一種用于抑制開關(guān)噪聲的濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本專利是一種用于抑制開關(guān)噪聲的濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，首先通過線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)給開關(guān)電源供電，負(fù)載端用純阻性負(fù)載并加至開關(guān)電源最大輸出負(fù)載；然后通過線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)把開關(guān)線產(chǎn)生的共模、差模噪聲通過差模、共模噪聲分離器進(jìn)行共模、差模噪聲分離，其中差模噪聲通過差模濾波網(wǎng)絡(luò)載板，并利用示波器來檢測(cè)差模濾波網(wǎng)絡(luò)效果，比較差模濾波網(wǎng)絡(luò)噪聲輸出跟輸入電壓比值，粗略估算差模濾波網(wǎng)絡(luò)插入損耗值，用最少的差模濾波器件滿足標(biāo)準(zhǔn)限值要求并達(dá)到濾波最優(yōu)化；同樣共模噪聲通過共模濾波網(wǎng)絡(luò)載板，并利用示波器來檢測(cè)共模濾波網(wǎng)絡(luò)效果，比較共模濾波網(wǎng)絡(luò)噪聲輸出跟輸入電壓比值，粗略估算共模濾波網(wǎng)絡(luò)插入損耗值，用最少的共模濾波器件滿足標(biāo)準(zhǔn)限值要求并達(dá)到濾波最優(yōu)化。
【專利說明】一種用于抑制開關(guān)噪聲的濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種用于抑制開關(guān)噪聲的濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源相對(duì)線性電源具有效率高、小型化的特點(diǎn)，非常符合現(xiàn)代工業(yè)的需求，在計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備、通信、自動(dòng)控制、家用電器等各種領(lǐng)域里應(yīng)用廣泛；其相對(duì)線性電源主要缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，主要原因是開關(guān)電源通過電路控制晶體管進(jìn)行高速的導(dǎo)通與截止，晶體管高速通斷就會(huì)產(chǎn)生電壓、電流的變化，功率開關(guān)管在開關(guān)過程中引起電壓和電流的快速變化，通過電路中的其他元件產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾，這些噪聲會(huì)以傳導(dǎo)、輻射等耦合途徑影響系統(tǒng)內(nèi)部電路的以及其他系統(tǒng)的正常工作。
[0003]電磁兼容問題在各行各業(yè)中備受重視，直接關(guān)系到產(chǎn)品能否投放市場(chǎng)，因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)中充分考慮到開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁干擾，要想方設(shè)法進(jìn)行抑制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于抑制開關(guān)噪聲的濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
[0005]本發(fā)明的目的是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，產(chǎn)品在使用開關(guān)電源時(shí)不可避免的會(huì)產(chǎn)生噪聲，按照其傳輸?shù)男问椒譃楣材Ｔ肼暫筒钅Ｔ肼?。差模噪聲是噪聲電流在信?hào)線與信號(hào)地線之間或電源線的火線和零線之間的流動(dòng)；而共模噪聲是噪聲電流在電纜與大地之間形成的回路中流動(dòng)，濾波器是一種二端口網(wǎng)絡(luò)，它具有選擇頻率的特性，利用信號(hào)阻抗失配原理可以讓某些頻率順利通過，而對(duì)其他頻率則加以阻攔；
