基于二端口網絡理論的開關電源直流EMI濾波器的設計

（3）

式中：

g=。

如果令z=，則可以求得相應的參數如下：

g11=gz；g12=g21=z；g22=－L1sz。

下面分析此濾波器電壓傳遞函數的幅頻特性，濾波器的電壓傳遞函數為

G(s)==（4）

將參數g代入，應用MATLAB做出其對數幅頻特性曲線如圖6所示。

圖6 系統的幅頻特性曲線

顯然，在低頻段輸出電壓的衰減較小，高頻段的濾波效果比較明顯。

由以上分析可以看出，由于此電路元件參數的選擇范圍較寬,因此較容易設計出滿足設計要求，且適用于工程實際的濾波器。作者已將此電路應用到了為長沙某公司所設計的開關電源中。

設計要求為：

1）輸入1000V的尖峰電壓,最大產生20A電流；

2）濾波器輸出電流從0～25A變化時，造成513V電壓波動不超過2％。

據此設計要求可得到設計允許值為：

g11=20/1000=0.02；

g22=U/I=(513＊2％)/25=0.4。

最終選定的參數值為：

L1=500μH；L2=140μH；R0=0.3Ω；

C1=470μF；C2=40μF。

將這組參數值代入式(3)得到:

g=5；z=0.003；

g11=gz=0.015；g12=g21=0.003；g22=0.2。

加入此濾波器前后開關電源輸出電壓波形如下圖7所示。

(a) 未加濾波器電源輸出波形

(b) 加入濾波器后電源輸出波形

圖7 開關電源輸出波形

3 結語

本文應用二端口網絡原理，對開關電源EMI濾波器的設計要求進行了分析總結，得出了3條設計要求，它適合于任何濾波器的設計。從該設計要求出發，可以對現有的開關電源EMI濾波器性能進行分析。本文給出了一個應用該要求設計出的EMI濾波器，并用在了工程實際，運行結果表明該原理理論性與實踐性均較好，具有通用性。