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电源滤波器性能与温度等因素的关系及抗饱和技术的研究

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电源滤波器性能与温度等因素的关系及抗饱和技术的研究

作者：余肖莹东南大学

学位级别：硕士

电源滤波器广泛应用于医疗、通信、军事等领域,需要面临跨度较大的极端温度环境、承受较大的工作电流。极端的环境温度会使电源滤波器性能发生偏移,而过大的工作电流会造成滤波器的饱和。本文通过实验探究了温度和偏置电流对电源滤波器... 详细信息

电源滤波器广泛应用于医疗、通信、军事等领域,需要面临跨度较大的极端温度环境、承受较大的工作电流。极端的环境温度会使电源滤波器性能发生偏移,而过大的工作电流会造成滤波器的饱和。本文通过实验探究了温度和偏置电流对电源滤波器性能的影响规律,并提出抗饱和的措施。介绍了电源滤波器的基本原理,并自行制作了一款供本课题使用的电源滤波器。理论分析了电源滤波器中各参数的对应关系,包括磁芯磁导率μ与共模扼流圈电感LCM的关系、电容器电容值Cr和电感LCM与滤波器s参数的对应关系。结合温度和直流偏置对电容器和扼流圈电感的影响规律,推算了环境温度和直流偏置变化下电源滤波器反射系数S11和插入损耗值s21的变化规律。针对不同材料的电容器与铁氧体磁芯,搭建了阻抗测试和滤波器S参数测试平台。采用了网络分析法完成了阻抗测试平台的搭建,使用同轴线来连接被测物(Device under test,DUT)与测试器件从而保证了测试的准确性。实验结果表明,电容器和共模扼流圈电感受到温度的影响,共同作用使得电源滤波器的S11和S21发生变化。S1、S2,的大小变化主要由电感LCM、电容Cr在温度影响下的变化决定,S2,谐振频点值的变化主要由电容(Cr在温度影响下的变化决定,而S11的谐振频点值的变化由电感LCM、电容Cr共同决定。直流偏置测试中,调整了共模扼流圈的匝数使其在测试电流范围内能够进入饱和区。引入了缓冲网络和隔离电容器,保证了电压源的工作精度和测试仪器的使用安全。针对测试结果,分析了共模扼流圈磁芯在直流偏置下的磁化过程,引入了反射系数差值ΔS,,表征电源滤波器的饱和程度,ΔS,,越小,电源滤波器越接近饱和状态。结果表明,共模电感会随着偏置电流的增大而减小,且下降速度同步变缓。电源滤波器在趋于饱和时,S参数值并不会突然出现陡降为零的现象,而是随偏置电流增加以缓慢的速度下降。基于电源滤波器的饱和机理,给出了一种共模扼流圈的绕制方式,即采用等间距并行绕制方式,利用减小差模磁通的思路,推迟了电源滤波器饱和点的到来。测试了该种绕制方式下电源滤波器S参数在偏置电流改变下的变化,验证了该绕制方式用于抗饱和技术的可行性。

关键词：电源滤波器温度直流偏置反射系数插入损耗抗饱和

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电源滤波器和电磁干扰滤波模块及应用

低压电器 2000年第6期 53-55页

作者：胡学芝黄石高等专科学校 435003

本文介绍了模块电源滤波器原理 ,并重点介绍了用于模块式电源的电磁干扰滤波模块VI IAM的原理、参数 ,并给出了应用电路。

关键词：电源滤波器电磁干扰滤波模块抗干扰

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新型电源滤波器的设计与开发

高压电器 2020年第8期56卷 6-10页

作者：秦川宋政湘西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

开关电源的应用场景越来越多,各种电子设备之间的电磁干扰使电源系统的工作环境越来越恶劣,电源系统的电磁兼容问题也受到了更广泛的关注。文中针对电源端口的传导干扰问题,分析了电源滤波器的设计流程和主要设计指标参数,开发出小型化... 详细信息

开关电源的应用场景越来越多,各种电子设备之间的电磁干扰使电源系统的工作环境越来越恶劣,电源系统的电磁兼容问题也受到了更广泛的关注。文中针对电源端口的传导干扰问题,分析了电源滤波器的设计流程和主要设计指标参数,开发出小型化、高插损的电源滤波器,有效解决开关电源的电磁传导干扰问题,从而保障电源系统的稳定工作。

关键词：开关电源电磁干扰电源滤波器

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电源滤波器用磁性材料脉冲特性测量技术研究

电源滤波器用磁性材料脉冲特性测量技术研究

作者：金东升东南大学

学位级别：硕士

在电力电子系统的电磁环境中,既存在高频的谐波干扰,同时也存在瞬时的脉冲干扰,因此在电磁兼容设计中通过使用电源滤波器,既要抑制150kHz～30MHz频段内的谐波干扰,也要防护瞬态的脉冲干扰。电源滤波器中的滤波电感采用铁氧体磁芯绕制成... 详细信息