開關(guān)電源在接近滿載輸出時(shí)，其尖峰干擾及諧波干擾會(huì)更大，濾波器設(shè)計(jì)時(shí)必須要保證開關(guān)電源滿負(fù)荷工作；其次要保證濾波網(wǎng)絡(luò)的頻率諧振點(diǎn)要低于開關(guān)電源開關(guān)頻率及電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)限值下限頻點(diǎn)即兩者取最低，具體設(shè)計(jì)步驟如下:
首先通過線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)給開關(guān)電源供電，負(fù)載端用純阻性負(fù)載并加至開關(guān)電源最大輸出負(fù)載；然后通過線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)把開關(guān)線產(chǎn)生的共模、差模噪聲通過差模、共模噪聲分離器進(jìn)行共模、差模噪聲分離，其中差模噪聲通過差模濾波網(wǎng)絡(luò)載板，并利用示波器來檢測(cè)差模濾波網(wǎng)絡(luò)效果，比較差模濾波網(wǎng)絡(luò)噪聲輸出跟輸入電壓比值，粗略估算差模濾波網(wǎng)絡(luò)插入損耗值，用最少的差模濾波器件滿足標(biāo)準(zhǔn)限值要求并達(dá)到濾波最優(yōu)化；
同樣共模噪聲通過共模濾波網(wǎng)絡(luò)載板，并利用示波器來檢測(cè)共模濾波網(wǎng)絡(luò)效果，比較共模濾波網(wǎng)絡(luò)噪聲輸出跟輸入電壓比值，粗略估算共模濾波網(wǎng)絡(luò)插入損耗值，用最少的共模濾波器件滿足標(biāo)準(zhǔn)限值要求并達(dá)到濾波最優(yōu)化。
[0006]共模噪聲、差模噪聲在開關(guān)電源中是并存的狀態(tài)，根據(jù)以上設(shè)計(jì)，把差模濾波網(wǎng)絡(luò)和共模濾波網(wǎng)絡(luò)合并即可達(dá)到濾波器設(shè)計(jì)最優(yōu)化。
[0007]本發(fā)明的目的有益效果是:開關(guān)電源由于轉(zhuǎn)化效率高、體積小，大大降低了電源的散熱成本、提高了電源穩(wěn)定性及使用壽命，在各行業(yè)中備受推崇；但是開關(guān)電源也有其缺陷，會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，不僅會(huì)影響設(shè)備內(nèi)部其他信號(hào)的正常運(yùn)作，而且對(duì)同一供電網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備產(chǎn)生不利影響。采用此方法可以更加有針對(duì)性的解決開關(guān)電源帶來的電磁干擾問題，減少系統(tǒng)內(nèi)及系統(tǒng)間的電磁干擾。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是開關(guān)噪聲濾波器工作原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]參照說明書附圖對(duì)本發(fā)明的一種用于抑制開關(guān)噪聲的濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法作以下詳細(xì)地說明。
[0010]產(chǎn)品在使用開關(guān)電源時(shí)不可避免的會(huì)產(chǎn)生噪聲，按照其傳輸?shù)男问椒譃楣材Ｔ肼暫筒钅Ｔ肼?。差模噪聲是噪聲電流在信?hào)線與信號(hào)地線之間(或電源線的火線和零線之間)流動(dòng)；而共模噪聲是噪聲電流在電纜與大地之間形成的回路中流動(dòng)。濾波器是一種二端口網(wǎng)絡(luò)，它具有選擇頻率的特性，利用信號(hào)阻抗失配原理可以讓某些頻率順利通過，而對(duì)其他頻率則加以阻攔。
[0011]開關(guān)電源在接近滿載輸出時(shí)，其尖峰干擾及諧波干擾會(huì)更大，濾波器設(shè)計(jì)時(shí)必須要保證開關(guān)電源滿負(fù)荷工作；其次要保證濾波網(wǎng)絡(luò)的頻率諧振點(diǎn)要低于開關(guān)電源開關(guān)頻率及電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)限值下限頻點(diǎn)(兩者取最低)。