專利名稱：一種共模電流抑制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于EMC (Electromagnetic Compatibility)電磁兼容領(lǐng)域,具體涉及一種共模電流抑制電路。
背景技術(shù)：
隨著電子、電氣、通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，電磁兼容性在工業(yè)、科研、民用和軍事領(lǐng)域的重要意義愈來愈引起人們的高度重視。其中傳導(dǎo)和輻射電磁干擾可能導(dǎo)致與附近的或共用電源的其它電子設(shè)備之間產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾問題，甚至可能影響人體健康。因此各種國際和國內(nèi)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范相繼強(qiáng)制執(zhí)行，使得EMI成為一個(gè)急待解決的問題。其中共模EMI在總的EMI中通常占據(jù)主導(dǎo)地位。共模EMI源自變換器電路中高dv/dt部位(即存在由器件開關(guān)導(dǎo)致的躍變電壓的部位)，通過相線、對地寄生電容和地構(gòu)成共模電流的流通回路。此外，共模電流所流經(jīng)的回路面積遠(yuǎn)比差模大，因此共模電流同時(shí)還是高頻輻射干擾的主要成因。現(xiàn)有技術(shù)中主要通過無源濾波電路濾除共模電磁干擾，圖1所示的電路就是現(xiàn)有的共模濾波電路，通常稱為EMI濾波器，EMI濾波器主要依靠電容，電感等無源器件進(jìn)行濾波，其體積大，成本高，而且其濾波性能不僅依賴于濾波器本身，而且依賴于噪聲源和噪聲負(fù)載阻抗，EMI濾波器要想充分發(fā)揮性能，阻抗必須很好的匹配。對于電力電子裝置來說，EMI濾波器的噪聲源就是裝置本身，噪聲源阻抗隨著開關(guān)拓?fù)渥兓兓?。噪聲?fù)載是電網(wǎng)，阻抗條件也在不停地發(fā)生變化。因而當(dāng)EMI濾波器用于實(shí)際裝置時(shí)，衰減情況難以確定，甚至在某些頻率點(diǎn)還會(huì)產(chǎn)生負(fù)作用，其濾波能力有限。而且濾波器一旦接入電路便無法修改，靈活性差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型就是為了克服上面的不足，提出了一種共模電流抑制電路，利用軟件控制方法減小了硬件電路體積，靈活性好，濾波能力強(qiáng)。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種共模電流抑制電路，包括共模變壓器L，采樣電阻R，智能控制單元M C U，第一場效應(yīng)管Q I，第二場效應(yīng)管Q 2，第一電容C y 1，第二電容C y 2，第三電容C 1，第四電容C 2，第五電容CO，輸入正端Vin+，輸入負(fù)端Vin-，輸出正端Vout+，輸出負(fù)端Vout-和直流穩(wěn)壓電壓源V C。第一電容C y I一端接輸入正端Vin+和共模變壓器L同名端，另一端接地，第二電容C y 2—端接輸入負(fù)端Vin-和共模變壓器L同名端，另一端接地，采樣電阻R接共模變壓器L 一繞組兩端，第一場效應(yīng)管Ql柵極接第二場效應(yīng)管Q2柵極并接入智能控制單元MCU，第一場效應(yīng)管Ql源極接第二場效應(yīng)管Q2源極并接入智能控制單元MCU，第五電容CO —端接第一場效應(yīng)管Ql源極，另一端接地，直流穩(wěn)壓電壓源V C正極接第一場效應(yīng)管Ql漏極，直流穩(wěn)壓電壓源V C負(fù)極接第二場效應(yīng)管Q2漏極，第三電容Cl 一端接輸出正端Vout+，另一端接直流穩(wěn)壓電壓源V C正極，第四電容C 2 一端接輸出負(fù)端Vout-，另一端接第二場效應(yīng)管Q2漏極。[0006]電路工作時(shí)，由共模變壓器繞組3上感應(yīng)出共模電流，經(jīng)過采樣電阻R變換成相應(yīng)的共模電壓以便于智能控制單元M C U進(jìn)行處理，控制由第一場效應(yīng)管Q I和第二場效應(yīng)管Q 2所組成的推挽補(bǔ)償電路產(chǎn)生與共模電流源大小相等方向相反的補(bǔ)償電流，再經(jīng)過第三電容C I和第四電容C 2反饋到電路中達(dá)到抑制共模電流的目的。其中，所述的一共模變壓器L共有3個(gè)繞組，繞組I，繞組2，繞組3.