在电力电子系统的电磁环境中,既存在高频的谐波干扰,同时也存在瞬时的脉冲干扰,因此在电磁兼容设计中通过使用电源滤波器,既要抑制150kHz～30MHz频段内的谐波干扰,也要防护瞬态的脉冲干扰。电源滤波器中的滤波电感采用铁氧体磁芯绕制成的线圈,磁芯作为电感器的主要组成部分,其脉冲特性对电源滤波器抗脉冲干扰的能力具有十分重要的作用。本文从抗脉冲干扰的角度出发,研究电源滤波器中常用的软磁铁氧体材料的脉冲特性,及其对电源滤波器脉冲干扰抑制性能的影响。提出通过电流源电路模型计算电源滤波器的插入损耗,通过PSpice仿真分析电感器对瞬态脉冲电流的限流作用。研究电源滤波器对共模干扰和差模干扰的抑制原理,通过PSpice建立共模等效滤波电路和差模等效滤波电路,分析在瞬态的矩形脉冲电流和双指数脉冲电流激励下,共模滤波元件和差模滤波元件对电源滤波器脉冲抑制作用的影响。软磁铁氧体材料在瞬时的单脉冲作用下,将很快的磁化和退磁,磁芯电感在脉冲磁化过程中表现为动态的电感L(t),提出通过平均脉冲磁导率μp来衡量磁芯电感对脉冲电流的限流作用的大小。针对不同材料的环形铁氧体磁芯,设计磁芯线圈的脉冲加载测量电路,通过测量磁芯线圈在矩形脉冲和双指数脉冲激励下的电压和电流,研究磁芯的脉冲磁化过程。通过降噪处理和数值计算得到磁芯线圈的动态电感和磁芯的平均脉冲磁导率,分析不同铁氧体磁芯的脉冲特性的差异。设计由不同铁氧体磁芯制成的电源滤波器,搭建滤波器的共模脉冲加载电路,通过测量插入滤波器前后的负载电压,提出基于传输到负载的时域脉冲能量和频域脉冲电压的插入损耗,用于评价电源滤波器的脉冲干扰抑制性能。结合各磁芯的脉冲特性,总结出磁芯材料的脉冲特性对电源滤波器的脉冲干扰抑制性能的影响。

关键词：磁性材料脉冲特性电源滤波器插入损耗脉冲抑制

基于开路阻抗参数的EMI电源滤波器插入损耗研究

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电气应用 2006年第3期25卷 94-97页

作者：由建刘洋谷雪松崔翔华北电力大学电气工程学院 071003

提出了利用开路阻抗参数矩阵分析EMI电源滤波器插入损耗的方法。分析共模、差模等效电路的阻抗参数和插入损耗的关系,通过Matlab绘出不同于50Ω测试系统时的插入损耗曲线,并用试验验证了方法的有效性。

关键词：开路阻抗参数电源滤波器插入损耗 50Ω系统

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EMI电源滤波器在加固中选择和应用

微波学报 2012年第S3期28卷 371-374页

作者：郭兴龙韩焱苏新彦中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051

国军标中对加固本军用终端设备电磁兼容性的要求是比较高的,要想使军用终端设备取得良好的电磁兼容性,除了要加强机箱和电缆的屏蔽外,EMI电源滤波器的性能对整机的电磁兼容性有着很大的影响,本文主要研究了电源滤波器在解决电磁兼容性... 详细信息

国军标中对加固本军用终端设备电磁兼容性的要求是比较高的,要想使军用终端设备取得良好的电磁兼容性,除了要加强机箱和电缆的屏蔽外,EMI电源滤波器的性能对整机的电磁兼容性有着很大的影响,本文主要研究了电源滤波器在解决电磁兼容性问题中的作用,介绍了电源滤波器的工作原理,分析在实践中对电源滤波器参数的选择,以及在工程安装使用的正确方法,从而了解和掌握运用电源滤波器解决电磁兼容性问题的方法。

关键词：电磁兼容性电源滤波器共模干扰差模干扰插入损耗

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电源滤波器核电磁脉冲防护性能测试方法研究

安全与电磁兼容 2019年第3期 44-49页

作者：胡景森中国电子技术标准化研究院

介绍了核电磁脉冲(NEMP,以下简称电磁脉冲)防护电源滤波器基本工作原理和技术发展现状,重点阐述了电磁脉冲防护滤波器防护性能电流脉冲注入(PCI)测试方法,包括测试原理、测试布置、测试过程和注入方式选择,并对PCI测试方法进行了验证。

关键词：电源滤波器电磁脉冲防护 PCI测试方法

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电源滤波器原理及应用

电子质量 2005年第10期 71-73,79页

作者：吴晓国家广播电视产品质量监督检验中心北京100015

介绍电源滤波器的原理、测量和安装等,为在抑制电源端口电磁骚扰方面的应用提供指导。

关键词：电源滤波器电磁骚扰(EMI) 插入损耗开关电源

电源滤波器在模拟实际工作状态下的性能测试方法

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防护工程 2021年第3期43卷 69-73页

作者：刘锋吴文谊王雪娟苗健秦凯军事科学院国防工程研究院

滤波技术是实施电磁防护的一项重要技术手段,电源滤波器已在各类电磁屏蔽室中得到广泛应用,但是针对电源滤波器在实际工作状态下的性能测试还缺乏具体的方法,严重制约了对电源滤波器性能和电磁防护效果的评估。分析了目前电源滤波器性... 详细信息

滤波技术是实施电磁防护的一项重要技术手段,电源滤波器已在各类电磁屏蔽室中得到广泛应用,但是针对电源滤波器在实际工作状态下的性能测试还缺乏具体的方法,严重制约了对电源滤波器性能和电磁防护效果的评估。分析了目前电源滤波器性能测试方法的局限性,针对其应用环境,构建了可以模拟实际工作状态的测试系统,提出了加电加载条件下的实际性能试验方法,能够对大功率宽频带范围内电源滤波器的实际插入损耗、屏蔽效能等多项重要指标进行现场测试,能够判定电源滤波器的性能优劣和使用范围,有效解决了各类电磁屏蔽室中对电源滤波器的应用需求。

关键词：电源滤波器实际工作状态性能测试方法插入损耗屏蔽效能