首先通過線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)給開關(guān)電源供電，負(fù)載端用純阻性負(fù)載并加至開關(guān)電源最大輸出負(fù)載；然后通過線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)把開關(guān)線產(chǎn)生的共模、差模噪聲通過差模、共模噪聲分離器進(jìn)行共模、差模噪聲分離，其中差模噪聲通過差模濾波網(wǎng)絡(luò)載板，并利用示波器來檢測(cè)差模濾波網(wǎng)絡(luò)效果，比較差模濾波網(wǎng)絡(luò)噪聲輸出跟輸入電壓比值，粗略估算差模濾波網(wǎng)絡(luò)插入損耗值，用最少的差模濾波器件滿足標(biāo)準(zhǔn)限值要求并達(dá)到濾波最優(yōu)化；同樣共模噪聲通過共模濾波網(wǎng)絡(luò)載板，并利用示波器來檢測(cè)共模濾波網(wǎng)絡(luò)效果，比較共模濾波網(wǎng)絡(luò)噪聲輸出跟輸入電壓比值，粗略估算共模濾波網(wǎng)絡(luò)插入損耗值，用最少的共模濾波器件滿足標(biāo)準(zhǔn)限值要求并達(dá)到濾波最優(yōu)化。
[0012]共模噪聲跟差模噪聲在開關(guān)電源中是并存的狀態(tài)，根據(jù)以上設(shè)計(jì)，把差模濾波網(wǎng)絡(luò)和共模濾波網(wǎng)絡(luò)合并即可達(dá)到濾波器設(shè)計(jì)最優(yōu)化。
[0013]除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于抑制開關(guān)噪聲的濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于產(chǎn)品在使用開關(guān)電源時(shí)不可避免的會(huì)產(chǎn)生噪聲,按照其傳輸?shù)男问椒譃楣材Ｔ肼暫筒钅Ｔ肼?差模噪聲是噪聲電流在信號(hào)線與信號(hào)地線之間或電源線的火線和零線之間的流動(dòng)；而共模噪聲是噪聲電流在電纜與大地之間形成的回路中流動(dòng)，濾波器是一種二端口網(wǎng)絡(luò)，它具有選擇頻率的特性，利用信號(hào)阻抗失配原理可以讓某些頻率順利通過，而對(duì)其他頻率則加以阻攔； 開關(guān)電源在接近滿載輸出時(shí)，其尖峰干擾及諧波干擾會(huì)更大，濾波器設(shè)計(jì)時(shí)必須要保證開關(guān)電源滿負(fù)荷工作；其次要保證濾波網(wǎng)絡(luò)的頻率諧振點(diǎn)要低于開關(guān)電源開關(guān)頻率及電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)限值下限頻點(diǎn)即兩者取最低，具體設(shè)計(jì)步驟如下: 首先通過線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)給開關(guān)電源供電，負(fù)載端用純阻性負(fù)載并加至開關(guān)電源最大輸出負(fù)載；然后通過線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)把開關(guān)線產(chǎn)生的共模、差模噪聲通過差模、共模噪聲分離器進(jìn)行共模、差模噪聲分離，其中差模噪聲通過差模濾波網(wǎng)絡(luò)載板，并利用示波器來檢測(cè)差模濾波網(wǎng)絡(luò)效果，比較差模濾波網(wǎng)絡(luò)噪聲輸出跟輸入電壓比值，粗略估算差模濾波網(wǎng)絡(luò)插入損耗值，用最少的差模濾波器件滿足標(biāo)準(zhǔn)限值要求并達(dá)到濾波最優(yōu)化； 同樣共模噪聲通過共模濾波網(wǎng)絡(luò)載板，并利用示波器來檢測(cè)共模濾波網(wǎng)絡(luò)效果，比較共模濾波網(wǎng)絡(luò)噪聲輸出跟輸入電壓比值，粗略估算共模濾波網(wǎng)絡(luò)插入損耗值，用最少的共模濾波器件滿足標(biāo)準(zhǔn)限值要求并達(dá)到濾波最優(yōu)化； 共模噪聲、差模噪聲在開關(guān)電源中是并存的狀態(tài)，根據(jù)以上設(shè)計(jì)，把差模濾波網(wǎng)絡(luò)和共模濾波網(wǎng)絡(luò)合并即可達(dá)到濾波器設(shè)計(jì)最優(yōu)化。
【文檔編號(hào)】H02M1/14GK104201878SQ201410444428
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】徐成焱, 耿士華, 劉澤 申請(qǐng)人:山東超越數(shù)控電子有限公司