[0008]其中，所述的共模變壓器L繞組I，繞組2接入電路中，其中繞組I 一端IA接輸入正端Vin+另一端IB接輸出正端Vout+，繞組2 —端2A接輸入負(fù)端Vin-另一端2B接輸出負(fù)端Vout-，繞組3 —端3A接采樣電阻R —端，繞組3另一端3B接采樣電阻R另一端。采樣電阻R感應(yīng)出共模電流，經(jīng)過變換成相應(yīng)的共模電壓以便于智能控制單元M C U進(jìn)行處理。其中，所述的共模變壓器繞組I的IA端和繞組的2A端以及繞組3的3A端是同名端。其中，所述的第一場效應(yīng)管Ql是PNP結(jié)構(gòu)，第二場效應(yīng)管Q 2是N P N結(jié)構(gòu)，且第一場效應(yīng)管Ql和第二場效應(yīng)管Q 2開關(guān)性能一致組成推挽補(bǔ)償電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:1，利用軟件控制方法可以節(jié)省硬件電路，減小電路體積，便于集成。2，利用軟件控制方法可以使控制更加方便，電路靈活性強(qiáng)，便于修改。3，電路結(jié)構(gòu) 簡單成本低，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。4，電路抑制共模電流能力更強(qiáng)。

圖1是現(xiàn)有共模濾波電路的電路原理圖；圖2是本實(shí)用新型共模電流抑制電路實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。參照附圖2，本實(shí)用新型共模電流抑制電路實(shí)施例示意圖。如圖2 —種共模電流抑制電路，包括共模變壓器L，采樣電阻R，智能控制單元MC U，第一場效應(yīng)管Q 1，第二場效應(yīng)管Q 2，第一電容C y 1，第二電容C y 2，第三電容C1，第四電容C 2，第五電容CO，輸入正端Vin+，輸入負(fù)端Vin-，輸出正端Vout+，輸出負(fù)端Vout-和直流穩(wěn)壓電壓源V C。其特征是第一電容C y I 一端接輸入正端Vin+和共模變壓器L同名端，另一端接地，第二電容C y 2 —端接輸入負(fù)端Vin-和共模變壓器L同名端，另一端接地，采樣電阻R接共模變壓器L 一繞組兩端，第一場效應(yīng)管Ql柵極接第二場效應(yīng)管Q2柵極并接入智能控制單元MCU，第一場效應(yīng)管Ql源極接第二場效應(yīng)管Q2源極并接入智能控制單元MCU，第五電容CO —端接第一場效應(yīng)管Ql源極，另一端接地，直流穩(wěn)壓電壓源VC正極接第一場效應(yīng)管Ql漏極，直流穩(wěn)壓電壓源V C負(fù)極接第二場效應(yīng)管Q2漏極，第三電容C I 一端接輸出正端Vout+，另一端接直流穩(wěn)壓電壓源V C正極，第四電容C 2 —端接輸出負(fù)端Vout-，另一端接第二場效應(yīng)管Q2漏極.共模變壓器L共有3個(gè)繞組，繞組1，繞組2，繞組3.共模變壓器L繞組I，繞組2接入電路中，其中繞組I 一端IA接輸入正端Vin+另一端IB接輸出正端Vout+,繞組2 —端2A接輸入負(fù)端Vin-另一端2B接輸出負(fù)端Vout-,繞組3 —端3A接采樣電阻R —端，繞組3另一端3B接采樣電阻R另一端。由共模變壓器繞組3上感應(yīng)出共模電流，經(jīng)過采樣電阻R變換成相應(yīng)的共模電壓以便于智能控制單元M CU進(jìn)行處理，控制由第一場效應(yīng)管Q I和第二場效應(yīng)管Q 2所組成的推挽補(bǔ)償電路產(chǎn)生與共模電流源大小相等方向相反的補(bǔ)償電流，再經(jīng)過第三電容C I和第四電容C 2反饋到電路中達(dá)到抑制共模電流的目的。參數(shù)設(shè)計(jì)與器件選擇:1.外加直流穩(wěn)壓電壓VC提供補(bǔ)償電路注入電流的能量，電壓應(yīng)大于等于8V。2.考慮到補(bǔ)償電路工作時(shí)耦合電容C1，C2與輸出電容CO的串聯(lián)阻抗能夠承受直流母線電壓，為此耦合電容C I和C 2須選用高壓高頻電容。3.輸出電容C O都應(yīng)選用高壓高頻電容。4.共模變壓器就是在共模電感的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)繞組且在繞組上并聯(lián)了一個(gè)檢測電阻R，電阻上形成的高頻電壓信號與共模電流成比例關(guān)系。所以需根據(jù)共模電流的大小以及高頻電壓的要求設(shè)計(jì)變壓器的匝數(shù)比。盡量減少共模變壓器初級繞組的雜散電容，防止高頻電流直接通過雜散電容流過變壓器。另外，共模變壓器初級繞組能夠承受逆變器負(fù)載電流。5.驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì):并聯(lián)補(bǔ)償電路是由互補(bǔ)對稱Q I和Q 2M0SFET構(gòu)成的推挽電路，為使補(bǔ)償電路產(chǎn)生所需要的共模補(bǔ)償電流，就要給推挽電路提供合適的PWM驅(qū)動(dòng)信號。當(dāng)上管導(dǎo)通下管關(guān)斷時(shí)要能提供足夠高的正電壓，當(dāng)上管關(guān)斷下管開通時(shí)，要能提供足夠高的負(fù)電壓。因此要求驅(qū)動(dòng)電路能夠提供±10V的驅(qū)動(dòng)電壓。
