[发明专利]一种电压变换器和共模噪声阻抗调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路领域，尤其涉及一种电压变换器和共模噪声阻抗调整方法。

背景技术

随着开关电源的频率不断提升，EMI（Electromagnetic Interference）电磁干扰问题日趋严重。传统的方法是在系统中加入EMI滤波器以抑制噪声。为了使滤波器最大限度地抑制噪声，设计者必须根据阻抗失配原则选择最为合适的EMI滤波器。噪声源阻抗、负载端阻抗以及EMI滤波器的输入输出阻抗是根据阻抗失配原则调配EMI滤波器性能的关键因素。

为了解决上述电磁干扰问题，目前业界的一般做法是根据噪声源和负载阻抗的高阻或低阻来选择对应类型的EMI滤波器，为了最大程度地削弱开关电源中的EMI，设计者只能选择许多不同的滤波器来进行对比，也就是从滤波器角度出发，调整EMI滤波器的阻抗特性，最终选出最适合系统的EMI滤波器。

在实现上述解决电磁干扰问题的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有技术根据阻抗失配原理对EMI滤波器进行设计，调整滤波器的阻抗从而使噪声源阻抗与EMI滤波器输入阻抗，EMI滤波器输出阻抗与负载阻抗达到最大失配，但噪声源的阻抗目前无法对其进行准确的描述，并且在为系统的EMI滤波器的选型对比试验中，所带来的成本和时间上的浪费使得这样的设计不合理并且效率低，若为了节约时间和成本选择对EMI滤波器进行过设计，即在涉及EMI滤波器时留有很大的裕量，这样一来EMI滤波器的体积就变的很大。

发明内容

本发明的实施例提供一种电压变换器和共模噪声阻抗调整方法，能够使得噪声源的共模阻抗值与EMI滤波器的阻抗值达到失匹配状态，从而减小了对EMI滤波器设计的限制，使得EMI滤波器的体积更小，并且使用效率更高。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种电压变换器，包括：

共模阻抗调整器和电磁干扰滤波器，所述共模阻抗调整器包括：E-E磁芯、第一线圈、第二线圈、平衡绕组线圈以及可变电阻器，所述E-E磁芯包括第一磁柱、第二磁柱和中心柱，在所述第一磁柱与所述第二磁柱上分别绕制有所述第一线圈以及所述第二线圈，从第一磁柱上绕制的所述电感第一线圈引出第一接线端和第二接线端，从第二磁柱上绕制的所述电感第二线圈引出第三接线端和第四接线端，其中，所述第二接线端距所述平衡绕组的距离小于所述第一接线端距所述平衡绕组的距离，所述第四接线端距所述平衡绕组的距离小于所述第三接线端距所述平衡绕组的距离；

所述平衡绕组线圈以“8”字形绕在所述E-E磁芯的所述第一磁柱以及所述第二磁柱上且不经过所述E-E磁芯的所述中心柱，所述平衡绕组线圈的一端接在所述可变电阻器可滑动的管脚上，所述平衡绕组线圈的另一端接在所述可变电阻器的两个不可滑动的管脚中的任意一个管脚上；

所述电磁干扰滤波器通过所述第二接线端和所述第四接线端与所述共模阻抗调整器相连接，噪声源从所述第一接线端和所述第三接线端接入到所述共模阻抗调整器上。

在第一种可能的实现方式中，结合第一方面，

在所述E-E磁芯的中心柱开有气隙或所述E-E磁芯的中心柱是断开的；

所述E-E磁芯的边柱开有气隙或所述E-E磁芯的中心柱是断开的。

在第二种可能的实现方式中，结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，所述可变电阻器包括滑动变阻器、变阻箱以及电位器。

在第三种可能的实现方式中，结合第一方面或第一方面的第一或第二种可能的实现方式，所述中心磁柱位于所述第一磁柱以及所述第二磁柱之间。

第二方面，提供一种共模噪声阻抗调整方法，应用于第一方面或第一方面的第一至第三中任一种可能的实现方式中的所述电压变换器，所述方法包括：

从第二接线端和第四接线端接收含有噪声的共模电流；

通过第一线圈和第二线圈将所述共模电流耦合到平衡绕组线圈上；

通过调整所述平衡绕组线圈上的可变电阻器的阻抗值以使所述共模电流的噪声阻抗与电磁干扰滤波器的阻抗达到失匹配状态。

在第一种可能的实现方式中，结合第二方面，所述通过调整所述平衡绕组线圈上的可变电阻器的阻抗值以使所述共模电流的噪声阻抗与电磁干扰滤波器的阻抗达到失匹配状态包括：

调整所述可变电阻器的阻抗值，使得所述噪声源的等效阻抗值与所述电磁干扰滤波器的等效阻抗值相等，从而使所述噪声源的反射系数为零，以使所述电磁干扰滤波器达到最佳滤波效果。