴重并形成一種公害。特別是瞬態噪聲干擾，其上升速度快、繼續時間短、電壓振幅度高(幾百伏至幾千伏)、隨機性強，尤其會對微機和伺服驅動系統易出現嚴重干擾，常使人防不勝防。

電磁干擾濾波器(EMIFilter)是近年來被推廣使用的一種新型組合器件。它能有效地抑制電網噪聲，提高伺服系統和電子設備的抗干擾能力及系統的可靠性，可廣泛用于電子測量儀器、計算機機房設備、開關電源、測控系統等范疇。本文解析的就是一種直流電機伺服驅動開關電源的EMI濾波器設計。

濾波器設計

依據直流電機伺服驅動開關電源系統的特點，本設計中的EMI濾波器采用雙級LC網絡設計，雙級LC網絡插入開關電源電路中的位置如圖1所示。

假定直流電源側為低阻抗電壓源US，DC／DC變換器輸入端為高阻抗電流源i(t)。那么LC濾波器只能選擇“Γ”型結構，最簡單的雙“Γ”型LC網絡如圖2所示。其頻域傳遞函數為：

由于LC網絡諧振時，會出現很大的電流(電壓)峰值，這個網絡有3個頻率點的諧振峰值是非得限制，否則，會出現更大的EMI。限制這3個頻率點的峰值是設計這個濾波器的緊要指揮思想。這3個頻率點分別是：

由于LC網絡諧振時，會出現很大的電流(壓)峰值，這個網絡有3個頻率點的諧振峰值是非得限制，否則，會出現更大的EMI。限制這3個頻率點的峰值是設計這個濾波器的緊要指揮思想。這3個頻率點分別是：

第一級濾波器的諧振頻率：

第二級濾波器的諧振頻率:

第3個頻率點就是DC／DC變換器的開關頻率f。

下面詳盡討論濾波器設計辦法，即選取LC網絡中元件參數的辦法：

由上面3個式子，3個頻率點對應的傳遞函數的幅值分別為：

元件參數選取辦法討論如下：

為了限箭f1點的諧振峰值，要求插入衰減

zollogH1=zologC1／C2＜0，即C1

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