權(quán)利要求1.一種共模電流抑制電路，包括共模變壓器(L)，采樣電阻(R)，智能控制單元(MCU)，第一場效應(yīng)管(Ql)，第二場效應(yīng)管(Q2),第一電容(Cyl),第二電容(Cy2),第三電容(Cl),第四電容(C2)，第五電容(CO)，輸入正端(Vin+)，輸入負(fù)端(Vin-)，輸出正端(Vout+，輸出負(fù)端(Vout-)和直流穩(wěn)壓電壓源(VC);其特征是:第一電容(Cyl) —端接輸入正端(Vin+)和共模變壓器(L)同名端，另一端接地，第二電容(Cy2) —端接輸入負(fù)端(Vin-)和共模變壓器(L)同名端，另一端接地，采樣電阻(R)接共模變壓器(L) 一繞組兩端，第一場效應(yīng)管(Ql)柵極接第二場效應(yīng)管(Q2)柵極并接入智能控制單元MCU，第一場效應(yīng)管(Ql)源極接第二場效應(yīng)管(Q2)源極并接入智能控制單元MCU，第五電容(CO) —端接第一場效應(yīng)管(Ql)源極，另一端接地，直流穩(wěn)壓電壓源(VC)正極接第一場效應(yīng)管(Ql)漏極，直流穩(wěn)壓電壓源(VC)負(fù)極接第二場效應(yīng)管(Q2)漏極，第三電容(Cl) 一端接輸出正端(Vout+)，另一端接直流穩(wěn)壓電壓源(VC)正極，第四電容(C2) —端接輸出負(fù)端(Vout-)，另一端接第二場效應(yīng)管(Q2)漏極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共模電流抑制電路，其特征在于:所述的一共模變壓器(L)共有3個(gè)繞組，繞組I，繞組2，繞組3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共模電流抑制電路，其特征在于:所述的共模變壓器L繞組I，繞組2接入電路中，其中繞組I 一端IA接輸入正端Vin+另一端IB接輸出正端(Vout+)，繞組2 —端2A接輸入負(fù)端(Vin-)另一端2B接輸出負(fù)端(Vout-)，繞組3 —端3A接采樣電阻(R) —端，繞組3另一端3B接采樣電阻(R)另一端；采樣電阻(R)感應(yīng)出共模電流，經(jīng)過變換成相應(yīng)的共模電壓以便于智能控制單元(MCU)進(jìn)行處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的共模電流抑制電路，其特征在于:所述的共模變壓器繞組I的IA端和繞組的2A端以及繞組3的3A端是同名端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的共模電流抑制電路，其特征在于:所述的第一場效應(yīng)管(Ql)是PNP結(jié)構(gòu)，第二場效應(yīng)管(Q2)是NPN結(jié)構(gòu)，且第一場效應(yīng)管(Ql)和第二場效應(yīng)管(Q2)開關(guān)性能一致組成推挽補(bǔ)償電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種共模電流抑制電路，其中互補(bǔ)對稱第一場效應(yīng)管Q1和第二場效應(yīng)管Q2組成的推挽電路構(gòu)成并聯(lián)補(bǔ)償電路，由共模變壓器繞組3上感應(yīng)出共模電流，經(jīng)過采樣電阻R變換成相應(yīng)的共模電壓以便于智能控制單元MCU進(jìn)行處理，控制由第一場效應(yīng)管Q1和第二場效應(yīng)管Q2所組成的推挽補(bǔ)償電路產(chǎn)生與共模電流源大小相等方向相反的補(bǔ)償電流，再經(jīng)過第三電容C1和第四電容C2反饋到電路中達(dá)到抑制共模電流的目的。本實(shí)用新型減小了硬件電路體積，靈活性好，濾波能力強(qiáng)。
文檔編號H02M1/44GK202940726SQ20122065053
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者魏秀梅 申請人:余姚億威電子科技有限公司