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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

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

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

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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

电磁兼容暗室供电系统的电磁干扰抑制技术研究

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无线通信技术 2022年第2期31卷 55-58页

作者：周镒杨晓丽熊宇飞张晓宁中国信息通信研究院北京100191 北京亿策工程技术有限公司北京100102

本文讨论了电磁兼容暗室供电系统的电磁干扰抑制措施,重点阐述了共模和差模电源滤波器的工作原理及特性,分析了在不同供电条件下共模和差模电源滤波器的选择问题,为电磁兼容暗室供电系统的电源滤波器选择提供了参考依据。

关键词：电磁兼容暗室供电系统电源滤波器

一台“懂你”的电源滤波器 Bada 八达 LB-6620 Hi-Fi多功能电源滤波器

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视听前线 2024年第5期 55-58页

作者：小路(文/图) 不详

虽然各种电源滤波器可以降低电网中的噪音和干扰,理论上可以提升音响系统的声音表现,但电源滤波器因承载功率有限或者使用不当会造成声音压缩、音场变小等问题,因此很大一部分发烧友对于电源滤波器是比较暖味的,经常纠结在用与不用的问... 详细信息

虽然各种电源滤波器可以降低电网中的噪音和干扰,理论上可以提升音响系统的声音表现,但电源滤波器因承载功率有限或者使用不当会造成声音压缩、音场变小等问题,因此很大一部分发烧友对于电源滤波器是比较暖味的,经常纠结在用与不用的问题中。但大家与发烧级电源插座的关系却是明确的,在墙插不够用的情况下,发烧级电源插座就成了必须品,既然电源插座都用上了,在价钱相若的情况下,何不考虑一下电源滤波器呢?

关键词：电源滤波器音响系统电源插座音场必须品声音压缩多功能使用不当

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一种大功率宽频带电源滤波器研制

防护工程 2023年第1期45卷 66-71页

作者：杨杰何为熊久良黄刘宏张耀辉军事科学院国防工程研究院

电源滤波器是一种重要的电磁脉冲防护器件。现有滤波器主要针对高空爆核电磁脉冲和高功率微波设计，且额定功率较低，无法满足地面爆核电磁脉冲和区域供电的防护需求。基于阻抗分析，设计滤波单元所采用的结构电路，计算电路器件的性能... 详细信息

电源滤波器是一种重要的电磁脉冲防护器件。现有滤波器主要针对高空爆核电磁脉冲和高功率微波设计，且额定功率较低，无法满足地面爆核电磁脉冲和区域供电的防护需求。基于阻抗分析，设计滤波单元所采用的结构电路，计算电路器件的性能参数并进行了器件选型，通过数值仿真手段对电路整体进行分析验证，进而完成工程设计与实现，最终研制了一种大功率宽频带电源滤波器，并对其性能进行测试考核，可满足大型屏蔽设施针对不同强电磁脉冲的强电传导防护需求。

关键词：大功率宽频带电源滤波器全波段

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电源滤波器在医用电气设备中的应用

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2021年第1期 0128-0128,130页

作者：赵一凡三门峡市中心医院河南三门峡472000

在我国社会现代化发展水平不断提高以及医疗改革程度不断深入的背景下,将各种新兴技术运用到医疗电气设备中,不仅能够使各种医疗电气设备具有的作用和价值得到充分发挥,而且还能为医疗人员开展相关治疗工作提供积极帮助。本文针对电源... 详细信息

在我国社会现代化发展水平不断提高以及医疗改革程度不断深入的背景下,将各种新兴技术运用到医疗电气设备中,不仅能够使各种医疗电气设备具有的作用和价值得到充分发挥,而且还能为医疗人员开展相关治疗工作提供积极帮助。本文针对电源滤波器在医用电气设备中的有效应用途径展开详细分析,将用电气设备具有的电磁干扰问题进行有效解决,从而有效实现进一步提高医用电气设备作用和价值的目标。

关键词：电源滤波器医用电气设备