技术摘要：
本发明公开了一种可抑制谐振的电磁干扰滤波器设计方法，通过逆变器干扰源模型得到逆变器的差/共模干扰电压和干扰源内阻，计算得到系统所需插入损耗，然后选定滤波器拓扑，采用最优化算法提取差/共模滤波器的元件参数，在考虑滤波器件高频等效寄生参数的情况下仿真得到 全部
背景技术：
EMI(electromagnetic interference，电磁干扰)滤波器作为变流装置电磁兼容 设计的重要一环，广泛应用于高频电力电子产品中。 滤波器的拓扑分为单级和多级结构，单级的滤波器有L型和π型两种，多级拓扑结 构由多个单级滤波器级联而成。EMI滤波器的拓扑是根据干扰源内阻值和负载阻值来选定 的，传统的设计方法往往将源阻抗和负载阻抗假定为50欧姆电阻，根据阻抗失配原则设计 滤波器，使其达到最大的插入损耗。考虑到实际的逆变器中可能存在电感、变压器、X电容等 元器件，系统的源阻抗一般并不是恒定的50欧姆且呈现阻性，而是呈现容性或者感性，即干 扰源内阻随着频率的变化而变化，并不是恒定的50欧姆，如果仍然按照50欧姆电阻特性来 假定干扰源内阻，进行滤波器设计，就会导致插入损耗无法满足要求。 早期的滤波器设计，通常在选定滤波器拓扑后，通过多次设计和测量滤波器的插 损值，逐渐改进得到符合要求的元件参数，以尽可能地逼近系统所需要的插损，这种设计方 法运算量较大，实现起来较为繁琐。在实际的滤波器设计中，多是通过滤波器的衰减曲线和 理论上需要的插损值来确定滤波器的转折角频率，从而进行元件选型，但是这种方法在实 际应用中也存在缺陷，由于对滤波器元件的高频特性考虑比较少，往往使得滤波器在高频 段效果不佳。 为了在滤波器设计初期就能较准确地仿真计算得到元件值，有学者提出了确定滤 波器高频特性的方法(如Ye S,Eberle W,Liu Y F.A Novel EMI Filter Design Method for Switching Power Supplies[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2004, 19(6)(6):1668-1678)，这类方法包括建立电路模型对高频特性进行分析、利用有限元仿真 软件提取寄生参数、通过PCB板结构结合耦合系数进行电磁兼容辅助设计等。在滤波器预设 计阶段，充分考虑元器件的高频特性，可以更准确地计算得到符合要求的滤波器元件值。 综上所述，一个较为系统的滤波器设计方案应在预设计阶段充分考虑源阻抗的影 响，同时分析滤波器件高频寄生参数对滤波效果的影响。但是通过上述方法计算得到滤波 器元件在投入实际应用后，仍然会出现电路谐振导致部分频点EMI超标的问题，从而影响滤 波效果。一方面，为了保证滤波器投入使用后能起到应有的滤波效果，工程师们往往在预设 计时就给滤波器留出足够的裕量，来满足电磁兼容的要求，这就导致了滤波器的体积增大， 设备重量增加，设计的成本大大提高；另一方面，在投入使用后，如果系统接入滤波器后仍 然存在EMI超标的问题，一般需要重新对滤波器进行重新设计，耗费大量人力物力。
技术实现要素：
鉴于上述，本发明提出了一种可抑制谐振的电磁干扰滤波器设计方法，该方法基 4 CN 111581902 A 说 明 书 2/6 页 于逆变器等效电磁干扰源内阻选定差/共模(差模或共模)滤波器拓扑，再利用最优化算法 拟合得到滤波器元器件参数值，减少滤波器设计过程中的试错成本；接入滤波器后，通过分 析系统高频等效模型，精确定位造成EMI超标的关键元器件，提出在滤波器中添加阻尼电阻 的方法解决了部分频点EMI超标问题。 一种可抑制谐振的电磁干扰滤波器设计方法，包括如下步骤： (1)建立逆变器干扰源等效模型并通过测量计算得到逆变器系统的等效差/共模 干扰电压VDM,CM和差/共模干扰源内阻ZDM,CM，再根据EMC(electromagnetic compatibility， 电磁兼容)标准电压限值计算得到逆变器系统所需要的差/共模滤波器插入损耗ILDM,CM； (2)根据逆变器系统的差/共模干扰源内阻ZDM,CM和负载差/共模等效内阻Zload选定 差/共模滤波器拓扑，并将滤波器拓扑接入逆变器系统中； (3)设定优化目标采用最小二乘法确定滤波器中元器件的参数，并计算得到接入 滤波器后逆变器系统的差/共模插入损耗ILfilter，进而判断所设计的滤波器是否符合要求： 若不符合则执行步骤(4)，若符合则执行步骤(5)； (4)根据超标频率点所在频段采取不同策略对滤波器拓扑及器件进行调整； (5)根据确定的滤波器拓扑及其元器件参数进行滤波器制作，并测试接入滤波器 后逆变器系统的差/共模电磁干扰，验证滤波器对EMI的抑制效果； (6)当接入滤波器后测得逆变器系统的EMI频谱中存在部分频率点超标问题，建立 滤波器的高频等效模型，分析各元器件发生谐振的路径和频率范围，在相应的谐振路径上 串联阻尼电阻以抑制谐振点EMI超标问题。 进一步地，所述步骤(1)中通过以下公式计算差/共模滤波器插入损耗ILDM,CM； ILDM,CM＝20log VDM,CM-20log VPK 其中：VPK为EMC标准电压限值。 进一步地，所述负载等效内阻Zload为逆变器系统进行电磁兼容标准测试时输出端 所接LISN(LineImpedance StabilizationNetwork，线路阻抗稳定网络)的阻抗值，所述差/ 共模插入损耗ILfilter由ZDM,CM、Zload和滤波器中的电容及电感值共同决定。 进一步地，所述步骤(3)中的优化目标如下： min(|ILfilter-ILDM,CM|) 进一步地，所述步骤(3)中判断所设计的滤波器是否符合要求的标准为：对于频率 区间[150kHz,30MHz]范围内的任一频率点f，若该频率点f对应的差/共模插入损耗ILfilter (f)和差/共模滤波器插入损耗ILDM,CM(f)满足ILfilter(f)>ILDM,CM(f)，则判定滤波器符合要 求；若存在ILfilter(f)
